受変電設備の構成と設置場所｜電気室・キュービクル計画の手順

受変電設備を初めて計画するとき、最初に迷いやすいのが設置場所です。「地下、1階、屋上のどこに置けばよいのか」「電気室は何m2あれば足りるのか」と聞かれても、すぐには答えにくいのではないでしょうか。

設置場所は、面積だけでは決められません。たとえば地下に十分な空きがあっても、浸水するおそれがあれば、その場所は避ける必要があります。屋上なら浸水から離せますが、今度は重い変圧器を支える構造や、交換時にクレーンで吊り上げる方法が問題になります。

そこで、まず受変電設備の中を電気がどの順番で流れるのかを確認しましょう。そのあと、地下・1階・屋上などの候補を平面図と断面図に置き、浸水、搬入、床荷重、操作・点検空間、換気、ケーブル経路、将来の更新という7つの条件で比べます。この順番で考えると、「なぜここに、この広さの電気室が必要なのか」を建築や構造の担当者にも具体的に説明できます。

受変電設備は高圧の電気を安全に受けて建物内へ配る

受変電設備を建物の入口にある「電気の受け渡し場所」と考えると、役割をつかみやすくなります。電力会社から届いた高圧の電気を受け、事故が起きた回路を切り離し、使用量を測り、変圧器で照明・コンセント・ポンプ・空調機が使える電圧まで下げます。下げた電圧は、低圧配電盤から建物内の各回路へ送ります。国土交通省の公共建築工事標準仕様書では、公称6.6kVの高圧配電線路から受電するキュービクル式配電盤が扱われています。

ここで注意したいのは、「契約電力がこの値なら必ず6.6kV」と全国一律には決められないことです。計画地を供給する電力会社へ、受電電圧、引込方法、責任分界点を確認してください。受電方式から整理したい場合は、契約電力と受電方式の基本｜低圧・高圧・特別高圧の決め方で判断の順番を確認できます。

もう一つ、完成後の使われ方も想像してみましょう。高圧設備では、電気主任技術者が点検し、必要なときは停電して機器を操作します。経済産業省は、自家用電気工作物の設置者に、技術基準への適合維持、保安規程、主任技術者に関する義務を示しています。つまり設計者は、機器が収まる箱だけでなく、人が安全に近づき、扉を開け、点検できる場所まで用意する必要があります。

受電点から低圧配電盤まで機器の役割を順に追う

では、単線結線図を開いて、電気の流れを一緒に追ってみましょう。最初に、電力会社からの線が入る受電点を探します。そこから線を指でたどると、「受ける」「切る・守る」「測る」「電圧を下げる」「負荷へ配る」という順番で機器が並んでいます。実際の回路は受電方式や保護方式で変わりますが、この5つの役割は共通しています。

開閉器と遮断器は同じ「スイッチ」ではない

開閉器も遮断器も電路を開閉しますが、故障時の役割が違います。開閉器は電路を開いたり閉じたりする機器です。遮断器はそれに加えて、短絡や地絡を保護継電器が検出したとき、事故が起きた回路を故障電流ごと切り離します。

単線結線図で記号を見つけたら、「この機器は、どの事故を検出し、どこまで停電させるのか」と考えてみてください。機器名だけを覚えるより、役割がはっきりします。主遮断装置に何を使うかは、設備容量だけでは決まりません。高圧電動機の有無、短絡容量、上位と下位の遮断器が順番どおりに動く保護協調、電力会社との協議内容を確認して選びます。

計器用変成器は高い電圧・大きな電流を測れる値へ変える

6.6kVの電圧や高圧回路の大きな電流は、電力量計や保護継電器へそのまま入れられません。そこで計器用変成器を使い、計器が扱える電圧や電流へ変換します。単線結線図では、電気料金を算定する取引用計量の回路と、事故を検出する保護継電器への回路を分けて追うと、何のための変成器なのかが分かります。

変圧器は6.6kVを建物で使う低圧へ下げる

変圧器の役割は、高圧側から受けた電圧を、建物内の照明や動力で使える電圧へ下げることです。国土交通省の令和7年版標準仕様書は、配電用6kV油入変圧器とモールド変圧器を扱い、高圧側の定格電圧を6.6kVとしています。

容量を決めたら、それで終わりではありません。電灯用と動力用を分けるのか、何台に分割するのか、予備機を置くのかを決めます。台数を増やせば、点検時の切替えや負荷分担はしやすくなりますが、盤列が長くなり、必要な電気室も搬入経路も大きくなります。機器表の容量だけを見るのではなく、メーカー外形図から幅・奥行・高さを拾い、配置図へ実際の大きさで置いてみてください。

