キュービクルの形式・種類の見分け方と選定ガイド！

CB型とPF・S型の分岐点やコスト削減法まで徹底解説

ビル、工場、商業施設、医療施設といった高圧電力（6,600V）を受電する施設において欠かせない心臓部が「高圧受電設備（キュービクル式受電設備）」です。電気主任技術者や施設管理担当者、あるいは不動産オーナーの方々にとって、自社の施設にどのようなキュービクルが設置されているのか、また設備更新や新規計画にあたってどの形式を選択すべきかを正しく把握することは、安全性・コスト・設置省スペース化の観点から非常に重要です。

一言に「キュービクル」と言っても、主遮断装置による分類（CB型／PF・S型）、構造的な分類（閉鎖型／開放型）、メンテナンス性に特化した分類（前面保守型など）といった多様な種類・形式が存在します。特に「受電容量300kVA」付近の設備選定や、設置スペース制限がある現場での機器選定は、導入初期コストやランニングコストに非常に大きな違いをもたらします。

本記事では、創業60年以上の企業で40年以上キュービクルを売り続けてきた前田が、キュービクルの形式や種類の見分け方、主要な分類方式の相違点、300kVAラインにおける最適な見直し・コスト削減ポイント、さらには最新のトレンド設備までを網羅し、5,000字を超える詳細な専門ガイドとして徹底解説します。

 

1. 主遮断方式による分類：CB型とPF・S型の違いと見分け方

高圧受電設備を分類する上で最も基本かつ重要な区分が、「CB型（遮断器型）」と「PF・S型（パワーヒューズ・高圧交流負荷開閉器型）」の2つの受電方式です。この分類は、万が一の事故（短絡・過電流）が発生した際に、どのように電気を安全に遮断するかという構成の違いに基づいています。

CB型（Circuit Breaker）とは？

CB型は、主遮断装置として高圧真空遮断器（VCB：Vacuum Circuit Breaker）と過電流継電器（OCR）を組み合わせて構築する方式です。

構造と特徴

• 遮断方式: 異常電流（短絡事故電流など）が発生した場合、保護継電器（OCR）がそれを検出し、VCBにトリップ信号を送って回路を自動遮断します。
• トリップ源: 電源が途絶えた状態でも確実に遮断器を動作させるため、直流電源装置（蓄電池セット）やコンデンサトリップ装置（CTD）を併設します。
• 復旧の容易さ: 動作後も部品交換を必要とせず、原因を取り除いた後に遮断器を再投入（リセット）するだけで即座に復電が可能です。
• 適用規模: 日本電機工業会（JEMA）の基準や電気保安業務の規程により、受電容量が300kVAを超える設備では原則としてCB型を採用する必要があります（例外規定を除く）。

PF・S型（Power Fuse & Service Load Switch）とは？

PF・S型は、高圧交流負荷開閉器（LBS：Load Break Switch）に高圧パワーヒューズ（PF：Power Fuse）を組み合わせて主遮断装置とする方式です。

構造と特徴

• 遮断方式: 通常時の開閉操作はLBSで行い、短絡事故などの巨大な事故電流に対しては、内部のパワーヒューズが溶断（溶けて回路を物理的に切断）することによって回路を保護します。
• 制御電源が不要: 保護継電器や直流電源装置を必要としないため、構造がシンプルで小型化・軽量化が可能です。
• 復旧手順: パワーヒューズが溶断した場合、ヒューズの「ストライカ（溶断時に飛び出すピン）」が動作してLBSをトリップさせ、全相遮断します。復旧には溶断したヒューズエレメントの交換が必要となります。
• 適用規模: 受電容量が300kVA以下の設備に適しており、小規模ビル、小さな工場、店舗、クリニックなどで幅広く採用されています。

CB型とPF・S型の仕様比較表

両者の性能や設備としての特徴の違いを以下の比較表に整理しました。

項目	CB型（遮断器方式）	PF・S型（ヒューズ・開閉器方式）
主遮断装置	高圧真空遮斷器（VCB） ＋ OCR	高圧交流負荷開閉器（LBS） ＋ パワーヒューズ（PF）
適用受電容量	制限なし（主に300kVA超）	原則 300kVA未満
事故遮断後の復旧	再投入操作のみで復旧可能	ヒューズの新品交換が必要
制御電源	必要（直流電源・CTDなど）	不要
設備サイズ・重量	大型・重量が重い	比較的小型・軽量
イニシャルコスト	高い（機器構成が複雑なため）	低い（経済性に優れる）
保護協調の柔軟性	OCRのタイムラグ設定などで高度な保護が可能	ヒューズ特性依存（溶断特性に基づく）

