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多くの人が経験があるかもしれませんが、自宅で電化製品を同時に使うとブレーカーが落ちてしまったことはありませんか?

 

経験がある人は、ブレーカーが落ちないように、使用する電化製品の組み合わせを考えながら使っていたはずです。最近では、契約アンペア数を生活スタイルによって変えることで基本料金を抑えたりする人も増えてきました。

 

アンペア数を下げることで基本料金は安くなりますが、使用できる電力の容量も下がってしまうので注意が必要です。

 

このように使用する電力の容量によって、契約内容を決めるように、ビルや施設などのキュービクルの容量も決めなければなりません。

 

そこで、今回はキュービクルの容量をどうやって決めればよいのかや、決めるための簡単な計算方法などを紹介していきます。

電気関係で知っておくべき単位とは?

電気関連の仕事や学校に通っていない人でも、学生時代に電圧の計算などの基礎的な学習はしたことがあるはずです。

 

しかし、ほとんどの人は電化製品のボルト数が高いか低いかくらいしか気にしないほど電圧の計算なども使うこともなく、忘れているかと思います。キュービクルの容量について知っていく上で、必要となる単位がいくつかあります。

V(ボルト)とA(アンペア)

まず最初に、この2つの単位から理解していきます。ボルトは一般の人にも馴染みのある単位かもしれませんが、詳しく説明できる人はあまりいないと思います。

 

また、アンペアは一般家庭で契約アンペア数の契約や変更などで目にしたり聞いたりしたことのある単位かと思います。そしてアンペアは、ボルトや他の単位と密接な関係にあります。

V(ボルト)

ボルトは「電圧」という言葉の通り、電気の圧力=電気の力と考えることが出来ます。一般的な家庭用電化製品は、100Vの物がほとんどです。

 

しかし100Vの電気の力と言っても、なるほど!とすぐに理解できるわけではないので乾電池と静電気を例に見ていきます。

乾電池と静電気の電圧

乾電池は、電化製品よりもはるかに少ない1.5Vがほとんどで、リチウムイオン電池でも3V程度の電圧になります。

 

そのため静電気はそれ以下の電圧だろう、と考えても当然です。しかし静電気は、だいたい3,000Vもの電圧があり、かなりの高電圧なのです。

 

なぜ電化製品や電池よりもはるかに高い電圧を人間が受けても大丈夫なのかと言うことには、電流であるA(アンペア)が関係しています。

A(アンペア)

ボルトは電気の力の大きさに対して、A(アンペア)は電気の流れる量、つまり電流という事になります。

 

先ほどの静電気を例に考えると、電圧は高くても電流は小さいために結果的には人体に影響のないレベルになります。

 

逆に電圧が低くても、電流が大きければ威力の高い電気になります。そして、この2つの単位を掛けて出す値はVA(ボルトアンペア)やW(ワット)になります。

VA(ボルトアンペア)とW(ワット)

VA(ボルトアンペア)は電圧と電流を掛けた値を表す単位になります。kVAという単位もこれから出てきますが、1,000VA=1kVAと、1,000m=1kmと同じ感覚で考えると良いでしょう。

 

また、こちらも一般の人には馴染みのあるW(ワット)ですが、大まかにはボルトアンペアと同じと考えても良いでしょう。

 

しかし、厳密にはボルトアンペアとワットがイコールにならない場合もありますが、細かくなってしまうため今回は同じようなものと考えて進めていきます。

キュービクルの容量の決め方は?


基本的な電気で知っておくべき単位を理解できたら、次はキュービクルの容量を決める具体的な作業になってきます。

容量計算

キュービクルの種類を決めるために、施設内で使用する機器の容量を計算していきます。計算する方法は2つあり、1つは自分で機械のワット数やボルトアンペア数を計算していく方法と、もう1つは業者に計算して容量を出してもらう方法とがあります。

業者に計算してもらう場合

電気工事を行う会社やメーカーなど、いくつか方法はありますが、業者へ頼むと施設内で使用されている機器全ての電圧などを計算してくれます。

 