進相コンデンサは力率を改善する

モーターや変圧器がある回路では、機器を実際に動かす電力のほかに、機器との間を行き来する無効電力が生じます。この無効電力が大きい状態を改善するのが進相コンデンサです。直列リアクトルは、コンデンサを入れた瞬間に流れる大きな電流や、高調波の影響を抑えるために組み合わせます。

機器表では、コンデンサの合計容量だけでなく、何群に分けるかも見てください。大きな一群だけにすると、夜間など負荷が小さい時間に補償しすぎることがあります。負荷の増減に合わせて段階的に入切できるか、制御方法まで単線結線図と機器表で確認します。

屋内電気室と屋外キュービクルは何が違うか

「電気室とキュービクルは別の設備なのか」と迷うかもしれません。キュービクルは、遮断器、変圧器、計測機器、低圧配電部などを金属製の箱にまとめた受変電設備です。屋外へ置ける形式もあります。一方、屋内電気室は建物の中に専用の部屋をつくり、その中へ配電盤や変圧器を並べる計画です。

表を見ると、どちらにも利点と注意点があることが分かります。地下電気室は外観に出にくく、縦幹線をまとめやすい場所です。しかし、洪水や内水で水が入る敷地なら、重要な電源を失う原因になります。屋上キュービクルは地上の浸水から離せますが、重さを支える梁や架台、強風、塩害、日射、交換時のクレーン作業を確認しなければなりません。建物ごとに条件を並べて比べることが大切です。

設置場所は7つの条件を同じ図面で比べる

ここからは、設置場所を実際に絞り込みます。平面図と断面図を用意し、地下、1階、屋上など2〜3か所に機器の概略外形を置いてみてください。一つ目の候補に空きがあっても、すぐには確定しません。各案を次の7条件で同じように確認すると、見落としを減らせます。

1. 浸水想定深と建物の止水計画

最初に、自治体の洪水・内水・津波ハザードマップを開いてください。敷地の想定浸水深が分かったら、断面図の設計地盤面と電気室の床レベルを書き込みます。地下や1階に置く案では、扉だけでなく、換気口やケーブル貫通部から水が入らないかも線で追います。

国土交通省は、津波浸水地域の官庁施設で、業務継続に必要な受変電設備を上階へ移設した事例を公開しています。ただし、「浸水が心配なら必ず上階」とは限りません。上階へ置けば機器重量を支える構造や搬入方法が必要です。発注者が停電時にも続けたい業務、想定浸水深、構造、搬入方法を一つの比較表に入れて決めます。

2. 最大搬入単位の寸法と質量

次は、機器を入口から設置場所まで運べるかを確かめます。メーカーへ確認するのは、完成したキュービクル全体の寸法ではなく、現場へ持ち込む最大単位の幅・奥行・高さ・質量です。その外形を平面図に置き、搬入口から電気室まで動かしてみましょう。扉の有効幅、廊下の曲がり、天井高さ、段差、エレベーターのかご寸法と積載量、床の養生条件のどこか一つでも通らなければ、搬入計画を変える必要があります。

新築時に入れられることだけで安心はできません。外壁や天井が未施工なら、大きな変圧器も簡単に入ります。しかし交換時には、サッシ、外構、天井が完成しています。完成後の図面でも同じ経路を通せるかを確認し、必要なら取り外せる外壁パネルや更新用搬入口を建築図へ残します。

3. 機器重量と耐震固定

機器が運べても、床がその重さを支えられなければ設置できません。国土交通省の標準仕様書は、配電盤が地震時に移動・転倒しないよう、必要な強度と本数のボルトで床スラブまたは基礎へ固定するよう求めています。

構造担当へ「全部で数トン程度です」とだけ伝えても、どの梁や床に大きな力がかかるかは分かりません。変圧器、盤、コンデンサなどを分け、各機器の質量、重心、アンカー位置、基礎寸法を平面図に記入して渡します。これで局部荷重やアンカー反力を具体的に検討できます。

4. 操作・点検・機器引出しに必要な空間

盤の前に人が立てる通路があっても、それだけでは十分とは限りません。メーカー外形図を開き、扉を全開にした線と、遮断器を手前へ引き出した線を平面図へ描いてください。さらに、変圧器を交換できるか、背面や側面の点検口へ人が入れるかも確認します。

必要な離隔は、現行のJIS C 4620、所轄消防の火災予防条例と運用、メーカー仕様によって変わります。国土交通省の標準仕様書も、一律の寸法ではなく、操作・点検・保守に必要な離隔を確保し、製造者の指定に従うよう示しています。基本計画で置いた概算寸法は仮の値です。実施設計では、採用機器の外形図と所轄条件に置き換えて確定します。

