キュービクルの役割とメリット、注意点を解説。定期的な更新が必要です!

こんにちは。

千葉県白井市を拠点に一般住宅からマンション、店舗、テナントなど、幅広く電気工事を手掛けている和興電業株式会社です。


工場やオフィスビル、マンション、病院、学校といった施設では、毎日大量の電力を消費します。こういった施設では単価の安い「高圧電力」を受電するのが一般的ですが、そのために必要な設備が「キュービクル」という設備です。ここではキュービクルの役割や構造、メリット、耐用年数、設置する際の注意点といった知識をご紹介します。




■キュービクルって何に使う設備なの?



キュービクルは、発電所から送られてくる6,600Vの「高圧電力」を受け取り、施設内で実際に使用する100Vや200Vまで電圧を下げるための設備です。正式名称を「キュービクル式高圧受電設備」といいます。外見は金属の箱で、その中にさまざまな機器が収納されています。いわば、小さな変電所のようなものです。


一般的な戸建住宅や小規模な店舗では、電柱の上などにある変圧器で100V・200Vに降圧された「低圧電力」を受電しているため、キュービクルは必要ありません。一方、工場やビルといった規模の大きい施設では、高圧受電をするケースがほとんどなので、敷地内にキュービクルを設置しているのです。マンションや会社などの敷地内で見たことがある方も多いでしょう。


では、工場やビルのような施設では、どうしてわざわざ高圧受電をしているのでしょうか? その答えは、電力損失を減らして電力供給の効率を高めるためです。電圧(電流を流す力)が低い状態で電気を送ろうとすると、非常に太い電線が必要になる上に、発熱によって多くの電力が失われてしまいます。つまり、大量の電力を低圧受電するのは効率がよくありません。


そのため、工場などでは高圧電力を受電し、キュービクルを使って100V・200Vにまで電圧を下げることで、電力供給の効率を高めているのです。設備を設置・管理する手間はかかりますが、高圧電力は低圧電力よりも電気料金が安いので、大量の電力を消費する施設では電気代削減につながるというメリットがあります。


なお、高圧受電設備には、フレームパイプなどの基礎に設備一式を組み込む「開放型(オープン型)」もあり、かつてはこちらが主流でした。しかし、充電部が露出していることによる感電のリスクや、日光・雨風など環境の影響を受けて故障しやすい点などデメリットが多く、近年ではキュービクルが主流になっています。




■キュービクルを構成する機器



キュービクルは多くの機器で構成されており、どれも重要な役割を果たしています。何か1つ欠けただけでも、キュービクルを安全に使うことはできません。キュービクルを構成する主な機器と、それぞれの役割をご紹介します。



・区分開閉器



受電線がキュービクル内で最初に接続する、開閉によって電力供給側と受電側を区分する装置です。受電側で過負荷や短絡(ショート)、地絡といった事故が発生した際に電路を閉じ、電力会社側の設備に事故が波及するのを防ぎます。



・断路器



電流が流れていない電気回路を遮断するための装置です。保守点検の際、電源と回路を切り離す役割を担います。



・遮断機



いわゆるブレーカーのことで、過電流や短絡電流などを検知した際に、電力供給を遮断します。区分開閉器と並ぶ、万が一に備えた保護装置です。



・変圧器(トランス)



電力会社から送られてきた高圧の電気を変圧し、100V・200Vにまで下げるための装置です。まさにキュービクルの中核といえます。変圧器の容量が不足していると、その系統の回路に新たな電気設備が入れられないため注意が必要です。



・保護継電器



電流や電圧の急激な変化を検知するための装置です。異常を検知すると、遮断機に電力の遮断指示を出します。



・制御装置



キュービクル全体を監視し、制御するための装置です。全体の司令塔といっていいでしょう。



・低圧配電設備



変圧器によって電圧が下げられた電気を、必要な回路に配分するための装置です。



・計測機器



電圧計や電流計、電力計といった各種計測器です。何か1つでも異常値を示していた場合は、すぐにキュービクルを点検する必要があります。




■キュービクルを導入するメリット



キュービクルは、かつての主流だった開放型の高圧受電設備に比べ、多くの点で優れています。キュービクルの主なメリットを見ていきましょう。



・安全性や耐久性が高い



キュービクルは金属製の箱に機器を収納するため、充電部などがむき出しにならず、感電のリスクが低いのが特徴です。風雨や日光、外気などの影響も少なく、耐環境性にも優れています。加えて、ネズミなどの小動物の侵入も防ぐことができるので、停電などのトラブルを防止できます。



・設置が容易で工期が短い



キュービクルは工場で完成させたものを現地へ運び、必要な組立作業や配線工事を行って設置します。そのため、設置がとても容易で工期も短縮できるのが大きなメリットです。結果的に設置工事の費用も削減できます。



・品質が安定している



キュービクルは工場で完成させたものを出荷するので、性能が技術者の腕前に左右されません。つまり、取り付けのミスなどによる不具合が起こりにくく、品質がとても安定しているのです。



・狭いスペースにも設置可能



キュービクルはコンパクトな箱に機器を収納しており、設置にあまり広いスペースを必要としません。そのため、屋上や駐車場といった比較的狭い場所でも設置することができます。専用の広い部屋や土地を用意する必要がないことから、建物や土地にかかる費用の削減にもつながります。




