大電流の配線・バスバーの発熱を抑えたい(許容電流)

制御盤の中に並んだ3本の銅バスバーと、ボルトで締めたケーブルの端子のうち1か所が熱を持っているイメージ(AI で生成したイメージ)

盤の中の電線が触れないほど熱い。バスバーの接続部が変色している。電線を太くしたのに、端子のところだけ温度が下がらない。大きな電流を流す配線は、使っているうちに熱を持ち、絶縁物の劣化や接続部の焼損、ひどいときは火災につながります。電線やバスバーの発熱は、電流の2乗と抵抗で決まり、どこまで流せるか(許容電流)は、絶縁物の温度・束ね方・周囲の温度で決まります。

このページでは、まず発熱と許容電流の考え方を説明し、盤の中の電線とバスバーを例に、条件を変えると流せる電流や温度上昇がどう変わるかを計算します。そのあとで、計算より熱くなる原因(接続部・交流・盤の温度)と、発熱を抑える方法を、式のどこに効くのかと合わせて紹介します。

目次

発熱と許容電流は、計算で見積もれる

発熱は「電流の2乗 × 抵抗」で決まる

電線やバスバーに電流 I が流れると、導体の抵抗 R によって、P = I² × R の熱(ジュール熱)が出ます。抵抗は、抵抗率 × 長さ ÷ 断面積なので、太いほど抵抗が小さく、発熱も小さくなります。電流は2乗で効くので、電流が2倍になると発熱は4倍です。

発熱 P = I² × R  R = ρ × L ÷ A

  • I:電流(A)
  • R:導体の抵抗(Ω)
  • ρ:抵抗率(国際標準軟銅(100%IACS)の値は 20℃で 1.7241×10-8Ω·m)
  • L:長さ(m)、A:断面積(m²)

たとえば、600V ビニル絶縁電線(IV)の 14mm² の導体抵抗は 1.30Ω/km(20℃)です(HS&T のカタログ)。88A 流すと 1m あたり 1.30×10-3 × 88² ≒ 10W、50A なら約 3.3W です(編集部の計算)。電線の温度が上がると抵抗も大きくなるので、実際の発熱はこれより少し大きくなります。

電流が1倍・2倍・3倍のときの発熱が1・4・9になることを示す棒グラフと、発熱の式の図
図1 発熱は電流の2乗に比例する
出典:HS&T「600V ビニル絶縁電線(IV)」の導体抵抗と編集部の計算(カタログ)をもとに AI(Claude)で作成

許容電流は、絶縁物が耐えられる温度で決まる

許容電流は、電線やケーブルが持っている特性を損なわずに、適正な年数使えるように決めた電流です。電線の温度は、発熱と放熱がつり合う所で決まり、その温度が絶縁物の導体最高許容温度(600V ビニル絶縁電線 60℃、耐熱ビニル・ポリエチレン 75℃、EP ゴム 80℃、架橋ポリエチレン 90℃)を超えないように決めます(フジクラ・ダイヤケーブル)。

そのため、同じ 14mm² の銅でも、周囲温度 30℃・がいし引き工事の許容電流は、ビニル 88A、耐熱ビニル 107A、EP ゴム 114A、架橋ポリエチレン 124A と違います。許容電流は、配列・本数・布設のしかた・周囲温度などで大きく変わり、日本電線工業会規格 JCS 0168 に従って計算されます(同)。

14mm²の電線の許容電流を、ビニル・耐熱ビニル・EPゴム・架橋ポリエチレンの絶縁で比べた横棒グラフ
図2 絶縁物の種類と許容電流(14mm²、周囲30℃、がいし引き工事)
出典:フジクラ・ダイヤケーブル「電線・ケーブルの許容電流」をもとに AI(Claude)で作成

