講 座

CPD

電気設備
第1回

電気設備の概要
佐治行三 ■ テーテンス事務所

電気設備の内容 ─ 強電と弱電

電気は安全か

電気は発電所でつくり、送電線で送り、配電設備で需要家に送って弱電は 10V 程度なので触ってもほとんど感じない、安全と言って問いる。建築の電気設備は配電設備から送られてきた受電設備から題ない。強電の場合、家庭用の100V 程度であればショックは受け始まる。

るが、すぐに離せば危険というほどではない。ただし、濡れた手で電気設備を大きく分けると、強電（動力や照明の電力設備）と弱電（電話、テレビ、インターネットなどの信号設備）の2つになる［表 1］。

弱電設備は項目が多い。専門性が高い設備が多く、メーカーなど専門業者に設計を依頼する場合が多い。

。
触るなんていうのは問題外である（本当は電圧ではなく電流の問題）
高圧の6,000Vは非常に危険で、感電死に至る可能性が高い。体に対してではないが、突然、停電したり外部へ波及するなど、影響も非常に大きい。消防では、火災に対してIHコンロもガスコンロと危険性は同じであるとして指導しているところが多い。
では、なぜわれわれは、電気は安全だと思っていられるのであろ

強電うか。

受変電設備

送られてきた電気を建物内で使用できるように電圧の変換を行う

幹線設備

受電から動力盤、分電盤への盤を含む配線工事

動力設備

主にエレベーターや空調機など、機械を動かすための電力供給設備

照明設備

非常照明、誘導灯を含む照明器具および配線設備

コンセント設備

コンセントへの電源供給

避雷針設備

突針、棟上導体、引下導線、接地極スなどの安全装置が設けられている。ちなみに高圧の場合、照明の非常電源設備

非常用発電機、コージェネ、蓄電池スイッチまでいくつのスイッチ類があるか数えてみると、7 個経由

弱電
電話設備

電話交換機、電話機および電話端子への配線設備

テレビ共聴設備

アンテナ、CATVの受信、増幅器および TV 端子への配線設備

LAN 設備

光ケーブル引込み、ルーター、無線 LAN 用アンテナおよび LAN 端子への配線設備

放送設備

アンプ、スピーカーおよび配線設備、非常放送を含む
場合があるAV 設備
ナースコール設備
火災報知設備

受信盤、発信機、感知器および配線設備

その他

ITV 設備、セキュリティ設備、電気時計設備（以前は館内標準時の役割が強かったが、今は電波時計が多くなっている）

る。高圧受電の場合、6,000Vを建物内で使用できる200V や100Vに変換して照明器具に至るまで、いくつもの遮断機、スイッチ、アーしていた。ほかに、雷のような過電流が入ってこないような対策もとられている。
電気は安全なのではなく、安全に使用できるようにシステムをつくっているということである。

電気は便利で簡単に使用できるエネルギーであるが、エネルギー効率が悪く、元のエネルギーの一部しか利用できない（送電ロスを含め火力発電では35％）。性能はよいが、効率の悪いエネルギーなのである。

強電と弱電

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り取って目に見えない遠隔地に持っていってしまっているからであ

電気をつくる ─ 発電

インターホン設備

表1

ひとつは、原子力発電所のように最も危険な部分については、切2015.7

火力、原子力はそこから得られた熱エネルギーで高圧蒸気をつくり、その圧力でタービンを回し発電している。水力発電は太陽熱により海水を蒸発させ、高地で降った雨の位置エネルギーを運動エネルギーに変えている。
発電方式によって発電単価が違ってくる。図 1のグラフは、「47（全国 47 社の新聞社によるホームページ『47NEWS』内）にトピックス」。米国
掲載されている共同通信の記事である（2014 年 9 月17日付）
企業系「ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス」が福島原発事故以降の安全規制強化を考慮して費用を算出している［図 1］。
この図に対する感想は、国内で発表されている数字よりも日本政府の意思が感じられず、比較的公平なような気がする。
日本の発電量は 2013 年度で 9,400 億 KWh/ 年、原発が稼働し

