ケーブルの定格電圧
定格電圧(Rated Voltage)とは、電気機器を安全に使用するための最大電圧のことです。定格電圧を超えて機器を使用した際の安全性は保証されません。
定格電圧 U0/U とは
欧州の電力供給システムから U0/U としています。定義としては、以下の通りです。
U0/U ＝ 対地電圧(V) / 線間電圧(V)
例）LAPP ケーブルの場合を見てみましょう。
ÖLFLEX® CLASSIC 100 300/500V の場合、U0/U=300V/500V です。
多くの動力・コントロールケーブルのスター結線をベースにした定格電圧表記は
U0/U＝300/500V、450/750V、0.6/1kV
となります。
三相交流の電流と電圧
定格電圧表記はなぜ U0（対地電圧）＝300V、U（線間電圧）＝500V となるのでしょうか？
スター結線での線間電圧と相電圧の関係を説明します。
次の図のように、相電圧 Vr、Vs、Vt はそれぞれのなす角が 120°です。
また、線間電圧と相電圧の関係は
- Vrs = Vr – Vs
- Vst = Vs – Vt
- Vtr = Vt – Vs
です。 例として Vrs をベクトルで表し、三平方の定理から導くと
Vrs = Vr + (- Vs) = √3Vr
同様に、Vst = √3Vs、 Vtr = √3Vt となります。
よって、相電圧（=対地電圧） 300(V) に √3 を乗じることで
線間電圧 ≒ 500(V) となり、
U0/U ＝ 300/500V
となります。
「スター結線」以外の結線方法として「デルタ結線」もあります。
こちらはスター結線と似ていますが、スター結線は線電流＝相電流でしたが、デルタ結線では線間電圧＝相電圧となります。
こちらは線電流＝√3 x 相電流 となり、
Ir = √3Itr、 Is = √3Irs、 It = √3Ist
低圧の配電方式の種類
実際は、現場では様々な配電方式が混在しています。
ここでは、代表的な配電方式のパターンと U0/U の関係を説明します。
① 単相 2 線式（1φ2W） U0/U＝100/100V
単相交流電力の電圧が掛かっている非接地側電線 1 本と電圧の掛かっていない接地側電線 1 本、計 2 本の電線を用いて供給する低圧配電方式
② 単相 3 線式（1φ3W） U0/U＝100/100V
単相交流電力を 3 本の電線を用いて供給する低圧配電方式
③ 三相 3 線式（3φ3W）
三相交流電力を 3 本の電線を用いて供給する配電方式