束ねると・周りが熱いと、流せる電流が減る

電線を電線管にまとめて入れると、熱が逃げにくくなります。電線管工事の許容電流は、がいし引き工事の許容電流に、同じ管の中の電線の数に応じた係数(3本以下 0.70、4本 0.63、5〜6本 0.56 など)をかけます。周囲温度が 30℃を超えるときは、さらに温度の係数をかけます。60℃の電線は、周囲 40℃で 0.82、50℃で 0.58 まで下がります(フジクラ・ダイヤケーブル)。

ケーブルを空気中に並べるときも、間隔(ケーブルの外径の何倍あけるか)と段数・列数で低減率が決まっています。たとえば間隔を外径と同じ(S=d)にして2本並べると 0.85、3本で 0.80 です(同)。

電線管の中の電線の本数と周囲温度による電流減少係数の表
図3 電線管の中の本数と周囲温度による電流減少係数
出典:フジクラ・ダイヤケーブル「電線・ケーブルの許容電流」をもとに AI(Claude)で作成

出典:電線・ケーブルの許容電流|フジクラ・ダイヤケーブル、600V ビニル絶縁電線(IV)カタログ|HS&T、技術資料 許容電流・電流減少係数|倉茂電工

計算例1:盤の中の電線管に入れた電線

制御盤の中で、電線管に 600V ビニル絶縁電線(IV)14mm² を3本入れ、盤の中の温度が 40℃になる場合を考えます。条件は説明のための例です。

項目値根拠
がいし引き工事の許容電流(周囲30℃)88Aフジクラ・ダイヤケーブルの表
同じ管に3本以下の係数0.70同上
周囲 40℃の係数(導体最高許容温度 60℃)0.82同上
流せる電流88 × 0.70 × 0.82 ≒ 約50A編集部の計算

表の 88A は周囲 30℃・がいし引きの値なので、盤の中の管に入れると、流せる電流は約57%(約50A)に下がります。この電線に 60A 流すと、許容電流を超えます。60A 流したいときは、同じ条件で次のように選べます(編集部の計算)。

電線がいし引きの許容電流係数(本数 × 温度)流せる電流
IV 14mm²(60℃)88A0.70 × 0.82約50A(足りない)
IV 22mm²(60℃)115A0.70 × 0.82約66A
耐熱ビニル 14mm²(75℃)107A0.70 × 0.88約66A
架橋ポリエチレン 14mm²(90℃)124A0.70 × 0.91約79A
14mm²の電線を盤の中の電線管に3本入れたときに流せる電流の計算と、60A流すための電線の選び方の表
図4 計算例:盤の中の電線管に3本入れた 14mm² の電線
出典:フジクラ・ダイヤケーブル「電線・ケーブルの許容電流」の表と編集部の計算をもとに AI(Claude)で作成

太くする方法は、電線の抵抗が下がるので発熱そのものが減ります。耐熱の絶縁の電線にする方法は、同じ太さで流せる電流が増えますが、導体の温度は高くなるので、つなぐ端子や機器がその温度に耐えるかも確かめます(編集部の解説)。長い配線では、電圧降下も条件になります。

出典:電線・ケーブルの許容電流|フジクラ・ダイヤケーブル

計算例2:銅バスバーの断面積と温度上昇

断面積は、電流密度の上限から決める

定格電流 630A 以下の盤の中のバスバー(ブスバー、銅バー)の断面積は、JIS C 8480:2016 の「帯状導体の電流密度」から決められます。電流密度の上限は、定格電流 125A 以下で 3.0A/mm²、125〜250A で 2.5A/mm²、250〜400A で 2.0A/mm²、400〜630A で 1.7A/mm² です。必要な断面積は、定格電流 ÷ 電流密度で求めます(成光工業の解説。導電率 96%IACS 以上の導体が条件)。

たとえば 400A なら、400 ÷ 2.0 = 200mm² で、厚さ 5mm × 幅 40mm などになります。同じ解説では、分電盤の外の周囲温度 40℃を基準にすると、ブスバーの温度上昇の限度は 65K としています。銅バーの許容電流の早見表を載せているサイト(dou-busbar.com)でも、盤の中に置くと 0.8 倍、密集して並べると 0.7〜0.8 倍を目安の補正として挙げ、表の値は参考値としています。