5. 変圧器などの発熱を逃がす換気

変圧器や盤内の機器は、運転すると熱を出します。まず電気担当が、メーカー資料から無負荷損・負荷損または発熱量と許容周囲温度を拾い、機械設備担当へ渡します。機械担当は、その値と夏季の外気条件を使って、必要換気量や空調方式を決めます。

給気口と排気口の位置も図面で見てみましょう。二つが近すぎると、外へ出した熱い空気をすぐに吸い込む「ショートサーキット」が起こります。平面図と断面図に空気の流れを矢印で描き、空気が室内を横切ること、給排気口やダクトが盤の換気口を塞がないことを確認します。

6. 高圧引込と低圧幹線の経路

受電点から電気室まで引く高圧ケーブルと、電気室から各階へ送る低圧幹線を平面図に描きます。電気室の直上や直下に主要な電気シャフトがあれば、幹線を短くでき、曲がりや防火区画の貫通箇所も減らせます。

ただし、「ケーブルが最短になるから地下に置く」という決め方は避けてください。その地下に浸水のおそれがあれば、配線を少し短くできても、停電の危険が大きくなります。まず災害リスクの高い案を外し、残った候補の中でケーブル長、曲がり、防火区画貫通を比べます。

7. 増設と更新の余地

将来用の空きスペースには、何を置くのかを決めておきます。変圧器を1台増やすのか、低圧盤を一面追加するのか、既存機器を動かさずに交換するのかによって、必要な幅も搬入経路も違うからです。

図面の空白へ「予備」と書くだけでは、後から配管やダクトが通ってしまうことがあります。増設する機器の想定外形、扉の開く範囲、搬入経路、ケーブル接続位置を点線で描いてください。ほかの担当者も、その場所を空けておく理由を図面上で理解できます。

建築・構造・機械設備とはこの資料で調整する

設計打合せで「この辺りに電気室が必要です」と伝えるだけでは、建築担当者は扉の大きさを決められず、構造担当者も梁を検討できません。相手が図面を直せるように、次の資料と数値を渡します。

基本計画から実施設計までの進め方

基本計画では、まず建物用途と床面積から負荷を概算し、電力会社へ受電条件を確認します。同時に、地下・1階・屋上などの候補場所を比べます。この段階では機器寸法が未確定でも構いません。ただし、何となく大きさを置くのではなく、メーカーの標準外形や過去案件のどの機器を参考にしたのかを記録します。負荷の概算は、標準負荷とは？用途・床面積から負荷容量を概算する方法で具体的に確認できます。

基本設計に進んだら、仮置きした内容を一つずつ具体化します。単線結線図を作り、変圧器容量、盤構成、機器外形、保守空間、搬入経路、発熱量を決めます。その外形と必要空間を建築平面図・断面図に重ね、構造担当から受けた床条件や、機械設備担当が計画した給排気口も反映します。

実施設計では、電力会社との協議結果、保護協調、短絡電流、接地、ケーブル、耐震、火災予防条例、メーカー仕様を確定します。最後に、機器配置図、基礎図、断面図、搬入計画図、ピット図、単線結線図を横に並べてください。同じ変圧器の名称や寸法が図面ごとに違っていないか、扉と搬入経路がつながっているかを照合します。

建築設備士試験対策｜具体的な学習内容

令和7年第一次試験 建築設備No.36｜主遮断装置を判断する

問題文では、高圧電動機がある受変電設備で、PF・S形を主遮断装置とする計画が示されます。PF・S形とは、高圧限流ヒューズと高圧交流負荷開閉器を組み合わせた方式です。ここでは高圧電動機の始動電流と保護条件に注目します。この条件でPF・S形を選ぶ記述が不適当です。

ほかの選択肢も、機器名だけで暗記すると混乱しやすくなります。商用電源と非常用発電機の遮断器なら、「二つを同時に閉じないか」を確認します。進相コンデンサなら、「300kvarを超える容量が分割されているか」を見ます。受電点の避雷器なら、A種接地を確認します。「事故時にどこを切るのか」「二つの電源が並列にならないか」「負荷の変化に追従できるか」と役割に置き換えると判断しやすくなります。

令和7年第一次試験 建築設備No.37｜6.6kV側の最大負荷電流を求める

計算は、単線結線図に書かれた変圧器容量を拾うところから始めます。300、200、500、500kVAを足すと、合計は1,500kVAです。条件は、力率100%の三相3線式6.6kVなので、最大負荷電流は次の式で求めます。

I = 1,500kVA ÷（√3 × 6.6kV）= 約131A

計算結果は約131Aなので、最も近い選択肢は132Aです。ここで迷いやすいのが単位換算ですが、容量にkVA、電圧にkVを使えば答えはそのままAになります。途中で1,000倍する必要はありません。「変圧器容量を合計する→三相の式へ入れる→最も近い選択肢を選ぶ」の順に進めます。