曖昧になりがちな「300kVA」問題：どちらを選ぶべきか？

実務上、多くの方が悩まれるのが「変圧器（トランス）の合計容量がちょうど300kVA」あるいは「300kVA前後」となるケースです。

結論：300kVAぴったりならどちらも選択可能だが、原則PF・S型が有利

電気設備に関する技術基準および保安規定において、PF・S型が適用できる限界は「受電容量300kVA以下」と定められています。したがって、合計容量が300kVA（例：電灯トランス100kVA ＋ 動力トランス200kVA ＝ 300kVA）であれば、PF・S型を採用することが法律・規程上可能です。

• 300kVA以下（例：100kVA〜300kVA）: イニシャルコストが大幅に安く、設置面積も小さく抑えられるため、特別な事情（停電後の即時自己復旧性が極めて重視される医療施設等）がない限り、PF・S型を選択するのが一般的かつ合理的です。
• 300kVAを超える場合（例：305kVA以上）: どんなに僅かであっても300kVAを超過する場合は、内規上CB型（高圧遮断器）の設置が義務付けられます。

受電容量が300kVAを少し超えてしまった場合の「コスト削減ポイント」

既存建物の改修や増設に伴い、変圧器の計算上の合計容量が305kVAや350kVAといった「300kVAをわずかに超える状態」になってしまうことがあります。この場合、高額な「CB型キュービクル」を新設せざるを得ず、イニシャルコストが急増してしまいます。

しかし、ここで諦める必要はありません。適切な見直しを行うことで受電容量を300kVA以下に抑え、コスト削減を実現するための2つの重要ポイントがあります。

削減ポイント①：実質電気使用量（最大デマンド）の把握とトランス容量の最適化

建物の新設・設置当時が20年以上前である場合、当時の計算基準（面積あたりの想定負荷電力）に基づいて過大なトランス容量が選定されているケースが非常に多く見られます。

20年前と現在を比較すると、以下の技術革新により実際の消費電力は著しく低下しています：

• 照明器具のLED化（消費電力は蛍光灯の約半分以下）
• OA機器や産業機器の省エネ化
• インバーター制御機器の導入

具体的なアプローチ:

過去1年〜数年間の「最大需要電力（デマンド値）」や実際の負荷率データを測定・確認します。20年以上前の設備であれば、実質的な電気使用量は想定を大きく下回っており、実際の負荷に対してトランス容量が過剰（オーバースペック）になっていることが多々あります。 過剰なトランス容量を現在の実使用量に合わせた適正サイズにダウンサイジング（減容量）することで、設備全体の容量を300kVA以下に収めることが可能になり、結果としてCB型から安価なPF・S型へ移行・変更できます。

削減ポイント②：周辺設備の同時見直し（空調設備等の更新）

設備更新のタイミングに合わせて、キュービクル内部のトランスだけでなく、施設内で大きな電力を消費している大型設備の見直しを同時に進めることが極めて効果的です。

具体的なアプローチ:

特に効果が大きいのが「業務用空調設備（パッケージエアコンやチラー）」の更新です。15〜20年前の空調機を最新の省エネ型（APF値の高いインバーターエアコン）に更新すると、必要となる電力容量（kVA）を30%〜50%近く削減できるケースがあります。

空調の更新によって施設全体の必要容量を引き下げることができれば：

1. キュービクルの受電容量を300kVA以下に削減できる。
2. CB型ではなくPF・S型キュービクルが導入可能になり、受電設備の改修費用が数百万円単位で下がる。
3. 電気基本料金および使用量料金（ランニングコスト）が長期的に大幅削減される。

このように、「建物の実使用量の把握」と「設備の省エネ更新」を組み合わせることで、初期投資（CAPEX）と運用コスト（OPEX）の双方で絶大なコスト削減効果を生み出すことができます。

Q：なぜ300KVAが境界となっているのですか？

回答：小中規模と中大規模の境界として、ヒューズの溶断で遮断するか、トリップ指令を受けて遮断するかになり、中大規模の方はより安全に正確にとなっています。

 

2. 構造による分類：開放型と閉鎖型（キュービクル式）の特徴と最新トレンド

高圧受電設備は、機器の保護方式や設置形態によって「開放型」と「閉鎖型（キュービクル式）」の2つに大別されます。

開放型（オープンフレーム型）とは？

開放型とは、建築物内部に用意された専用の「電気室」や「変電室」の室内に、フレーム（骨組）を組み、そこに断路器、遮断器、変圧器、配電盤などの各高圧機器を剥き出しの状態で配置・配線した設備形態を指します。

