工場やビルなどに設置してあるキュービクルは、発電所から送られる電流を下げて建物内に送電しています。

キュービクルの契約時には、用途や建物の規模に合わせて容量を決めなければなりません。

この記事では、トランスの意味やキュービクルの容量選定について解説します。

キュービクルの設置を検討している方は、ぜひ参考にしてみてください。

キュービクル（トランス）とは？

キュービクルは正式名称「キュービクル式高圧受電設備」といい、高圧で受電するための機器を金属製の外箱に収めているものです。

6,600Vで受電した電気をキュービクル内で100～200Vに変圧し、設置している施設へ提供します。

キュービクル内には、高圧電力を扱うさまざまな装置や機器が入っており、その主要機器がトランス（変圧器）です。

それでは、キュービクル内にあるトランスについて解説します。

キュービクル（トランス）の役割

トランスの役割は、高圧な電力を使用できる電圧にまで下げることです。

電気は電力会社の発電所で作られ、電線を経由して送電しています。

しかし、そのまま送電しても電圧が高すぎるため使用できないため、発電所から変電所に送電され、50万Vもの高圧電力を数千～数万Vにまで下げます。

何段階かの減圧によって6,600Vにまで下がった電気を、電柱やキュービクル内にあるトランスで100～200Vに変圧することで使用が可能です。

キュービクル（トランス）の仕組み

トランス内の仕組みは、鉄心にコイルを巻きつけて電気を発生する構造となっています。

電気が流れるとコイル内に磁界が発生するため、電圧が発生。

磁界で発生した電圧はコイルの巻数に比例するため、多く巻くほど高い電圧が作れます。

1次コイル（入力側）の巻数が100、2次コイル（出力側）の巻数が200の場合、2次コイルは1次コイルの巻き数の2倍です。

よって、入力側に100Vの電圧がかかると、出力側は200Vの電圧が発生します。

発電所から作られた電力は、変電所のトランスを経由しながら、徐々に電圧を下げて送られる仕組みです。

キュービクルと電柱がわかれている理由

トランスはキュービクルと電柱のどちらにもありますが、役割が同じなのに、なぜ2つにわかれているのか疑問に思う方もいるでしょう。

キュービクルと電柱がわかれている理由は、トランスを管理する責任者が異なるためです。

電柱のトランスは、電力会社が設置やメンテナンスをおこない、一般家庭の基本料金にメンテナンス料などが含まれています。

一方、キュービクルは設置している施設の管理会社が管理責任を持つため、設置やメンテナンスなど作業をすべて自らおこなはなくてはなりません。

とはいえ、キュービクルは電柱を使用した契約より、電気料金が安くなるため、大量の電力を使用するほど費用対効果があります。

キュービクル（トランス）の容量選定は2パターン

キュービクルの容量を選定する方法は、業者に依頼するか自分で計算するかの2パターンです。

業者に依頼する

業者へ容量選定を依頼すると、施設内で使用している機器すべての電圧などを計算してもらえます。

独立店舗や敷地面積が広い場合は、増設やキュービクルの交換などの工事ができるため、費用は増すものの、的確な容量を決めなくても大きな問題はありません。

しかし、ビルや敷地の狭い場所へキュービクルを設置する場合には、建物内で使用する容量の割り振りを決める必要があります。

キュービクル設置後に容量を増やす場合、大型クレーンの配備や工事中の警備員に交通整理してもらう必要や、周辺に迷惑のかかわない時間帯に工事をしなければなりません。

その場合、非常に大きな工事費が発生するため、事前にキュービクルの用途や今後を見据えたうえで容量を決めることが重要です。

自分で計算する

キュービクルの容量計算には、電気工事士などの専門知識が必要になります。

知識不足で容量計算を間違えて、必要以上の容量にすると余計な費用がかかり、足りない場合も増設などの工事が必要になるでしょう。

よって、専門知識がない場合、自分で容量を計算するのは避けるべきです。

とはいえ、大体の容量を自分で計算し今後に役立てたり、業者から不当な計算がおこなわれていないかの判断材料としてみたりする分には問題ありません。

キュービクルの容量計算

自分で容量を計算する場合、計算方法はおもに以下の2種類です。

1. 単相トランス：出力電圧（V）×出力電流（A）＝容量（VA）
2. 三相トランス：出力電圧（V）×出力電流（A）×√3＝容量（VA）

単相とは、一般家庭で利用する電気交流です。

単相トランスを使用すると、キュービクルの容量が少なく済み、仕組みが単純なため本体も比較的安くなります。

ただし、送電効率が悪いため電気損失が多く発生しがちです。

三相トランスはキュービクルの容量が大きく、送電効率も良いため電気のロスを抑えられますが、単相トランスより価格が高くなります。

容量の大きい三相トランスは、大規模な施設で利用する場合がほとんどです。