写真 1

大田区の住宅地にある変電所ていない現在、天然ガス、石炭、石油の火力発電が88％を占めている［表 2］。震災後、天然ガスが増えているのは納得できるが、CO²
発生量の多い石炭が増えているのは休止中の石炭発電所の再稼働の変電所に送られてくる。大規模施設では 22KVで受電される。中が原因なのではないだろうか。

規模施設では 6.6KVで受電する。小規模建物には電柱に載ってい原発を運転できない中、どうすれば CO² を減らしていけるのか、給排水・衛生編で書いたが、火力発電を効率のよいコンバインドサる柱上変圧器で 200V、100Vに降圧され、そのまま建物内の機器で使用される。

イクルに変えていくのが現実的な方法であろう。コンバインドサイ

送電線は、都心では地中を通ることが多いが、都内でも鉄塔にクルとは、高温の熱でタービンを回し、その余熱を使い蒸気をつく載った送電線がある。東京電力管内では合計 2 万 kmの送電線が。
り、もう一度タービンを回す方法である（一粒で 2 度美味しい方式）ある。まさに、発電所から「山あり谷あり」の長い道のりを経て、わ今までの火力では 40％程度の効率であったものが 60％近くになる。

が家までたどり着いている。

日本の得意な、新しい技術をつくるのではなく、効率を上げていく技術そのものである。すでにかなりの発電所のコンバインド化は進んでいる。

電圧を下げる ─ 変電設備
電線を細くすることができ経済的であり、送電ロスを少なくできる電気を送る ─ 送電設備という理由から高圧で送り、需要家の安全を期するためにだんだん送電とは、発電所から変電所、変電所間の施設を言う。

設置されている場所が変電所である。

低圧にしていく。高圧を低圧に変えるのが変圧器であり、変圧器の発電所でつくられた電気は 500KVの超高圧で超高圧変電所に変電所には屋外と屋内のものがある。都心では屋内変電所が多送られ、何回か降圧して、東京のような大都市では 66KVで街なかいため目立たないが、東京電力管内では 1,592カ所の変電所がある。私の会社は大田区にあるが、近くに屋外変電所が設置されている［写真 1］。

洋上風力
太陽光

年度

原子力
天然ガス
陸上風力

水力

小規模水力
大規模水力

発電コストの比較※BNEFによる埋め立て地ガス
地熱
5101520

発電方式別の発電単価。米企業系調査機関が試算（出典…『47NEWS』ホームペー

図1ジより）

1.1

2.2

配電設備

8.5

8.5

石油

7.5

14.9

火力 LNG

配電とは変電所から需要家に送る設備を指す［図 2］。東京電力だけ

29.3

43.2

石炭

25.0

30.3

で 580 万本の電柱がある。その半数近くに変圧器が載っている。図

28.6

1.0

原子力

コージェネレーション
セント/kW 時 02010 2013

地熱＋新エネ

表 2 電源別発電電力量
構成比（出典…日本電気事業連合会 2014 年 5 月 23 日付資料より）には記載していないが、東京電力の資料では、35 万 Kmの配電線長さとある。地球を9 周する長さである。
ここまでは、同じ電気工事でも外線工事と言う。ここから先がわれわれの設計範囲であり、内線工事と呼ばれる。

2015.7

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講 座

CPD契約種別同じ電圧であれば受電容量が大きいほど引込線サイズが太くなって電気の契約しまうので、電力需要量が大きくなるほど高い圧力での契約になる。
Q.100KWを200Vと6,000Vで引き込んだ時の配線サイズの違いは？

建物の電気容量によっていろいろな契約方法がある［表 3］。電気料

A.6,000Vで38mm²（外 径7.3mm、重量2,200Kg/Km、単 価2,170円/m）、200Vで200mm²（外 径17.0mm、重 量7,900Kg/Km、単 価7,900円/m）

金だけでなくイニシャルコスト、維持費、スペース、人件費、安全にの配線になる。金額が高くなり、工事も大変になってしまう。

も大きく係わってくる重要な項目である。ただ積み上げたらこうなりましたではなく、設計過程の中で、こうするためにはこんな方法がありますというようなことを設計者として提案し、よりよい電気従量電灯システムとしていくことが設計である。

