キュービクル(キュービクル式高圧受変電設備)とは
キュービクル(キュービクル式高圧受変電設備)について
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キュービクル式高圧受変電設備(以下「キュービクル」という)は、
電力会社から供給される高電圧(6,600V)の電気を、ビルや工場などで使用できる低い電圧(100Vや200V)に変圧する設備です。
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で通常「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」で構成されています。
これらを全て収めた金属製の箱が「キュービクル」と呼ばれます。
キュービクルは、様々な施設に設置されている小規模変電所とも言うことができます。
屋上や駐車場の隅に設置されていて、普段意識することはあまりありませんが送られてくる6,600ボルトの電気をそのまま敷地内に引き込む高圧受電契約に必須の重要な設備であり、多くの電気を使用するビジネスに欠かすことはできません。
キュービクルを、正しく理解し活用することで、大幅に電気料金の削減を実現することができます。
そして、キュービクルは、建物の環境・用途や負荷状況等の条件によって、容量が異なります。
そのため、ひとつひとつが、お客様ごとの特注品となります。
キュービクルの導入(キュービクルの設計・購入・施工・電力会社との事前協議から契約)をご検討の際は、是非弊社スタッフにお任せ下さい。
電気が街へ届くまでの道のり
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電気は、各地域の電力会社で作られます。 主な発電所には水力発電所、火力発電所、原子力発電所があります。 これらの発電所で、数千V(ボルト)〜2万Vの電圧の電気をつくり 発電所に併設された変電所を使って、送電に効率のよい27万5000V〜50万Vという 超高電圧に変電されて送電線に送り出されます。 発熱による送電ロスを少なくし、長距離の区間を効率的に送電するため、各所に設置された変電所で変電を繰り返しながら、6600Vにまで変電された、街の電線まで届けられます。
高圧受電契約と低圧受電契約
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一般家庭や小規模工場・事業所では、電力会社と「低圧受電契約」が結ばれ、 電力会社が電柱上に設置してあるポリバケツのような形をした柱上変圧器(トランス)にて、100Vと200Vに変電された電気が送り届けられます。 しかし、このポリバケツ型のトランスでは電力量に限りがあるため 低圧受電契約より多くの電力を必要とする工場、事業所、ビル、商業施設では6,600Vの高圧を直接受電できる「高圧受電契約」を結ぶ必要があります。
高圧受電契約のメリット
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低圧受電と高圧受電の2種類の区分けは契約電力の目安が50kwとなっています。 50kw以上のたくさんの電気を必要とする事業所が、高圧受電契約を行うと電力会社のトランスを通さずに電気を利用できるため 安い電気単価で、大量の電気を使用出来るようになる契約方式です。 しかし、高圧の電力は6600ボルトという大変危険な電圧ですので、一旦変圧する設備が必要となります。 その設備がキュービクル(キュービクル式高圧受変電設備)と呼ばれるものです。
キュービクルの老朽化(機器更新)について
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キュービクル(又は電気室)設けて高圧受電を受ける場合、事業主は電気事業法により、電気主任技術者を選任する事が義務づけられています。
一般的に多くの場合は、外部委託という形で大手の保安協会又はその資格を有した電気主任技術者に依頼する事となります。
電気主任技術者は委託されたキュービクルを保守・点検するという役割を担い、月例(又は隔月)の点検と年次点検を実施し、高圧機器に不具合が無いかを確認します。
その際、キュービクル内の「変圧器」「高圧機器」「高圧ケーブル」等の劣化状態や、使用している年数などを確認し、更新推奨時期が近づいて来た機器や、メーカーが定める耐用年数を経過している場合は機器の更新を指摘します。
キュービクルは事業主の所有物となりますが、供給される電気は周辺(工場や民家など)にも同様に配電されており、万が一、所有するキュービクルがトラブルを起こした場合、周辺世帯へ波及する停電事故(波及事故)が発生すると、社会的な信用を失うだけでは無く、多額の賠償問題を引き起こしてしまう可能性があります。
機器更新の為の計画的な停電作業は電力会社の電柱で電気を切り離す事で可能ですが、突如として起きる事故では周辺世帯へ停電の影響が波及してしまう可能性があり、故障・破損してしまった機器や工事業者の手配等、長時間の復旧作業が必要となる事は避けられない為、周辺への影響は多大なものとなってしまいます。
このような事態が起きないよう、安心・安全にキュービクルを運用する為にも、定期的な点検により異常が見込まれる機器や、更新推奨時期が近づいている(又は耐用年数が経過している)機器の更新を計画的に実施する必要がございます。
キュービクルは、安全に高圧を低圧へと変圧する為に、様々な高圧機器や継電器から作られており、主に更新が推奨される機器は以下のものとなります。
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1.PAS 柱上用気中負荷開閉器
事業主の敷地内に構内柱を設けている場合、構内柱に設置している機器がPASと呼ばれる製品となり、更新推奨時期は15年が目安となります。
構内柱が無い場合でも、建屋にPASを吊り下げる鉄骨等を設置し取り付けている場合があります。
PASは供給される電気の入口にあたり、継電器の機能を持つPASが一般的な製品となります。