定格電流ごとのバスバーの電流密度の上限と、必要な断面積の表
図5 バスバーの電流密度の上限と必要な断面積(JIS C 8480:2016)
出典:成光工業「ブスバーの選定方法とその事例」をもとに AI(Claude)で作成

温度上昇を見積もる:幅と表面で大きく変わる

同じ 400A を流したとき、バスバーの幅と表面の状態で温度上昇がどう変わるかを計算しました(編集部の計算)。条件は、空気中に1本だけ横に置き、周囲 40℃、自然対流の熱伝達率を 7.1W/(m²·K)(筑波大学の伝熱の演習の例題と同じ値)とし、放射も加えて、発熱と放熱がつり合う温度を求めました。抵抗は 20℃の値です。

バスバー(厚さ×幅)1m あたりの発熱光沢のある銅(放射率 0.05)黒色の塗装(放射率 0.95)
5 × 40mm(200mm²)13.8W約 21K 上昇約 11K 上昇
5 × 60mm(300mm²)9.2W約 10K 上昇約 5K 上昇
5 × 80mm(400mm²)6.9W約 5K 上昇約 3K 上昇
400Aを流す銅バスバーの温度上昇を、幅と表面の放射率で比べた棒グラフ
図6 計算例:400A を流す銅バスバーの温度上昇
出典:編集部の計算(放射率はjisaku.com の放射率表、熱伝達率は筑波大学の伝熱の演習の例題の値)をもとに AI(Claude)で作成

幅を広げると、抵抗が下がって発熱が減るうえ、表面積が増えて熱を逃がしやすくなるので、温度上昇は大きく下がります。光沢のある銅の放射率は 0.02〜0.07、マットブラックの塗装は 0.94〜0.97 とされ(jisaku.com の放射率表)、表面の放射率を上げても放熱が増えます。ただし、この計算は空気中に1本だけ置いた場合です。実際の盤では、盤の中の空気が温まり、ほかの導体や機器の熱、接続部の発熱が加わるので、温度は温度上昇試験や解析で確かめます。

接続部の1か所に熱が集まる

バスバーどうしや端子をボルトで締めた接続部には、重ねた面のすきまや酸化による接触抵抗があります。仮に接触抵抗を 50µΩ とすると、400A で 400² × 50×10-6 = 8W の熱が、数cm の範囲に集まります。ゆるんで接触抵抗が10倍の 500µΩ になると 80W です。5 × 40mm のバスバー1m の発熱(13.8W)は長さ全体に広がるのに対し、接続部の発熱は1か所に集中するので、そこから温度が上がります(数値は説明のための仮の値で、編集部の計算)。

ボルトで締めたバスバーの接続部の接触抵抗と、400Aでの発熱を比べた図
図7 接続部は熱が1か所に集まる(接触抵抗は仮の値)
出典:編集部の計算をもとに AI(Claude)で作成

出典:ブスバーの選定方法とその事例|ブスバー通販.com(成光工業)、銅バー許容電流一覧|dou-busbar.com、伝熱工学演習 第7章(ふく射伝熱)|筑波大学、サーマルカメラの放射率|jisaku.com

計算より熱くなる原因

許容電流の表やバスバーの電流密度どおりに選んでも熱くなるときは、表の前提から外れている所がないかを確かめます。多いのは、接続部、交流の影響、盤の中の温度の3つです。

接続部のゆるみ・接触不良

パナソニックは、電気設備機器による火災の要因として「接触部の過熱」が、平成18・19・26年に2位、平成25年に1位(全1,111件のうち225件)だった表を紹介しています。原因として、端子部のゆるみ、推奨トルク未満での締め付け、ブレーカーと電線の許容電流の組み合わせの誤りを挙げています。締め付けが弱いと、接触面積が少なくなって電気抵抗が増し、発熱や断線の原因になり、その異常な発熱は機器が動いているときなど限られた時間にだけ起きることがあるとも言われている、としています。