住宅で使われるのが単 相三線 100V／200Vであり、100Vでも（森北出版）に掲載
表 3は代表的な契約であり、『建築設備手帳』

200Vでも使える。100Vは直接、照明器具やコンセントで使用できされているだけでも12 種類ある。これに各種割引契約（電化厨房契る。電圧が低いので比較的安全である。200Vは IHコンロや大きな約、時間帯別契約など）を合わせれば 30 種類を超えるのではないか。

能力のエアコンなど、電気容量の大きな機器に使用される。

一体どうすればトクなのか、電力会社にある程度任せるしかない。

住宅の使用率は低いので基本料金が低く、電力量料金は高く設表の金額に力率割引、燃料調整費、再生可能エネルギー発電促定されている。この契約が一番、節電効果を電気料金に反映できる。

進賦課金、消費税を増減した金額が電気料金である。

Q.アンペア契約で 200Vばかり使用すると、50A 契約では 10KWまで使用できるのか？

「電力自由化」により業務用電力、特別高圧電力の場合、正確なA.その場合は、あくまでも5KWまでしか使用できない。

料金はネゴにより決まる。表は東京電力が「電気供給約款」に掲載している数字で、参考値と考えて欲しい。

低圧電力電力の契約について基本的な考え方を述べる。
3カ所

162カ所
水力発電所

27.5〜50 万 V

三相三線 200Vで受電する契約である。モーターに使用することが25カ所

原子力発電所

多く、動力と呼ばれる。エレベーター、ポンプ、店舗用エアコン、大容量の厨房器具などに電源を供給する。エアコンは使用率が低い機

火力発電所

器なので、単相で済むものは単相機器を選ぶほうが電気料金は安くなることが多い。同じ200Vでも単相電源に比較し危険度は高い。

変電設備

送電線（合計）変電所

1,592カ所

21,096km

Q.なぜ、同じ200Vでも単相と三相では危険度が違うのか？
A. 感電とは電気が体を通って地面に流れることである。三相の場合

15.4 万 V

は 200Vそのまま流れてしまうが、単相の場合は 150Vになり危険
6.6 万 V〜
15.4 万 V

6.6 万 V

6,600V

配電設備

電柱など5,818,859 基
変圧器 2,418,139 個

電柱

度は低くなる。単相 100Vは、すぐ離せばショックでビリビリ痛いだ
大規模な工場、ビル・商業施設などけである。電圧が高くなるに従い離しにくくなり、火傷などのケガにつながり、最終的には死に至る。

電気の契約は基本的に1 建物 1 契約であるが、従量電灯、低圧
中規模な工場、ビル・商業施設など

電力の場合は 2 契約（請求書が2 枚）となり、メーターが 2つになる。

柱上変圧器

業務用電力

100V/200V

同じ6,000V 契約でも、工場などに適用される「高圧電力契約」と一般的なビルなどに適用される「業務用電力」がある。

家庭など
図2

※各施設の数量は平成 22 年度末の値

東京電力の電力設備（出典…東京電力ホームページ）

契約種別

供給電圧（V） 契約電力（KW） 基本料金（円 /KW） 電力量料金（円 /KWh） 主任技術者 適用延床面積（m²） 電気室位置

従量電灯

単相 100/200

低圧

三相 200

合計 50 以下

280.8

29.93 不要−−1101.616.97 不要

−−

業務用

6,000 〜2,000 未満

1684.817.13 兼任（委託） 500 以上

屋外可

特別高圧

20,000 2,000 以上

1630.815.53 専任（常駐） 30,000 以上

屋内電気室

表3

電力契約の種類（平成 25 年 2 月現在）

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ビニルシース
遮水層（アルミ）
半導電性押え巻
遮蔽銅テープ
外部半導電層架橋ポリエチレン絶縁体
内部半導電層導体

図 3 CVTケーブル（屋外引込用）（出典…北日本電線ホームページ）

表 3では単相、三相合わせて50KWを超えるとしてあるが、最近電圧が高い契約ほど電気料金も高く、設備費、維持費も高くなり、は「弾力運用」といって単相 50KW、三相 50KW、それぞれが50KW設置スペースも大きくなる。なるべく低い電圧になるようにしたほ（合計 100KW）以内であれば低圧契約が可能な地域がある。電力自うがよい。

