ケーブルの電圧降下シミュレーター

建築・ビルの電気設備設計：受変電設備から各階の分電盤、そこから照明・コンセント・空調機までの幹線・分岐回路は、すべて電圧降下を計算して電線サイズを決めます。長い幹線では許容電流に余裕があっても電圧降下で一段太い電線が必要になることが多く、設計図面には電圧降下率の検討結果が必ず記載されます。

工場・設備の動力配線：大型モーターやポンプ、コンプレッサへの動力ケーブルは電流が大きいため電圧降下も大きくなります。特にモーターは始動時に定格の数倍の電流が流れ、その瞬間に電圧が大きく落ちると始動できなかったり、ほかの機器が誤動作したりします。始動時の電圧降下まで見込んで電線を選定します。

太陽光発電・再生可能エネルギー：太陽光パネルからパワーコンディショナまでのDCケーブルや、屋外設置の風力発電機からの長距離ケーブルでは、電圧降下が発電量の損失に直結します。発電した電気を無駄なく届けるため、長距離になるほど太い導体を選び、電圧降下率を低く抑える設計が行われます。

電気設計の概算・チェック：本ツールのような抵抗のみの簡易モデルは、配線設計の初期段階で「この電線サイズで電圧降下は足りるか」を素早く当たりづけするのに役立ちます。詳細設計では長距離・高圧の配線でケーブルのインダクタンス（リアクタンス）の寄与も加えますが、まずこの概算で電線サイズの目星をつけるのが実務的な進め方です。

まず多いのが、「電圧降下は抵抗だけで決まる」という思い込みです。本ツールは力率1（純抵抗）の抵抗のみモデルで、短〜中距離の低圧配線ではこれで十分な精度が得られます。しかし長距離の配線や高圧線では、ケーブルのインダクタンスによる誘導性リアクタンスも電圧降下に寄与します。さらに負荷の力率が1より小さい（モーターなど誘導性負荷）と、リアクタンスぶんの電圧降下が無視できなくなります。長距離・大電流・低力率の案件では、抵抗とリアクタンスの両方を考慮した式で再検討してください。

次に、「導体抵抗は温度に関係なく一定」という誤解。銅の抵抗率は温度が上がると増加し、20°Cと70°Cでは約2割も違います。電流を流して電線自体が発熱すると抵抗が増え、電圧降下と電力損失がさらに大きくなる、という悪循環が起きます。本ツールは代表値 ρ=0.0172 Ω·mm²/m（およそ20°C相当）を使っていますが、連続して大電流を流す配線では、運転温度での抵抗率で検討するのがより安全です。

最後に、「電圧降下さえ満たせば電線は細くてよい」という考え方。電線サイズは電圧降下だけでなく「許容電流」でも決まります。許容電流を超える電流を流すと、たとえ電圧降下が小さくても電線が過熱し、絶縁被覆が劣化して最悪は火災につながります。電線選定は「許容電流」と「電圧降下」の両方を満たすサイズを選ぶのが原則で、本ツールは後者を確認するための道具です。前者の許容電流は電線の種類・敷設方法・周囲温度で決まるため、必ず別途確認してください。