電気設備機器による火災の要因のうち、接触部の過熱と電線の短絡の件数を年ごとに比べた棒グラフ
図8 電気設備機器による火災の要因の件数
出典:パナソニック「ブレーカーにまつわる電気事故」をもとに AI(Claude)で作成

八光電機の実験では、圧着端子をナットでゆるく締めると、しっかり締めたとき(最高 100℃程度)より大きく温度が上がり、170℃近くに達しました(くわしくは企業の紹介)。ねじのゆるみの防ぎ方は、課題「ねじ・ボルトがゆるむのを防ぎたい」、コネクターの接点は課題「コネクターの接触不良を防ぎたい」で解説しています。

交流の表皮効果・近接効果

交流では、電流が導体の表面に寄って流れます(表皮効果)。電流密度が表面の約37%まで減る深さを表皮深さといい、銅では 60Hz で約 8.5mm、1MHz では約 0.066mm です(計測技術研究所)。厚い導体の中心は電流を運びにくくなり、実効的な抵抗が増えます。インバーターの出力のように高い周波数の成分を含む電流は、さらに表面に寄ります。導体どうしを近づけると、電流がかたよる近接効果も起きます(電流の向きによって、寄る側が変わります。編集部の解説)。

交流で電流が導体の表面に寄る表皮効果の模式図と、銅の表皮深さ
図9 交流の表皮効果(分布は模式)
出典:計測技術研究所「表皮効果とは?」をもとに AI(Claude)で作成

盤の中の温度と、まわりの熱

許容電流の表は、周囲 30℃を基準にした値です。盤の中は、機器の発熱で周りより温度が高いことが多く、周囲温度の係数が効きます。ほかの電線や機器のそばを通る配線は、さらに熱を受けます。インバーターなど発熱する機器の放熱は、課題「小型化で部品の温度が上がる」も参考になります。

出典:ブレーカーにまつわる電気事故|パナソニック、増し締め|パナソニック、表皮効果とは?|計測技術研究所、熱の実験室 圧着端子の実験|八光電機

発熱を抑える方法と、式のどこに効くか

発熱を抑える方法は、発熱の式(I² × R)の項を小さくする方法と、熱を逃がす・熱に耐える方法に分けられます。接続部は、小さな抵抗でも熱が集まるので、別に考えます。点検と解析は、発熱そのものは減らしませんが、異常を早く見つけ、作る前に温度を確かめるのに使います。

方法式のどこに効くか計算例での効き方相談できる企業
太くする・幅を広げるR を下げる14mm²→22mm² で約50A→約66A成光工業
バスバー・ラミネートブスバーに置き換えるR を下げ、放熱面を増やす5×40mm→5×60mm で約21K→約10K成光工業、菱電化成
柔らかい大電流の導体を使う放熱面を増やす、振動によるゆるみを防ぐ―塩田電線
接続部を管理する接続部の抵抗を下げる接触抵抗が10倍で発熱も10倍グローブ・テック、八光電機
熱を逃がす・耐熱の電線にする放熱を増やす、許容温度を上げる黒色の塗装で約21K→約11K―
解析で温度を確かめる作る前に温度と電流の分布を見る―構造計画研究所
サーモカメラで点検する異常な発熱を早く見つける―ミヨシ電工
大電流の配線の発熱を抑える方法を、電流・抵抗・接続部・放熱の4つに分けた図
図10 発熱を抑える方法と、式のどこに効くか
出典:この記事の内容をもとに AI(Claude)で作成

太くする・幅を広げる

いちばん確実なのは、導体を太くして抵抗を下げることです。電線なら1つ上の太さに、バスバーなら幅を広げるか枚数を増やします。計算例1では、IV 14mm² を 22mm² にすると、流せる電流は約50A から約66A に増えます。電流を2本以上に分けて流す(並列にする)ときは、電流が均等に分かれるよう、長さ・配置・接続のしかたをそろえます(編集部の解説)。