令和7年第二次試験 選択問題C｜機器表から単線結線図へつなぐ

第1問では、主遮断器、変圧器、変流器、進相コンデンサ、直列リアクトルなどの容量・台数と算定根拠を機器表へ記入します。第2問では、その機器表を使い、引込柱から受変電設備、非常用発電設備、太陽光発電設備までを単線結線図でつなぎます。

練習するときは、いきなり単線結線図を完成させようとせず、先に機器表を埋めてください。次に、機器表の容量と台数を単線結線図へ一つずつ転記します。常用系統、非常系統、発電系統を色分けすると、遮断器間のインターロックや電源のつながりを見落としにくくなります。最後に、保護機器、接地、主仕様を確認します。公式の完成図解答は公表されていないため、公式問題の条件と一次情報を照合して作図してください。

間違えやすいポイント

電気室面積を延べ面積の比率だけで確定する

令和7年第一次試験には、延べ面積3,000m2の事務所ビルで、受変電室を延べ面積の2%とする目安が出ます。計算すると60m2です。ただし、実際の電気室を「60m2あればよい」と確定する数字ではありません。まず初期案で60m2程度の場所を確保し、そこへ機器外形、扉を開く範囲、遮断器の引出し寸法、通路、搬入経路、ケーブルピット、増設余地を描きます。全部が収まらなければ、室の形や面積を広げます。

屋上なら浸水を考えなくてよい

屋上に置けば、河川氾濫による地上からの浸水は避けやすくなります。それでも水への確認は必要です。排水口が詰まれば屋上に水がたまり、強風時には雨が吹き込みます。屋外盤の基礎上面に水が残らない勾配を取り、換気口や扉を排水経路から離します。日射、強風、塩害、積雪、屋根防水との取り合いも、屋上平面図と断面詳細図で確認します。

新築時に入れば更新時も搬出できる

新築工事中は、まだ外壁や天井がなく、大きな機器を横から入れられることがあります。ところが更新時には、同じ開口が残っているとは限りません。完成状態の平面図と断面図へ最大搬入単位の外形を描き、搬入口から設置場所まで動かしてみてください。廊下の曲がり、段差、吊り上げるための高さ、機器を一時的に置く場所まで通れば、更新時にも使える経路だと判断できます。

離隔寸法を一つの表だけで決める

盤の前面、背面、側面で、必要な空間は同じではありません。前面では扉の開閉と遮断器の引出し、背面では点検作業、換気口がある面では空気の流れを確保します。まずメーカー外形図で開扉・引出し・保守寸法を拾い、現行JISと所轄消防の条件を重ねます。そのうち最も厳しい寸法を図面へ入れ、根拠となった資料名も記載します。

まとめ

受変電設備の構成は、「受電→開閉・保護→計測→変圧→低圧配電」の順に追うと理解できます。単線結線図でこの流れを確認できたら、次は機器の概略外形を平面図へ置きます。

設置場所は、空いている場所へ後から押し込むのではなく、基本計画の段階で比べてください。地下・1階・屋上などの候補ごとに、浸水、搬入、重量、保守空間、換気、配線、更新の7条件を確認します。建築担当へは搬入口と開扉範囲、構造担当へは機器ごとの質量とアンカー位置、機械設備担当へは発熱量と許容温度を渡します。こうして具体的な図面と数値を共有すれば、「なぜこの位置と広さが必要なのか」が伝わります。

最後に、基本計画で使った概算値をそのまま残していないか確認しましょう。離隔は現行規格・所轄・メーカー外形図、基礎と耐震固定は機器重量・重心・アンカー条件、火災予防は所轄消防と特記条件を確認し、実施設計の図面へ確定値を反映します。

受変電設備の設置場所チェックリスト

関連記事

• 契約電力と受電方式の基本｜低圧・高圧・特別高圧の決め方
• 標準負荷とは？用途・床面積から負荷容量を概算する方法
• 電気設備の法令・規程の読み方｜電気事業法・電技・内線規程の違い
• 電気設備設計の業務フロー｜基本計画から実施設計・施工まで

参考・出典

• 公共建築工事標準仕様書（電気設備工事編）令和7年版｜国土交通省
• 公共建築設備工事標準図（電気設備工事編）令和7年版｜国土交通省
• 電気設備の申請・届出等の手引き｜経済産業省
• 電気事業法 各条文の概要｜経済産業省
• 津波対策｜国土交通省中部地方整備局
• 令和7年建築設備士試験 第一次試験（建築一般知識及び建築法規）｜建築技術教育普及センター
• 令和7年建築設備士試験 第一次試験（建築設備）｜建築技術教育普及センター
• 令和7年建築設備士試験 第二次試験（設計製図）｜建築技術教育普及センター