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配電理論及び配線設計 ・ 6 / 7

屋内配線・分岐回路の設計

読み終えると、こうなる

遮断器・電線・コンセントの3つの定格が、なぜ1つだけ大きくしてはいけない組なのかを仕分けられるようになる

  • 同じ20A回路でも保護装置が配線用遮断器かヒューズかで、必要な電線の太さ(1.6mmか2.0mmか)を選び分けられる
  • 30A以上の分岐回路でコンセントの定格に下限があることに気づき、細いコンセントを大きい回路につなぐ組み合わせ違反を見分けられる
  • 分電盤の新設相談を受けたとき、遮断器・電線・コンセントの3列を採点し直して整合しない組み合わせを絞り込める
考えてみよう

20A配線用遮断器で保護された分岐回路があり、電線の太さは直径1.6mmが使われている。ここに来客用の家電のために、定格30Aのコンセントを新設しようとしたところ、先輩の電気工事士に止められた。

遮断器も電線もそのまま変えていない。コンセントの定格を大きくしただけなのに、なぜダメだと言われたのか。

このトピックを読み終えるころには、この組み合わせの何が問題なのか説明できるようになっている。

屋内に電気を分配する配線は、幹線(主幹から各分電盤まで)と分岐回路(分電盤から各コンセント・照明まで)に分けて設計する。分岐回路の設計で必ず押さえておきたいのが、過電流遮断器(ブレーカー)の定格電流・電線の太さ・接続できるコンセントの定格という「3点セット」の組み合わせだ。これは電気設備の技術基準の解釈第149条第2項第一号(149-1表・149-3表)で定められている。

分岐回路を保護する過電流遮断器軟銅線の太さ(149-1表)接続できるコンセント(149-3表)
定格15A以下直径1.6mm定格15A以下
定格15A超20A以下の配線用遮断器直径1.6mm定格20A以下
定格15A超20A以下(配線用遮断器を除く)直径2mm定格20A(20A未満の差込みプラグが接続できるものを除く)
定格20A超30A以下直径2.6mm定格20A以上30A以下(20A未満の差込みプラグが接続できるものを除く)
定格30A超40A以下断面積8mm²定格30A以上40A以下
定格40A超50A以下断面積14mm²定格40A以上50A以下

条文が示す太さは「軟銅線」の値で、より線を使うときは「これと同等以上の許容電流のあるもの」と書かれている。146-2表の許容電流と突き合わせると、直径1.6mm(27A)には断面積2mm²(27A)、直径2mm(35A)には3.5mm²(37A)、直径2.6mm(48A)には5.5mm²(49A)が対応する。表が50Aで止まっているのは、分岐回路を保護する過電流遮断器の定格電流が50A以下と定められているためだ(第149条第2項第一号イ)。

コンセントの欄で注意したいのが、ヒューズなど配線用遮断器以外で保護する20A回路の行だ。ここだけは「20A以下」ではなく定格20Aちょうど(ただし定格20A未満の差込みプラグが接続できるものを除く)と定められており、15Aのコンセントは接続できない。20A配線用遮断器の行(20A以下)と混ぜて覚えると取り違える。

遮断器の定格電流・電線の太さ・コンセントの定格は、3つとも独立に選べるわけではない。遮断器を変えないままコンセントの定格だけを大きくすると、その回路が守るべき組み合わせが崩れてしまう。

遮断器の定格電流が大きくなるほど、電線もコンセントもそれに耐えられる太さ・容量のものを選ぶ、という一貫した考え方さえ理解していれば、細かい数値を丸暗記していなくても、選択肢の中から明らかに整合しない組み合わせ(例: 細い電線に対して極端に大きいコンセント定格)を消去法で除外できる。

覚え方:6行の暗記より、3つの規則

表を行ごとに覚えると、20Aのヒューズの行が混ざって崩れる。次の3つの規則で組み立てると、数字を思い出しやすい。

  • コンセントの上限は、遮断器の定格と同じ。 15A回路は15A以下、20Aの配線用遮断器は20A以下、30A回路は30A以下、40A回路は40A以下、50A回路は50A以下。
  • コンセントの下限は、30A以上の回路にある。 下限は一段下の定格で、30A回路は20A以上、40A回路は30A以上、50A回路は40A以上。15A以下の回路と、20Aの配線用遮断器には下限がない(ヒューズなどで保護する20Aの回路だけは、定格20Aちょうどのコンセントに限られる)。
  • 電線の太さは 1.6mm → 2.6mm → 8mm² → 14mm² と太くなる。 20A以下(配線用遮断器)までは1.6mm、30Aまでは2.6mm、40Aまでは8mm²、50Aまでは14mm²。例外はヒューズなどで保護する20Aの回路で、ここだけ2mmに太くなる。