バスバー・ラミネートブスバーに置き換える

数百 A の配線は、太い電線を何本も束ねるより、平たいバスバーにすると表面積が大きく、熱を逃がしやすくなります。交流では、厚い1枚より薄い導体を間をあけて並べるほうが、表皮効果の影響を受けにくくなります(編集部の解説)。インバーターなどで正と負の導体を何本も引き回すときは、導体を絶縁フィルムで挟んで重ねたラミネートブスバーで、1枚の板にまとめる方法もあります。

柔らかい大電流の導体を使う

振動する機器や動く部分の大電流の配線には、細い素線を編んだ平編み銅線のような柔らかい導体が使われます。塩田電線は、平編み銅線はより線に比べて表面積が大きく放熱しやすいこと、機器の振動を吸収して端子のゆるみを防げることを特長に挙げています。

接続部を管理する

ボルトで締める接続部は、決められたトルクで締め、定期的に増し締めをします。圧着端子は、規格に合った専用の工具でかしめます。抜き差しが必要な大電流の接続には、接点にめっきをした大電流コネクターも使えます。接点の材料とめっきの選び方は、技術ページ「めっき」も参考になります。

熱を逃がす・耐熱の電線にする

導体どうしの間隔をあける、盤の換気をよくして盤の中の温度を下げる、バスバーの表面の放射率を上げる、といった方法で放熱を増やせます。電線は、耐熱ビニルや架橋ポリエチレンの電線にすると、同じ太さで流せる電流が増えます(計算例1)。

解析で温度を確かめる

電流の分布と発熱、空気の流れと放射をまとめて解く連成解析を使うと、バスバーのどこに電流が集まり、どこが熱くなるかを、作る前に確かめられます。交流の表皮効果や近接効果は、手計算では扱いにくいので、解析が役立ちます。解析の進め方は、技術ページ「CAE(構造解析・熱流体解析)」で解説しています。

サーモカメラで点検する

稼働中の盤をサーモカメラで撮ると、接続部の異常な発熱を、壊れる前に見つけられます。流れている電流に対して発熱が大きすぎないかを見ることが大切で、高温の所だけが異常とは限りません(ミヨシ電工)。サーモカメラで測るときは、光沢のある金属は放射率が低く、そのままでは温度を低く読みやすい点に注意します。

出典:ブスバーの選定方法とその事例|成光工業、ラミネートブスバー(大電流回路基板)|菱電化成、平編み銅線(メッキ付)TBC|塩田電線、増し締め|パナソニック、大電流コネクタ|グローブ・テック、バスバーの熱流体 -電磁界連成解析-|構造計画研究所、サーモカメラで点検すれば電気トラブルによる発熱が早期に発見できます|ミヨシ電工、サーマルカメラの放射率|jisaku.com

大電流の配線の発熱を抑える技術を持つ企業

各企業が解決できる課題と技術の内容を、企業が公開している情報をもとに紹介します。導体そのものを替えたいのか、接続部を直したいのか、温度を見積もりたいのか、盤を点検したいのかによって、相談先が変わります。

株式会社成光工業|許容電流の選び方を公開し、特注のバスバーを1点から作る

成光工業は、神奈川県川崎市川崎区に本社・工場、福島県白河市に工場がある金属加工の会社です(1967年創業)。電気設計者向けのブスバー(バスバー)の通販サイト「ブスバー通販.com」を運営しています。

成光工業の得意技術

技術内容
断面積の選び方を公開JIS C 8480:2016 の帯状導体の電流密度(125A 以下 3.0A/mm²〜630A 以下 1.7A/mm²)から、定格電流と必要な断面積を計算する選定ツールをサイトに載せている
特注の加工厚い板を大きな R で曲げる、エッジワイズ曲げ、ろう付け、特殊な表面処理・コーティングなどに取り組み、試作の1点ものから金型を使う量産まで対応するとしている
検査加工前・加工中・出荷前の3回のチェックで、図面どおりに仕上がっているかを確かめるとしている

