【動力設備の設計マニュアル①】動力とは何か ― 分けるのは電圧ではなく、負荷の性格
こんにちは、HARITAの設計室です。
今回から「動力設備の設計マニュアル」を全6回でお送りします。
建物の電気は、大きく電灯と動力に分かれます。図面でも「Ｌ」「Ｐ」と書き分けますし、盤も幹線も別になります。
新人のうちにいちばん多い誤解は、「電圧が違うから分けている」というものです。たしかに電灯は単相、動力は三相なのですが、電圧が理由ではありません。理由は使われ方のほうにあります。
第1回は、この分け方の考え方と、動力設備の設計が全体としてどう進むのかを見ていきます。
分けるのは電圧ではなく、負荷の性格
電灯（Ｌ）は、照明とコンセントが代表です。人がスイッチを操作して、点けたり消したりして使います。単相100Vや200Vで供給します。
動力（Ｐ）は、ポンプ、空調機、送風機、エレベーターが代表です。こちらは機械が自動で動かすもので、運転中はずっと回り続けます。三相200Vが中心です。
この「使われ方の違い」が、設計のいろいろなところに効いてきます。
- 電流の性格が違う 電動機は動き出す瞬間に大きな電流が流れます（第3回で扱います）
- 変圧器が別になる 電灯用（単相）と動力用（三相）で分けます
- 盤が別になる 電灯分電盤と動力盤
- 契約が別になる 電灯の契約と動力の契約
つまり電圧が違うから分けるのではなく、性格が違うから分けた結果として電圧も違う、という順番です。ここを取り違えると、あとで「なぜ動力盤を別に置くのか」が腑に落ちません。
電灯と動力の違いそのものは 【新人講座 第10回】電灯と動力のちがい でも図解しています。
動力は、建物のこういう場所にいる
では実際に、建物のどこに動力負荷がいるのか。代表的なところを挙げてみます。
- 屋上 空調の室外機、冷却塔、排煙ファン
- 機械室 給水ポンプ、排水ポンプ、消火ポンプ
- シャフト エレベーター、エスカレーター
- 駐車場・外部 電動シャッター、ゲート、EV充電設備
- 厨房・水まわり 排気ファン、厨房機器の動力
並べてみて気づくことがあります。そのほとんどが機械設備の機器だということです。ポンプも空調機もエレベーターも、選ぶのは機械設備の設計者です。
電気設計の仕事は、そこへ電源を持っていくこと。だから動力設備の設計は、他の工事項目より「相手から情報をもらう」比重が大きくなります。
分かれ道は、変圧器にある
高圧受電の建物では、電灯と動力が分かれるのは変圧器のところです。
受電した高圧を、電灯用変圧器で単相100/200Vに、動力用変圧器で三相200Vに落とします。そこから先はずっと別系統です。幹線も別、盤も別、回路も別。
低圧受電の建物でも、電灯の契約と動力の契約が分かれていれば、引込の段階から別になります。
この「ずっと別」という感覚を早めに持っておくと、幹線計画のときに迷いません。幹線設備の設計マニュアル① で扱った系統の分け方も、用途別に分けるという話でした。動力はその代表例です。
動力の設計は、この順番で進む
この連載の地図です。6つのステップが、そのまま第1回から第6回に対応しています。
- ① 負荷を拾う 機器表から、何がどこにいくつあるかを拾います。今回の話です。
- ② 容量を換算する 銘板のkWから、電線を選ぶための電流へ（第2回）。
- ③ 始動方式を見る 動き出す瞬間の電流を確認します（第3回）。
- ④ 保護を決める ブレーカーとケーブルの選定（第4回）。
- ⑤ 動力盤を組む 主幹の要否と分岐の構成（第5回）。
- ⑥ 図面化と拾い 機器表と系統図に落とす（第6回）。
他の連載と違うのは、①の起点が自分の中にないことです。照明なら「どこを何ルクスにするか」を自分で決められますが、動力の負荷は機械設備が決めます。
だから動力設備の設計は、機器表がいつ出てくるかに支配されます。
機器は機械、電源は電気
担当の分かれ方を整理しておきます。
機械設備が決めるのは、機器そのものです。ポンプの種類、容量、台数、制御の考え方。これが機器表という形でまとまります。
電気設備が決めるのは、そこへ電源を持っていく方法です。盤の構成、幹線、分岐回路、保護、接地。
取り合いになるのは、その境目です。実務でよく確認が必要になるのは次のようなところです。
- 機器に付属する制御盤は、機器側か電気工事側か
- 現場操作盤は誰が用意するか
- 電源は動力盤から直接か、制御盤経由か
- インバータは機器付属か、盤に組み込むか
ここが曖昧なまま進むと、着工後に「その盤、誰が手配していますか」という話になります。早い段階で機械設備と工事区分を確認してください。
まとめ ― 分けるのは電圧ではなく、負荷の性格
- 電灯と動力を分ける理由は電圧ではなく使われ方。性格が違うから、結果として電圧も系統も別になる
- 動力負荷の多くは機械設備の機器。電気設計は電源を持っていく側
- 高圧受電では変圧器のところで分かれ、その先は幹線も盤も回路も別
- 設計は「負荷を拾う → 容量換算 → 始動方式 → 保護 → 盤 → 図面化」の順
- 起点は機器表。しかもそれは設計中に何度も変わる
- 機器と電源の取り合い（制御盤・現場操作盤・インバータ）は早めに確認する
電灯は人が使い、動力は機械が使います。
よくある質問
Q1. 単相200Vの機器は、電灯ですか動力ですか？
負荷の性格で判断します。単相200Vのエアコンや電気温水器のように、電灯回路から供給する機器もあります。一方で三相200Vの機器は動力です。電圧だけでは決まらないというのが今回の話の中身です。判断に迷うときは、どの変圧器・どの盤から取るのが自然かで考えると整理できます。
Q2. 小さな建物でも、動力盤は別に置くのですか？
動力負荷が少なければ、動力盤を独立させず分電盤の中に動力用の分岐を設けることもあります。判断の考え方は第5回で扱います。ただし三相と単相を同じ盤で扱うときは、盤の仕様と表示に注意してください。
Q3. 機器表がまだ出てこないとき、設計はどう進めますか？
過去の類似案件から仮の容量を置いて進めるのが一般的です。そのときは仮であることを図面と資料に明記してください。仮の数字がいつのまにか確定値として扱われるのが、いちばん危ないパターンです。
次回予告
第2回は「負荷容量の換算」です。銘板に書いてあるのはkW、でも電線を選ぶのに要るのは電流。この間をどう埋めるのか。力率と効率、そして規約電流という考え方を扱います。
合言葉は「kWのままでは、電線は選べない」。→ 第2回 負荷容量の換算 を公開しました。