例題:4つの案を、3列で採点する

過去問では、遮断器・電線・コンセントを組み合わせた4つの案が並び、適切なもの(または不適切なもの)を1つ選ばせる。案の中身は毎回入れ替わるが、採点の手順は変わらない。

  1. 設問の向きを確かめる。 「適切なもの」か「不適切なもの」かで、探すものが逆になる。
  2. 案ごとに、遮断器の定格から表の行を決める。
  3. コンセントの定格を、その行の範囲と比べる。 上限を超えていないか、下限に届いているか。
  4. 電線の太さを、その行の値以上かどうかで比べる。 より線は同等以上の許容電流があればよい(2mm²は1.6mm相当、3.5mm²は2mm相当、5.5mm²は2.6mm相当)。
  5. 3列がすべて合う案だけが「適切」。 1列でも外れたら不適切。

4つの案を、実際に採点してみる。

  • 案① 配線用遮断器20A・電線1.6mm・コンセント20A 2個 → 適切。20Aの行に3列とも合う。
  • 案② 配線用遮断器20A・電線2.6mm・コンセント30A 1個 → 不適切。コンセントが上限の20Aを超える。
  • 案③ 配線用遮断器30A・電線2.0mm・コンセント30A 1個 → 不適切。電線が細い(30Aは2.6mm以上)。
  • 案④ 配線用遮断器30A・電線5.5mm²・コンセント15A 2個 → 不適切。コンセントが下限の20Aに届かない(5.5mm²は2.6mm相当なので、電線は合っている)。

実際の試験では、適切な案は1つだけだ。上の表は、4つの案がそれぞれ別の列で外れる様子を見せるために、適切な案を1つ、不適切な案を3つ並べている。

遮断器 20A配線用 電線 2.0mm コンセント 20A 分岐点から遮断器まで 3m 遮断器からコンセントまで 8m コンセントの個数 どれも、採点に使わない 3列(遮断器・電線・コンセント)を表と照らして採点する。図に書かれた距離と個数は、この採点には使わない

過去問の図には、「分岐点から配線用遮断器までは3m、配線用遮断器からコンセントまでは8m」と書かれ、コンセントが1個か2個かも描かれる。分岐点から遮断器までが3m以下なら、遮断器の位置は原則どおりで、電線の太さに追加の条件は付かない(3mを超えるときの35%・55%の条件は分岐回路の保護で扱う)。遮断器からコンセントまでの8mや、コンセントの個数は、第149条の表(149-1表・149-3表)には出てこない。気を取られず、3列の採点だけで決める。

「遮断器定格・電線太さ・コンセント定格」の組み合わせルールは、現場で分電盤の設計をする際にそのまま適用される。電線の太さが決まれば、それを収める電線管のサイズも決める必要があるが、その計算には当サイトの電線管サイズ計算ツールや許容電流早見ツールが使える。あわせてブレーカーの種類と選び方の解説記事も読んでおくと、この科目の知識が分電盤という実物にどうつながっているかがイメージしやすくなるはずだ。

「うちにEV充電器を付けられますか」に答える仕事

この3点セットの考え方は、そのまま増設の可否判断になる。EV充電器を付けたい、エコキュートに替えたい、IHを入れたい——こうした相談はすべて「専用回路を1つ増やせるか」という問いで、分電盤に空きがあるか、既存の電線と遮断器が要求に耐えるか、主幹の容量に余裕があるかを順に見ていく作業になる。表の数字を丸暗記していなくても、遮断器・電線・コンセントの3つが同じ方向を向いているかを確かめる癖さえあれば判断できる。

今日できるのは、自宅の分電盤を開けて子ブレーカーの数字を読むことだ。15Aと20Aがそれぞれいくつあるか、200V専用の回路はいくつか、空きスペースは残っているか。それがそのまま、この家に何を足せるかの見取り図になる。3点セットが崩れると、守る側の遮断器より弱い電線やコンセントのほうが先に発熱する。ブレーカーは自分より弱い部分を守るために付いている、という考え方が第149条の背骨にある。集合住宅での実例はアパート・マンションのEV充電器設置が参考になる。