由化や都市ガスとの競争による影響ではないか。電力会社やその場所の電力供給事情によって違うので、この適用を受ける場合は必ず電力会社との協議が必要になる。
高圧電力で受電した場合、建物内で使用できる200V や100Vに電気料金の構成降圧しなくてはならない。降圧する設備が変電設備であり、一般的電気料金は、基本料金と電力量料金の合計である。電気の使用量にはキュービクル（鉄箱という意味）が使用される。に係らず、需要家の施設に合わせた電力を供給するための施設費、設高圧になった場合、キュービクルの費用（Min 300 万円＋α）（発電所、送電線、各家庭のメーターなど）および維持費が基本料金で、道路面に高圧キャビネット（1,100W×置スペース（Min 4m×4m）あり、電力量料金は電気をつくるために使用した燃料費、人件費な450D×1350H グレーの鉄箱）が必要になる。適用面積 500㎡と書どにあたる。

いたが、建物によっては 800㎡くらいまでは低圧で可能である。

契約種別により基本料金、電力量料金の単価が大きく違ってい空調設計者は結構ギリギリの設計をするが（効かなくてもチョットる。使用率が低い場合は基本料金割合が大きく、高い場合は小さく暑いだけ）、電気の場合は影響が大きく（全館停電なんてことになったなる。たとえば、別荘のようにたまにしか使用しない建物は、ほとんら大変）、余裕を持って設計をする。

どが基本料金代になって単価は高くなってしまう。24 時間操業の工場のように使用率が高い建物では基本料金単価は高いが、使用特別高圧電力量が多いので単価は安くなる。

特高変電設備に係わる機会なんてほとんどないと言ってよい。10

一般の建物において、ガスは 10％以下だが電気の場合は 1/3を年以上前であるが、私は幸いに一度だけ某都内大学キャンパスで関基本料金が占める。基本料金割合を下げる（ピーク電力を抑える）こ係したことがある。あまり役に立つ話ではないが概要を話しておく。とにより、全体のエネルギーコストを安くしていけるかが設備設計

既存特高設備の老朽化、容量不足による移転計画であった。移者の腕の振るいどころである。

転の間、停電させるわけにはいかず、建物ごと別な場所につくった。
特高電気室だけで 300㎡、電気工事金額 15 億円、建築工事まではわからないが、これくらいの覚悟がないとできない。運転はほとん
ど自動制御で行うが、主任技術者を常駐させねばならず、人件費も大きくなる。
以前、某県立病院では契約電力が 2,800KWになったが、特高を持ってくるには新たに街なかを通さなくてはならず、不可能であった。高圧の2 回線受電で了解してもらったことがある。

さじ・こうぞう（有）1973 年 東 海 大 学 建 築 学 科 卒 業。
テーテンス事務所入社。取締役副所長を経て、現在テーテンス事務所監査役。
「彩の国 ふれあいの森林科学館・宿泊（設計…片山和俊）、「感覚ミュージア棟」（設計…六角鬼丈）（設「下関唐戸市場」、ム」
計…池原義郎）（設、「大館市立総合病院」
計…岡田新一）などの設備設計に従事

自習型認定研修の設問
設問 1

設問 2

電気の安全性を確保するために必要のないものは、次のどれか。

電気の契約について間違っているものは、次のどれか。

a. 避雷針は雷による過電流が入ってくるのを防いでいる。

a. 住宅の契約については使用率が低いので、基本料金の安い従量電灯契約が適用される。

b. 変電設備にキュービクルを使用する。
c. IHコンロの換気ダクトに耐火被覆としてロックウールを巻く。

b. 建物の電気需要量が大きい場合、高圧で引き込むことになるので太い電線が必要になる。
c. 電気料金を下げるにはピーク電力を抑え契約電力量を小さくするのが効果的である。

認定教材の設問への回答は、CPD 情報システムのページ

https://jaeic‑cpd.jp/にアクセスのうえ、お願い致します。
※不正解の場合は、単位に登録できない場合があります。

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