■キュービクルを導入する際の注意点



キュービクルはとても機能的な高圧受電設備ですが、いくつか注意しなければならないこともあります。キュービクルを導入する際は、以下の2つの注意点を押さえておきましょう。



・大きな機器の収納が困難



キュービクルは機器をコンパクトに収納できる反面、大きな機器を収納しにくいという欠点があります。一般的なキュービクルの場合、容量が1,000kVA(キロボルトアンペア)を超える大型変圧器の収納は困難です。そのため大規模な施設では、キュービクルの分割や開放型高圧受電設備の採用も検討する必要があります。



・将来の拡張を見越した設計が必要



キュービクルは箱にすべての機器を収めている性質上、拡張する場合に大きなコストと手間がかかります。そのため、将来拡張する可能性があるなら、それを見越した設計にしなければなりません。


たとえば、キュービクルの内部には増設用の開閉器や空き回路が必要です。周囲には、追加キュービクルを置くためのスペースがなければなりません。さらに設置場所が屋上なら、クレーンの吊り上げ作業用のスペースも求められます。




■キュービクル設置の流れ



キュービクルは、適当に置けばすぐに使えるわけではありません。安全な高圧受電のためには、正しい手順で設置しなければならないのです。そこで、キュービクル設置の基本的な流れを確認しておきましょう。



1:キュービクル設置の申請



まずキュービクルの設置届を国に提出します。この申請が承認されて初めて、キュービクル設置することができます。申請の際には、「電気主任技術者の選任届」「主任技術者選任許可申請書」「保安規定届出書」といった書類が必要です。



2:基礎工事



設置工事では、まず設置箇所の基礎(土台)を作ります。基礎をしっかり作っておかないと、キュービクルが安定せず倒れたり、時間の経過とともに沈み込んだりする可能性があるからです。



3:キュービクルの搬入・設置



基礎ができたらキュービクルを搬入・設置します。必ず水平を取り、地震などで転倒しないようにしっかりと固定します。



4:配線工事



設置したキュービクルの配線工事を行います。配線にミスがあれば正常に作動しないのはもちろん、漏電や短絡といった事故を引き起こすおそれがあるため、入念な確認作業が必要です。



5:通電・動作確認



配線に問題がないことが確認できたら、キュービクルに電線を接続・通電させ、動作確認を行います。特に問題が見られなければ設置完了です。




■キュービクルの耐用年数



キュービクルを使用する際、忘れてはならないのが耐用年数(寿命)の問題です。キュービクル自体も電気機器であるため、時間の経過とともに劣化し、機能が低下していきます。設置環境や使用の状況にもよりますが、一般的な耐用年数は10年~15年程度で、長くても20年~30年程度が限度です。


また、キュービクルはさまざまな機器を組み合わせて作られており、耐用年数も機器ごとに異なります。そのため、全体をまとめて交換するのではなく、耐用年数を迎えたものを個別に更新しなければなりません。何か1つでも機器が故障すれば、その時点でキュービクルは使用不能になり、施設内で電気が使えなくなってしまいます。


もし耐用年数を過ぎたキュービクルを使い続ければ、ある日突然停電する可能性がある上に、短絡や漏電事故が発生するリスクも高まります。これらは感電事故や火災などにつながるおそれもあり、大変危険です。


さらに、キュービクルの事故が原因で電力会社の配電線を停止させ、近隣に停電被害をもたらす「波及事故」に発展する場合もあります。波及事故が起きれば周辺は大混乱に陥り、莫大な損害賠償金を請求されるでしょう。


そもそも、劣化したキュービクルは機能が低下して受電効率が落ち、電力ロスが発生することにより電気代が高くなります。これでは単価の安い高圧電力を引いている意味がありません。それに加え、キュービクルの性能自体が年々向上しており、最新型はエネルギーの変換効率が非常に高くなっています。


つまり、安全の意味でも電気代削減の意味でも、キュービクルはしっかり更新していくべきなのです。各機器を適切に交換すれば、常に無駄なく電力を受電するとともに、キュービクルを長く使うことができます。




■まとめ



キュービクルは、高圧受電をする多くの施設において必須の設備です。普段はあまり目立たない存在ですが、非常に重要な役割を果たしているため、正しく設置して更新も行う必要があります。また、将来の拡張の可能性なども考慮しなければなりません。適切な高圧受電のためにも、経験豊富な業者にキュービクルの設置を依頼しましょう。


和興電業は「街の電気屋さん」として、千葉県白井市を拠点に地域密着で50年以上電気工事に携わってきました。キュービクルの設置をはじめ、LED化に伴うバイパス工事や照明器具の購入・設置工事など、幅広い電気工事に対応できるのが強みです。


どのような工事も設計の段階から打ち合わせを重ね、自社所属の経験豊富な電気工事士が、ダブルチェックしながら丁寧に作業に当たります。豊富な経験に基づく高い技術力を活かし、現場の状況やお客様のライフスタイルを考慮した、最適なプランをご提案させていただきます。東京電力優秀電気工事店認定も受けておりますので、電気工事のことなら安心して当社にお任せください。