特徴とメリット・デメリット

• 構造: 機器の露出度が高く、安全確保のために周囲にフェンス（柵）や区画壁を設置します。
• メリット: 機器が剥き出しになっているため、目視による点検や清掃、異常個所の発見が容易であり、将来的な機器の増設・増容量工事などの拡張性にも優れています。
• デメリット: 広い専用空間（電気室）が必要であり、万が一の感電事故やネズミ・小動物の侵入による短絡事故のリスクが高くなります。建築コストを含めると全体コストが膨らみやすくなります。

最新の開放型代替トレンド：サブステーションコンポと一括受電設備向け複合形

近年では、従来の「広い電気室に骨組を組んで機器を露出設置する開放型」から、コンパクト性と安全性を兼ね備えた新型設備の採用が進んでいます。特に、河村電器産業や日東工業といった大手電気設備メーカーから登場している最新システムが主流になりつつあります。

河村電器産業：「サブステーションコンポ（SSC）」

ビルや工場の電気室内設置において、従来の開放型フレームの代わりに、ユニット化された薄型・高機能な閉鎖形モジュールを組み合わせるシステムです。

• 特徴: 電気室の限られたスペースに合わせてフレキシブルにレイアウトでき、従来の開放型受電設備よりも安全性を飛躍的に高めつつ、省スペース化を実現します。

日東工業：「一括受電設備向け高圧受電設備（複合形盤）」

マンションの一括受電事業や、都市型中高層ビル、複合施設向けに最適化された最新受電盤です。

• 特徴: 従来なら電気室内に広大なスペースを要していた各種計測機器、保護機器、主遮断機器を一体的・高密度に収納。施工性を大幅に高めると同時に、メンテナンス時の安全性・作業効率を極限まで高めた設計となっています。

これらの最新機器の登場により、室内電気室における従来の剥き出し型「開放型」は姿を消しつつあり、「ユニット形・モジュール形受電設備」への置き換えが急速に進んでいます。

閉鎖型（キュービクル式受電設備）とは？

閉鎖型とは、一般的に「キュービクル」と呼ばれている形態です。金属製の堅牢な箱（キャビネット）の中に、受電・変電・保護に必要な高圧機器、低圧機器、計測器類の一式を全てコンパクトに収納したパッケージ型の設備です。

特徴とメリット・デメリット

• 高い安全性: 高圧充電部がすべて金属製の箱の中に密閉されているため、作業者や周囲の人員が感電する危険性が著しく低いです。
• 省スペース性: 機器が高密度に配置されているため、開放型に比べて設置面積を数分の一に縮小できます。
• 設置の容易さ: 工場で組み立て・試験を完了した状態で現地に搬入・設置するため、現地での施工期間を大幅に短縮できます。屋外（屋上や敷地隅）にも容易に設置可能です。
• 耐環境性: 雨水、ホコリ、小動物の侵入を防ぎ、落雷や風害に対する耐性にも優れています。

現在、日本国内で新設される高圧受電設備の大部分は、この「閉鎖型（キュービクル式）」が採用されています。

Q：開放型はあまり見かけませんが、なぜですか？

回答：開放型は昔の電気室の方式で、現在は閉鎖型のキュービクル式がほとんどです。

　　　　今は室内であってもキュービクル式を入れられるところ多いです。

　　　　搬入・施工が安易で、管理もやりやすいのが要因です。

 

3. 保守性による分類：前面保守型キュービクルの仕組みと選定ポイント

キュービクルを設置する際、現場で常に問題となるのが「設置スペース（離隔距離）の制限」です。この課題をクリアするために開発され、狭小地や改修現場で絶大な効果を発揮するのが「前面保守型（片面保守型）キュービクル」です。

前面保守型キュービクルとは？

標準的なキュービクルは、点検やメンテナンス、機器交換を行うために「前面」と「背面（および側面）」の双方向に扉が設けられており、前面・背面の双方に作業スペース（通路）を確保する必要があります。

これに対し、前面保守型キュービクルは、日常の点検作業、計測機器の読み取り、各種操作、さらには将来の変圧器や遮断器などの主要部材の搬出・交換作業に至るまでの全行程を「前面（1方向）のみ」で行えるように設計された特殊な構造のキュービクルです。

設置スペースにおける法的制限と離隔距離

建築基準法や消防法、日本電機工業会（JEMA）規格、あるいは自治体の火災予防条例において、キュービクルの周囲には安全および点検作業のための「離隔距離（チャンネルスペース）」を確保することが義務付けられています。

標準型キュービクルの一般的な離隔距離（例）

• 前面（操作・点検面）: 1,000mm（1.0m）以上
• 背面（点検面）: 600mm〜800mm（0.6m〜0.8m）以上
• 側面（壁との間隔）: 600mm（0.6m）以上