成光工業が解決できる課題

  • 盤のバスバーの断面積を、定格電流から決めたい
  • 電線では太くなりすぎる大電流の配線を、曲げたバスバーに置き換えたい
  • 試作用に1点だけ特注のバスバーを作りたい
成光工業が曲げ加工した銅の平角導体やコイル状の部品の写真
図11 成光工業が曲げ加工した銅の導体(実例)
出典:成光工業「ブスバー通販.com の強み」

出典:会社概要|成光工業、ブスバーの選定方法とその事例|ブスバー通販.com(成光工業)、ブスバー通販.com の強み|成光工業

菱電化成株式会社|導体を重ねて1枚にする、ラミネートブスバー

菱電化成とは

菱電化成は、兵庫県三田市に本社・工場がある電気絶縁材料の会社です(1970年設立、三菱電機と三菱ガス化学が株主)。電気絶縁ワニスや積層板のほか、導体を絶縁フィルムで挟んで重ねた「ラミネートブスバー(大電流回路基板)」を作っています。

菱電化成の得意技術

技術内容
定格銅の導体で電流 1,750A 以下・DC2,800V 以下、アルミの導体で電流 400A 以下・DC900V 以下(標準設計時)
材料と構造導体はタフピッチ銅(厚さ1.0〜3.0mm)または純アルミ。絶縁は PET フィルムの複合基材とアラミド紙を、求める電気特性に合わせて組み合わせる。接続部は端子カラーで各層から取り出す
表面処理と温度銅の導体は Sn めっき(Ni めっきも対応)、アルミは Ni めっき。使用温度範囲は -40〜85℃

画像は、同社のサイトのご利用にあたっての条件で、私的使用など法律で認められる範囲を超える使用(複製を含む)ができないため、公開されている仕様をもとに編集部が図にしました。

菱電化成が解決できる課題

  • インバーターなど大電流の回路の配線を、1枚の板にまとめたい
  • 何本ものバスバーやケーブルの組み付けの手間を減らしたい
  • アルミの導体で、大電流の配線を軽くしたい
菱電化成のラミネートブスバーの構造と公開されている仕様の表
図12 菱電化成のラミネートブスバーの公開されている仕様
出典:菱電化成「ラミネートブスバー(大電流回路基板)」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社概要|菱電化成、事業所|菱電化成、ラミネートブスバー(大電流回路基板)|菱電化成

塩田電線株式会社|放熱しやすく振動を吸収する、平編み銅線

塩田電線とは

塩田電線は、東京都千代田区外神田(秋葉原)に本社がある電線の会社です(1946年創業、社員10名)。電線・ケーブルの販売と、特殊な電線の製作を行っています。

塩田電線の得意技術

技術内容
平編み銅線(TBC)すずめっき軟銅線を編んで平らにした導体。公称断面積 0.5〜200mm² の許容電流を表で公開しており、200mm² で 600A(14mm² で 128A、100mm² で 430A)
放熱と振動より線に比べて表面積が大きいので放熱しやすく安全電流を大きくとれる、機器の振動を吸収するので端子のゆるみを防げるとしている
使い方重ねて使えば大容量にでき、場所も取らない。バスダクト用の可とう導体、電解槽のリード線、バッテリーのアース線など。在庫品は素線 0.12mm で柔らかい

画像は、技術がわかる写真が公式サイトに見つからなかったため、公開されている表と説明をもとに編集部が図にしました。

塩田電線が解決できる課題

  • 振動する機器や動く部分に、大電流を流す柔らかい導体を使いたい
  • バスバーの接続部を、振動を吸収する導体でつなぎたい
  • 低い電圧で大きな電流を流す配線を、場所を取らずに作りたい
塩田電線の平編み銅線の特長と、公称断面積ごとの許容電流の表
図13 塩田電線の平編み銅線(TBC)の許容電流
出典:塩田電線「平編み銅線(メッキ付)TBC」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社案内|塩田電線、平編み銅線(メッキ付)TBC|塩田電線

