電線・ケーブルサイズの選定｜許容電流・電圧降下・用途別の選び方

1「とりあえず2sqで」では設備が壊れることがある

制御盤や設備配線で「電線はとりあえず2mm²（2sq）でいい」という判断をすると、負荷電流が多い回路で電線が発熱して絶縁劣化・最悪の場合は火災につながる。

電線サイズは「どれだけの電流を流すか」と「何メートル引き回すか」の2軸で決まる。この記事では設備配線で必要な電線選定の考え方を整理する。

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2電線選定の2つの基準

基準1：許容電流（温度上昇の制限）

電線に電流を流すと抵抗によって熱が発生する。電線の絶縁被覆が熱で劣化しない電流の上限が許容電流。

主要な電線の許容電流（概算・単線・空中配線）：

断面積	許容電流（概算）	主な用途
0.5mm²	7A	制御信号・センサー線
0.75mm²	10A	制御線・操作回路
1.25mm²	13A	制御線・補助回路
2mm²	18A	小型モーター・ヒーター
3.5mm²	25A	中型モーター
5.5mm²	33A	中型モーター・幹線
8mm²	42A	大型負荷・幹線
14mm²	61A	幹線
22mm²	80A	幹線

注意： 配管内・束ねた状態では許容電流が下がる（低減係数が必要）。複数本束ねる場合は0.6〜0.7倍に下げて計算する。

基準2：電圧降下（末端電圧の確保）

長い距離を引き回すと電線の抵抗で電圧が下がり、末端の機器が正常動作しなくなる。

電圧降下 ΔV（V）= 2 × ρ × L × I / A
　ρ：銅の抵抗率（1.72×10⁻⁸ Ω·m）
　L：片道距離（m）
　I：電流（A）
　A：断面積（m²）

簡略計算（実用式）：
ΔV ≒ 35.6 × L × I / (1000 × A)
　L：片道距離（m）、I：電流（A）、A：断面積（mm²）

許容電圧降下の目安：

• 動力回路（200V系モーター）：末端で±10%以内 → 20V以内
• 制御回路（DC24V）：±10%以内 → 2.4V以内（DC24Vは特に注意）

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3用途別のケーブル選定

動力線（モーター・ヒーター）

• IV線（600V耐熱PVC絶縁電線）： 制御盤内配線の標準
• CV線・CVT線： 盤外への引き出し・動力幹線
• VCT（キャブタイヤ）： 移動部・可動部への配線

制御線・信号線

• CVS・CVVS（シールド付）： ノイズの影響を受けやすいアナログ信号・エンコーダー線に使用
• LAN（Cat5e/Cat6）： 産業用Ethernet・CC-Link IEなどのネットワーク
• PLC用I/Oケーブル： 0.3〜0.5mm²（電流が少なく引き回しやすい）

可動部・ロボットケーブル

一般の電線は繰り返し曲げに弱く、可動部で芯線が断線する。

• ロボットケーブル（高屈曲ケーブル）： 素線を細く多数撚った構造で繰り返し曲げに対応
• 屈曲回数の目安：一般電線100万回以下、高屈曲ケーブル1000万回以上

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4よくある選定ミスと対策

ミス1：電圧降下の計算をしない

DC24V制御回路で、センサーまでの距離が長い配線を細い電線で引き回した結果、センサーの動作電圧が不足してON/OFFが不安定になる。

具体例： DC24V回路、電流0.5A、片道20m、0.5mm²の場合 ΔV = 35.6 × 20 × 0.5 / (1000 × 0.5) = 0.71V 末端電圧 = 24 - 0.71 = 23.3V → DC24V機器の下限（21.6V）には余裕あり

片道50mになると： ΔV = 35.6 × 50 × 0.5 / (1000 × 0.5) = 1.78V → 22.2V（まだ問題ないが余裕が少ない）

電流が多い回路・距離が長い配線は必ず計算する。

ミス2：可動部に一般電線を使う

ロボットのハーネスやスライダの配線に一般のCV線を使い、数万回の動作で断線する。

対策： 可動部は必ずロボットケーブル（高屈曲ケーブル）を使う。選定基準は「1日何サイクル × 設計寿命（年）」で必要屈曲回数を計算する。

ミス3：アナログ信号線にシールドを使わない

温度センサー（熱電対・PT100）やアナログ出力（4〜20mA）の配線にシールドなしの電線を使い、ノイズで測定値が揺れる。

対策： アナログ信号線は必ずシールドケーブルを使い、シールドは片端（制御盤側）のみアースする（両端アースはアースループのノイズ増加の原因）。

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5配線設計チェックリスト

□ 各回路の負荷電流を計算した
□ 許容電流 > 負荷電流 × 安全率（1.25倍以上）を確認した
□ 長距離配線の電圧降下を計算した
□ 可動部にはロボットケーブルを指定した
□ アナログ信号線にはシールドケーブルを指定した
□ 束ね本数が多い場合の低減係数を考慮した
□ 端子のねじサイズと電線サイズが合っている
□ ケーブルに識別マーク（ナンバー・色）を指定した

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6社内で説明するときの言い方

上司・設計者に対して： 「このモーターは定格5Aなので、安全率1.25倍で6.25A以上の許容電流が必要です。2mm²（許容18A）で十分ですが、電圧降下が20m以上なら3.5mm²に上げます。」

外注先・制御盤メーカーに対して： 「アナログ入力配線はCVVSシールドケーブル0.5mm²で、シールドは盤側1点アースでお願いします。可動部のケーブルは高屈曲タイプで屈曲寿命500万回以上のものを使ってください。」

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7まとめ：電線選定の2ステップ

1. 許容電流で断面積を決める——負荷電流 × 1.25倍以上の許容電流
2. 電圧降下で断面積を確認する——長距離・DC24Vは必ず計算

次のステップ：

• 制御盤設計の基礎 — 盤内配線の設計全体へ
• IP等級と防塵・防水設計 — 配線引き込み部の防水設計へ
• センサー選定の基礎 — センサー信号線の選定へ