大きな電気が流れた場合に遮断する他、地絡事故(漏電事故)の際には周辺地域への波及事故を防ぐため、継電器が作動しPASで電気を遮断します。
PASが正常に機能しない場合、波及事故に繋がる可能性もある為、更新推奨時期での更新がおすすめされます。 -
2.LBS 高圧気中負荷開閉器
LBSはキュービクル内部に設置され、PF-S形のキュービクル(設備容量300kVA以下)ではキュービクル内で最初の開閉器となります。
変圧器の容量によって選定されたヒューズが取付され、規定の電流値を超えた場合にヒューズが飛び、電気を遮断する事で変圧器やコンデンサ等の機器を保護します。
LBSの更新推奨時期は15年が目安となり、PASが設置されていない場合(特に近畿圏に多く見られる仕様)では、このLBSが電気の最初の入口にあたる為、PASと同様に重要な機器となります。 -
3.HGR 高圧地絡継電器
本機器は、主にPASが設置されていない場合に上記のLBSと組み合わせて使われます。
PASの場合、一般的にはSOGという継電器が付属しており、SOGが異常を検知しPASが電気を遮断しますが、同様にHGRが異常を検知しLBSが遮断する役割となります。
HGRの更新推奨時期も15年となり、LBSと組み合わせている場合は同じく重要な機器となりますので、更新推奨時期での更新がおすすめされます。 -
4.PC 高圧カットアウト
PCはキュービクル内では、主に変圧器やコンデンサの入口側に設置され、変圧器とコンデンサの容量に合ったヒューズを組み合わせ、大きな電気が流れた場合に遮断し保護する役割となります。
PCは屋外でも使用する事があり、更新推奨時期は屋外用で10年、屋内で使用した場合は15年が更新の目安となります。 -
5.SC 高圧進相コンデンサ
SCは動力(200V)の変圧器が設置されている場合に必ず設置されており、更新推奨時期は15年〜20年が目安となります。
SCは内部に絶縁油が入っており、油交換は出来ない為、本体そのものを入替る必要があります。
※製造年の古いコンデンサ(1989年以前)の製品には、PCB(ポリ塩化ビフェニル)という有害物質が含有している可能性がある為、検査を実施し適切に処理しなければなりません。
高濃度・低濃度PCBが含有している製品については、各地方自治体により定められた年度までの処理が義務づけられており、製造年の古いコンデンサを使用している場合は計画的な更新と廃棄処理の実施をする必要があります。 -
6.TR 変圧器
TRはその名の通り、高圧を定圧へと電圧を変える主要機器です。
耐用年数は15年〜30年が目安となります。
他の高圧機器と比べると長く使用する事が出来ますが、変圧器内部には絶縁油があり、使用環境により絶縁油の劣化が見込まれる場合は絶縁油を交換しメンテナンスする事が可能です。
※変圧器もコンデンサと同様に1989年以前の製品にはPCB含有の可能性がある為、検査を実施の上、計画的な更新と適切な処理が必要となります。 -
7.高圧ケーブルの劣化
キュービクルに接続される高圧ケーブルにも使用年数により劣化してしまいます。
敷設環境や使用状況によって前後する事もありますが、一般的な耐用年数は20年〜30年が基準となります。
高圧ケーブルは電力会社の電柱からキュービクルまでの電気を送る大元の電線となる為、耐用年数が近い場合や経過している場合は計画的な更新がおすすめされます。 -
8.VCB 真空遮断器 / CB形キュービクル
2〜3項目は主にPF-S形キュービクルで使用されますが、動力・電灯変圧器の容量が300kVAを超える場合、VCBというLBSよりも高性能な遮断器を使用しなければなりません。
VCBの更新推奨時期は20年が目安となります。 -
9.OCR 過電流継電器
OCRは一般的にVCBと併用し、電流が流れ過ぎた場合に検知しVCBを遮断するよう指令を出します。
更新推奨時期は15年が目安となります。
波及(波及)事故とは
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電力会社の配電用変電所から提供される電気は、ひとりひとりに送電されているのではなく、1000件以上に対して電気が送られています。
万が一、お客さまのキュービクルで事故が発生し、お客さまの構内で事故をとどめることができない場合、電力会社の配電用変電所から供給されるすべての一般住宅や事業所の電気を止めてしまう事故につながりかねません。
その中には、一般住宅だけでなく、電気の供給が止まってしまうと大惨事につながる恐れのある医療施設等も含まれている可能性があります。
電力会社とお客さまには、責任分岐点があります。
お客さま側の設備に対して発生した事故について、事故元は公表されてしまうため、停電で損害が生じた近隣から損害賠償を請求されることも予想されます。
事故の原因は、ゲリラ豪雨・落雷・大雪などの自然現象によるものや、キュービクル内に小動物が侵入して内部の機器と接触することなどがあります。
そのような事故を回避するため、地絡保護機能付きの高圧開閉器(PAS・UGS)などの設置が推奨されています。
保安点検とは
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電気事業法では、キュービクルを設置するお客さまは、主任技術者を選任することが義務として定められており、キュービクルの保安点検は、電気主任技術者の資格を保有している専門の技術者が行う必要があります。
電気主任技術者の方へ
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貴社のお客様の中で、キュービクルの設置をお考えになるお客様がおられた場合や、 キュービクルおよび、高圧電気工事についてお悩みのお客さまがおられた場合には ぜひ、一度弊社へ、ご連絡下さい。
弊社の電工技士が長年の経験と、確かな技術を持ってメンテナンスを行ったキュービクルと、その設置工事は、必ずお客様にご満足頂けるものと確信しております。
是非とも弊社ホームページにお目通しいただき、ご興味をもって頂けると幸いでございます。
工場の見学へもぜひ一度お越しください。
ご不明な点等ございましたらお気軽にお問い合せください。