株式会社グローブ・テック|25〜1,200A の大電流コネクター

グローブ・テックとは

グローブ・テックは、東京都日野市にある、産業用に特化した特注のコネクターの開発・設計・製造と、海外製の電気部品の輸入・販売の会社です(1993年設立、従業員20名)。

グローブ・テックの得意技術

技術内容
大電流のプラグとソケット絶縁物のないプラグとソケット(MS・MP シリーズ)は定格電流 25〜1,200A、使用最高温度 +145℃
材料とめっき本体は真鍮に銀めっき、接点はベリリウム銅合金(φ2〜6mm は金めっき、φ8mm 以上は銀めっき)
絶縁物付き絶縁物付きのプラグとレセプタクルは 135〜425A と 545〜700A の品ぞろえがある

画像は、技術がわかる大きさの写真を確かめられなかったため、公開されている仕様をもとに編集部が図にしました。

グローブ・テックが解決できる課題

  • 数百 A のケーブルを、ボルト締めではなく抜き差しでつなぎたい
  • 装置の大電流の電源を、交換しやすい接続にしたい
  • 標準品で合わない大電流のコネクターを特注したい
グローブ・テックの大電流のプラグとソケットの模式図と仕様の表
図14 グローブ・テックの大電流コネクターの公開されている仕様
出典:グローブ・テック「大電流コネクタ」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社情報|グローブ・テック、大電流コネクタ(絶縁物無しプラグとソケット)|グローブ・テック

株式会社八光電機|圧着端子の締め方と温度の実験を公開

八光電機とは

八光電機は、長野県千曲市に本社がある、電熱機器・制御機器・産業機器の会社です(1944年設立)。ヒーターなどの製品のほか、サイトの「熱の実験室」で、熱にかかわる実験の結果を公開しています。

八光電機の得意技術

技術内容
圧着端子の実験ヒーターの端子に圧着端子をナットで締め、AC200V で通電して温度を測った。専用工具でかしめてしっかり締めると最高 100℃程度、ナットをゆるく締めると 170℃近くまで上がった
使用温度の目安圧着端子のメーカーへの問い合わせとして、銅線用圧着端子の使用温度の目安は約120℃(すずめっきの酸化が始まるため)と紹介している
勧めていることナットや止めねじに少しのゆるみもないこと、規格に合った専用の圧着工具でかしめること

画像は、同社のサイトポリシーでコンテンツの権利を許諾しないとしているため、実験の結果をもとに編集部が図にしました。

八光電機が解決できる課題

  • ヒーターなど大電流の機器の端子が、熱くなる原因を知りたい
  • 圧着端子とナットの締め方で、どのくらい温度が変わるかを知りたい
  • ヒーターと温度の制御をまとめて相談したい
八光電機の実験で、圧着端子のかしめ方とナットの締め方による最高温度を比べた横棒グラフ
図15 八光電機の圧着端子の実験の結果
出典:八光電機「熱の実験室」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社概要|八光電機、熱の実験室 圧着端子の実験(1)|八光電機、熱の実験室 圧着端子の実験(2)|八光電機

株式会社構造計画研究所|バスバーの電流と温度の連成解析

構造計画研究所とは

構造計画研究所は、東京都中野区に本所がある、解析と設計の会社です(1956年創業)。SBD プロダクツサービス部・SBD エンジニアリング部が、構造・熱流体・電磁界などの解析ソフトの販売と受託解析を行っています。