独立店舗や、敷地が広くて設置場所にも余裕がある場合は増設やキュービクルの交換などの工事ができるので大丈夫です。

 

しかしビルや狭い敷地内に設置する場合は、建物内で使用される容量の割り振りを考えて決めなければなりません。

 

もし設置を完了させた後で容量を増やすとなると、大型クレーンを配備したり、工事中の警備員に交通整理をしてもらったり、時間帯なども周辺状況を見て計画を立ててから工事をしなければなりません。

 

その場合は工事費が非常に大きな負担となることは容易に想像できると思います。そのため、用途や先の事も考慮して容量を決めるようじゅうぶんな検討が必要です。

自力で計算する場合

容量計算を自分で行う場合には、専門的な知識がないと厳しいと思います。学校で習うような単純な計算ではなく、電気工事士などの専門的な知識が求められます。

 

必要以上の容量にしてしまうと費用がかかってしまい、足りないい場合も様々な問題が発生してしまいます。そのため、専門的な知識を持っていない限りは容量計算をすることはおすすめしません。

 

しかし、おおよその容量計算をして今後に役立てたり、業者から不当な計算が行われていないかの判断材料として行ってみるのは良いでしょう。

単相と三相

仮に自ら計算を行う場合、計算方法としては主に2種類あります。

 

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

 

単相とは、主に一般家庭で利用されるような電気交流を指します。単相トランスを使用する場合のメリットとしては、キュービクルの容量が小さくて済むこと、単純な仕組みなので本体も比較的安くなること、騒音なども小さいことなどが挙げられます。

 

逆にデメリットとしては、送電効率が悪いために電気損失が多く発生してしまいます。一方、三相トランスではキュービクルの容量も大きく、単相に比べて価格が高くなってしまいます。

 

しかし、送電効率も良いため電気をロスしにくい構造となっています。また、容量の大きい施設ではパワーを発揮するため、大きな施設であれば基本的には三相のキュービクルが使用されています。

キュービクルは用途に合わせて選定


実際に想定される電気の容量が分かったら、キュービクルを用意します。しかし、キュービクルは小型から大型、特注品までどのメーカーも基本的には製造しています。

 

会社によって特徴はありますが、性能的にはどのメーカーのキュービクルも高性能になってきているので、予算や設置工事など総合的に判断する必要があります。

小型キュービクル

小型キュービクルはコンビニや小規模な建物などに主に使用されます。例えば、コンビニでは冷蔵・冷凍のショーケースに最も電力を使います。ショーケースの種類やレンジの台数、照明などの条件にもよりますが100kVAの小型キュービクルを使用します。

 

増設用のキュービクルもあるので、容量に合わせて変えることもできるようです。

標準キュービクル

標準キュービクルを使用する主な施設としては、小規模の工場やスーパーなど、施設の規模が中規模程度までの場合によく設置されています。

 

だいたい200~650kVAの容量のキュービクルが使用されています。ただし、工場に関しては規模の大きさよりも、施設で使用される設備による場合があるので、一概に施設の規模とキュービクルの容量は比例しないことは知っておくべきでしょう。

大型キュービクル

大型になると、容量としては施設の内容や規模によるので、特注のキュービクルになることもよくあります。

 

例えば、鉄道会社や空港などは莫大な容量の電気が必要とされるため、変電所レベルの変圧器が必要になってきます。

 

大規模な施設になるほど、設備も大規模なものになるので、容量も桁違いのものになるでしょう。

専門的な知識を付けることの大切さ


キュービクルの容量を選ぶには、専門的な知識を持った人に計算してもらわなければなりません。施設のオーナー自身が専門知識や電気工事士などの有資格者であれば大丈夫ですが、多くの場合はそうではありません。そのため、ほとんどの場合は専門業者にお任せしているかと思います。

 

しかし、自らが管理する施設や設備のことを少しでも知っておかなければ、トラブルが起こった際に迅速な対応ができない可能性もあります。

 

全て業者任せにするのではなく、リスクを減らし、必要以上のコストをかけないためにも少しでも知識を付けて知る姿勢を持つことが大切なはずです。

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