冒頭の30Aコンセントがなぜ止められたのか、答え合わせは理解度チェックの最後の問題でしてみよう。

出題者のワナ — ここで受験者を転ばせにくる

この論点は、知っているだけでは足をすくわれる。試験でよく仕掛けられる崩し方を、先に知っておこう。

  1. 同じ20Aの分岐回路でも、保護するのが「配線用遮断器」か「ヒューズ」かで必要な電線の太さを変える

    なぜ引っかかる20A分岐回路の電線は、配線用遮断器で保護するなら直径1.6mm以上でよいが、ヒューズなど配線用遮断器以外で保護する場合は直径2.0mm以上が必要になる。ヒューズは金属が溶けて切れる仕組みで動作が遅く、その間の発熱に耐える余裕を電線側に持たせるためだ。表を「20Aなら1.6mm」とだけ覚えていると、ヒューズと書かれた瞬間に崩れる。

    見破り方表を引く前に、問題文の保護装置の名前を確認する。「配線用遮断器」と明記されていれば1.6mm、「ヒューズ」あるいは「配線用遮断器以外」とあれば2.0mm。20Aの行だけが2段に分かれている理由まで押さえておけば、迷ったときに理屈から戻せる。

  2. 接続できるコンセントの定格に、上限だけでなく下限もあることを見落とさせる

    なぜ引っかかる30A分岐回路に接続できるコンセントは20A以上30A以下で、15Aのコンセントは付けられない。20A(配線用遮断器)の回路では上限だけを見ていれば足りるため、「定格が小さいぶんには安全なはず」という感覚のまま30A・40Aの行を読むと、下限の存在に気づけない。細いコンセントに30Aの回路をつなぐと、遮断器が動作する前にコンセント側が焼ける。

    見破り方30A以上の行では、コンセントの欄が「◯A以上◯A以下」と範囲で書かれていることを確認する。守る側の遮断器より弱い部品を回路につながない、という第149条の考え方が下限の理由だ。

  3. 「適切なもの」を選ばせる年と「不適切なもの」を選ばせる年を交互に出す

    なぜ引っかかる分岐回路の組み合わせを問う設問は毎回のように出題されるが、設問の向きは固定されていない。同じ4つの図を見ても、探すものが正解1つなのか誤り1つなのかで作業が正反対になる。過去問を解き慣れているほど、いつもの向きで読んでしまう。

    見破り方設問の最後の一文に必ず線を引く。4つすべてを遮断器・電線・コンセントの3列で採点し、合格・不合格を書き込んでから設問に戻ると、どちらの向きでも同じ作業で答えが出る。

参考文献・出典

  • 電気設備の技術基準の解釈(経済産業省) (第149条(低圧分岐回路等の施設)第2項第一号イ(分岐回路を保護する過電流遮断器の定格電流は50A以下)、同号ロ・149-1表(遮断器の種類ごとに必要な軟銅線の太さ)、同号ニ・149-3表(接続できるコンセント及びねじ込み接続器・ソケットの定格))

理解度チェック(12問)

このトピックの内容がどれくらい身についたか、12問で確認しよう。 内訳は基本4問・応用4問・ひっかけ4問。基本が解けたら、条件を足した応用と、本番で足をすくいにくるひっかけまで踏み込む。

/ 12 問正解

覚えておきたいポイント

  1. 屋内配線は幹線(主幹から各分電盤まで)と分岐回路(分電盤から各コンセント・照明まで)に分けて設計する
  2. 分岐回路は「過電流遮断器の定格電流・電線の太さ・接続できるコンセントの定格」という3点セットで設計する(電技解釈第149条)
  3. 20A配線用遮断器の分岐回路には20A以下のコンセントしか接続できない。30Aコンセントは組み合わせ違反になる
  4. 遮断器の定格電流が大きくなるほど、電線もコンセントもそれに耐えられる太さ・容量のものを選ぶ、という一貫した考え方が土台にある
  5. 過去問は、遮断器・電線・コンセントの3列を組み合わせた4案から適切なもの(または不適切なもの)を選ぶ形。案ごとに3列を表と照らして採点する。分岐点から遮断器まで3m・遮断器からコンセントまで8mといった距離やコンセントの個数は、この3列の採点には使わない
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