構造計画研究所の得意技術

技術内容
バスバーの連成解析の事例交流(60Hz)で 1,000・1,200・1,500A を流したバスバーについて、電磁界と熱流体を連成して、磁束密度・電流密度・抵抗損失・温度を計算した
表皮効果を含めた発熱Simcenter FLOEFD の EMAG オプションで、表皮効果と交流を考慮してジュール発熱を計算できるとしている。周囲の自然対流も含めて解く
条件周囲 20℃、放射率 0.1、熱流体のメッシュ 250,000 セル、電磁界のメッシュ 900,000 セル、計算時間 13分

画像は、同社の画像の利用条件を確かめられなかったため、解析の条件をもとに編集部が図にしました。

構造計画研究所が解決できる課題

  • バスバーのどこに電流が集まり、どこが熱くなるかを、作る前に知りたい
  • 交流の表皮効果を含めた発熱を見積もりたい
  • 熱流体と電磁界の解析を、受託やソフトの導入で始めたい
構造計画研究所のバスバーの電磁界と熱流体の連成解析の流れ
図16 構造計画研究所のバスバーの連成解析の条件
出典:構造計画研究所「バスバーの熱流体 -電磁界連成解析-」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社概要|構造計画研究所、バスバーの熱流体 -電磁界連成解析-|構造計画研究所

有限会社ミヨシ電工|サーモカメラによる盤の接続部の点検

ミヨシ電工とは

ミヨシ電工は、岡山県瀬戸内市にある電気工事の会社です(1979年に丹羽電気工業所として創業)。工場の電気工事・キュービクル工事・省エネ工事のほか、工場の電気設備の点検を行っています。

ミヨシ電工の得意技術

技術内容
サーモカメラによる点検電源盤の接続部、ブレーカーの付近、接続端子をサーモカメラで撮り、温度の上がり方を見る
見つけた例端子の締め付け不足による接触不良で異常な発熱を見つけた。気づくのが遅ければ短絡して火災に発展していたかもしれないとしている。ほとんど電流が流れていない端子がほかより少し温かく、締め付け不良で抵抗が高くなっていた例もある
判断のしかた流れている電流に対して発熱が大きすぎないか、全体のバランスと設備の使われ方を見て、職人が総合的に判断する

画像は、技術がわかる写真が公式サイトに見つからなかったため、公開されている説明をもとに編集部が図にしました。

ミヨシ電工が解決できる課題

  • 工場の盤の端子のゆるみによる発熱を、壊れる前に見つけたい
  • 整備の担当がいない工場の電気設備を、定期的に点検してほしい
  • 発熱が見つかった盤の直しと電気工事をまとめて頼みたい
ミヨシ電工のサーモカメラによる盤の接続部の点検の流れ
図17 ミヨシ電工のサーモカメラによる点検の流れ
出典:ミヨシ電工「サーモカメラで点検すれば電気トラブルによる発熱が早期に発見できます」をもとに AI(Claude)で作成

出典:会社情報|ミヨシ電工、サーモカメラで点検すれば電気トラブルによる発熱が早期に発見できます|ミヨシ電工

選ぶ前に確かめる条件

電線やバスバーの見直しを相談する前に、次の条件を整理しておくと、計算と原因の切り分けが早くなります。

  • 流す電流(ふだんと最大)、直流か交流か、インバーターの出力か
  • いまの電線の種類(IV・耐熱ビニル・架橋ポリエチレンなど)と太さ、バスバーの材質と寸法
  • 布設のしかた:電線管・ダクトに何本入れているか、束ねているか、間隔
  • 盤の中の温度(夏の最も暑いとき)、近くの発熱する機器
  • 熱くなっている場所:電線の途中か、端子・接続部か
  • 接続部:締め付けトルク、増し締めの記録、圧着の工具、めっきの有無、変色
  • 振動の有無、動く部分か
  • 温度の測り方(サーモカメラなら放射率の設定)と測ったときの電流
  • スペース・重さ・コストの制約

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※アイキャッチ画像は、AI(ChatGPT)で生成したイメージです。実在の製品ではありません。

情報の確認日:2026年10月6日

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