もし標準型キュービクルを設置する場合、キュービクル自体の奥行きに加えて、前後に計1.6m〜1.8m以上の点検スペースを確保しなければなりません。敷地境界線ギリギリの場所や、ビル屋上の狭いスペース、既設建物の狭小な電気室などでは、このスペースを確保できないケースが多発します。

前面保守型の構造的工夫と導入メリット

前面保守型キュービクルでは、背面側の扉を完全に廃止し、壁面にベタ付け（あるいは極小の可燃物離隔距離のみ）で設置できるように以下のような構造上の工夫が施されています。

1. 内部機器の多層・引出式レイアウト:

変圧器や遮断器、コンデンサなどの重量物を、前面からレールでスライドして引き出せる「ドロワー（引出）構造」や、前面からボルト着脱が可能な配置に設計されています。

1. 前面配置の配線・接続端子:

通常は背面に配置される高圧・低圧のブスバー（銅母線）やケーブル接続端子部を、すべて前面からのアクセスで締め付け点検・改修できるようにレイアウトされています。

1. 換気・排熱機構の工夫:

背面からの排気ファンやルーバーが使えないため、側面や上面へ熱を逃がす高効率な冷却・換気流路が形成されています。

主なメリット

• 設置面積（占有スペース）の劇的な削減: 背面通路が不要となるため、キュービクル設置に必要な奥行きスペースを30%〜50%カットできます。
• 建屋改修コストの削減: 新規に電気室を増築・拡張することなく、既存の狭小スペースにそのまま最新高圧受電設備を導入できます。
• 優れたメンテナンス性: 点検作業者が後ろに回る必要がなく、すべて一方向から安全かつ迅速に保守点検・部品交換・清掃作業を行えます。

Q：前面保守型キュービクルで注意する事はありますか？

回答：設置前には所轄の消防署に確認を取って承認を貰ってください。

　　　　建屋の構造図面や配置場所などの指導などが有る場合がある為に

　　　　もし函体変更を受ける場合が有ります。

 

4. キュービクルの形式・種類を見分けるフローチャート

実際に自社・自施設のキュービクルがどのタイプに属しているのか、あるいは今後導入すべきタイプはどれなのかを見分けるための簡易フローチャートを以下にまとめました。

現地の銘板・内部での見分け方チェックポイント

1. 主幹機器を確認する:

   • 内部に「VCB（真空遮断器）」と書かれた大きな機器があり、操作パネルに「保護継電器（OCR）」やバッテリー（直流電源）があれば 【CB型】 です。
   • 「LBS（高圧交流負荷開閉器）」があり、その上下に円筒形のヒューズが3本並んでいれば 【PF・S型】 です。

2. 扉の配置を確認する:

   • 前後に扉があり、背面からも開閉できるようになっていれば 【標準型（両面保守）】 です。
   • 背面が完全に一枚の金属板で覆われており、前面扉のみですべての機器にアクセスできるようになっていれば 【前面保守型】 です。

5. まとめ：自社に最適なキュービクル選定で安全性とコスト削減を両立しよう

本記事では、キュービクルの「CB型とPF・S型の違い」「300kVAラインにおける選定・コスト削減のポイント」「開放型と閉鎖型の特徴と最新設備」「前面保守型の仕組み」について詳しく解説しました。

キュービクルの形式選定や更新計画においては、単に「従来の設備と同じものを更新する」のではなく、以下の視点を持つことが成功の鍵となります。

1. 実質電気使用量の正確な測定: 20年以上前の設備なら、現在の省エネ機器（LED・インバーター空調等）の導入によって実質300kVA以下に抑え、CB型から安価なPF・S型へ移行できる可能性がある。

2. 最新トレンド機器の活用: 電気室内であれば河村電器産業の「サブステーションコンポ」や日東工業の「一括受電向け設備」など、安全・コンパクトな最新モジュールを検討する。

3. 設置環境に合わせた前面保守型の採用: スペースに制限がある場合は、1方向のみで全保守・部材交換が可能な前面保守型を採用し、建築工事費やスペースコストを削減する。

高圧受電設備は、一度導入すれば20年〜30年という長期間にわたって施設の安全と電力を支え続ける重要なインフラです。正確な知識に基づき、自社の使用状況と設置環境に最も適した形式を見極めましょう。

さらに詳しいキュービクルの選び方、費用相場、設置や更新工事に関するご相談・お見積もりについては、高圧電気設備の専門サイトである電気設備ドットコムをぜひご活用ください。プロの専門スタッフが、現場環境やご要望に応じた最適なキュービクル選定とコスト削減プランをご提案いたします。

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