キュービクル受変電設備の基礎知識

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キュービクル受変電設備とは

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キュービクルは、電力会社の発電所、変電所から供給される高電圧の電気を、ビルや住宅の需要家で使用できる低い電圧に変圧する設備であり、各種の保護装置や計測装置、配電装置を内蔵している受変電設備のひとつである。

受変電設備は通常「区分開閉器、断路器、遮断器、変圧器、保護継電器、制御装置、計測機器、低圧配電設備」で構成されているが、これらを全て鉄箱に一括して収容したパッケージ製品が「キュービクル式」の受変電設備である。

電力会社から供給される電源は、50kW以下の電気容量であれば、100Vや200Vの低圧供給が可能。電力会社から50kWの電力供給を低圧で受けようとすれば、低圧ケーブルに流れる電流は150A~200Aと大きくなる。

CVTケーブルであれば、60sq~100sqという比較的大きなケーブルサイズでなければ送電ができない。50kWを超える電力要望が需要家からあった場合、ケーブルサイズが大きくなり過ぎてしまい、電力会社にとって経済性も施工性も悪くなる。

電力会社に対して需要家から、50kW以上の受給契約が見込まれる場合、低圧での供給は電流値が大きくなり過ぎてケーブルサイズが過大となり現実的ではないため、電力会社は高圧での電力供給を求める。電力の供給を受ける需要家は、変圧器を含む受変電設備を構内に設置して、高圧電力を受け入れる。

キュービクル式の受変電設備は、高圧変電設備のひとつとして広く普及している。単に「キュービクル」という略称でも呼ばれており、国外ではCubicles(Electric Switchboard Equipment)という名称で呼ばれ、立方体の小部屋という意味がある。

キュービクルの基本事項

キュービクルの希望や容量は、変圧器の総容量で決められる。電灯変圧器100[kVA]×3台、動力変圧器300[kVA]×2台とすれば、キュービクル容量は900kVAとなる。

事務所や工場、商業施設、病院、学校など国内には多種多様な用途の建築物があり、設置される電気機器はあまり違いがないため、面積によってキュービクル容量が可能である。ただし、空調機が電気式かガス式か、工場などでは特殊な大型機器がないか、といった与条件によって大きく変化することを忘れてはならない。

受変電設備は事故や故障が発生すると、建物への電力供給が途絶えることになるため、汚損の少ない屋内に設置するのが原則である。屋外に設置すると、塩分を含んだ風や雨に晒されるため、外箱の耐候性を高めなければならず、小動物や虫の侵入による事故を防止するための追加投資が必要である。

寒冷地では、キュービクル屋根に積雪のおそれがあるため、積雪に耐えるよう強度を高める必要がある。内部結露防止としてヒーター取付なども求められ、イニシャルコストだけでなくランニングコストも大きくなる。

屋内に電気室を設けると、建築面積や延床面積が増加することになり、建ぺい率や容積率を最大限活用したいオフィスの建築物では、レンタブル比の低下を引き起こし、収益性の悪化につながる。キュービクルの多くは、面積として加算されない屋外、屋上に設置される。

屋外など、湿気や塩分、排気ガスにさらされる過酷な環境でキュービクルを使用する場合、それぞれに対応する耐候性や耐久性のある外箱の仕様を選定しなければならない。屋外に設置するのであれば、内部に水が侵入しないよう防雨・防湿対応を行う。

塩分を含んだ風を受ける湾岸部であれば、表面塗装を耐塩害仕様とする。湾岸に300m以内に近接している場合、重塩害対策として塗装をさらに厚くしたり、亜鉛溶射鋼板の採用、給気口への除塩フィルター取付といった追加対策も検討する。

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