キュービクルに必要な条件

キュービクルは直接売上を作る生産施設ではないため、設置場所をできるだけ小さくし、設備にかかる費用をできるだけ抑えることが必要です。

高圧電力を扱うキュービクルは、イニシャルコストやランニングコストを抑えつつ、安全の確保や周辺への配慮が必要です。

よって、キュービクルには以下のような条件が求められます。

• 過剰設備ではない
• 感電・火災の危険性がない
• 周辺に配慮している
• 保守点検がしやすい

それでは、各条件を解説します。

過剰設備ではない

キュービクルを構成する機器は、選択する部品によって耐久性や操作性、安全性など異なります。

法的な基準を満たす最低限の設備にするのか、停電や復電、警報の自動化など高性能な施設にするにかなど、設置する施設に合った計画が必要です。

たとえば、小規模でも病院など人の命に関わる施設の場合は、安全性の高い設備にする必要があります。

高性能で信頼性の高い設備は費用が高くなるため、設置場所に合ったキュービクルの設計にすることが重要です。

感電・火災の危険性がない

高電力を扱う電気機器による感電事故は、大きな負傷につながります。

高電力が流れる部分には絶縁体でカバーし、日常点検時に人体が接触しないように保護措置が必要です。

また、低圧部分にも同じように保護すれば、小さな事故も防げます。

許容量を超える電気が流れた際に、電路を素早く遮断できる装置の組込みも重要です。

自社のキュービクルにより、電力会社の配電線路へ影響を及ぼすと、さまざまな企業が被害を受けます。

多額の損害賠償金を支払う必要もあるため、保護協調を考慮して継電器を設置しなくてはなりません。

周辺に配慮している

キュービクルに内蔵してあるトランスやコンデンサからは、一定のうなり音と振動が発生します。

よって、マンションやホテルなど多くの人が深夜に就眠するような施設では、十分な防振性能を確保しなければ騒音に対するクレームにつながりかねません。

トランスコやンデンサ以外にも、換気用ファンから発生する騒音も非常に大きいため、ファンはマンションやホテルなどの窓から離れた場所に取り付ける必要があります。

保守点検がしやすい

キュービクルの設置後は、電気主任技術者の責任のもと保安規程を策定して、月次点検や年次点検をおこなう必要があります。

法的に決められている操作面の必要なスペース確保や点検中に落下しないように落下防止措置などの計画も必要です。

キュービクルの内部には、側面から内部へ入れるような中廊下を設けるなどの工夫をすれば、保守点検にかかる時間を短縮できます。

近年では、保守点検をする電気主任技術者の高齢化が進んでいるため、開閉しやすいハンドルキーや計器類の取り付け位置を低くするなどの工夫も必要になるでしょう。

キュービクルの設置に関する法的規制

キュービクルは変電設備のため、消防法によってさまざまな規制があります。

それでは、キュービクルの設置に関する法的規制を見ていきましょう。

火災予防条例

20kW以上の変電設備には、各自治体が定める火災予防条例によってさまざまな規制があります。

よって、変電設備であるキュービクルを設置するには、火災予防条例に準拠しなければなりません。

キュービクルの設置場所の環境に関しては、水の侵入・浸透する危険性がない措置をした位置や、可燃性・腐食性蒸気やガスの発生する室や滞留する室に設けないことと決まっています。

キュービクルは、不燃材料による壁、床、天井、柱で区画され、窓や出入り口に防火戸を設けた室内への設置が原則です。

区画を電線管やダクト、ケーブルが通る場合には、貫通部分に不燃材料を充填し、延焼防止を図る必要があります。

ほかには、屋外に通じる換気設備の設置や変電設備の表示、関係者以外の立ち入り禁止、定格電流以内で使用するなどが法定規則です。

離隔距離

キュービクルには、安全に操作するための離隔距離が法的に定められています。

遮断器や断路器がない操作面は1.0m以上の作業スペースを確保しなければなりません。

操作せず、点検のみをおこなう面は0.6ｍ以上、まったく点検しない面に関しては0.2ｍ以上の作業スペースを確保する必要があります。

設置場所の環境や周囲との距離も消防法によって細かく決まっているため、離隔距離をくわしく知りたい方は下記の記事をご覧ください。

キュービクルの離隔距離とは？設置後の点検や耐用年数、注意点を解説 – ギアミクス

キュービクルトランスの容量選定は業者へ依頼しよう

この記事では、トランスの意味やキュービクルの容量選定について解説しました。

トランス（変圧器）とは、キュービクル内に設置してある機器のひとつで、変圧を下げたり上げたりする役割を担っています。

電気や費用をロスしないためにも、キュービクルの容量は、用途や設置する建物の規模に合わせなければなりません。

キュービクルの容量選定は専門知識を必要とするため、失敗し余計な費用を出さないためにも業者への依頼がおすすめです。