結露とは、空気中に含まれている水蒸気が、温度の低下によって水滴に変わる現象。
身近な例では、冷たい飲み物が入ったコップの表面に水滴がつく現象と同じ原理。
空気は温度が高いほど多くの水蒸気を含むことができるが、温度が下がると水蒸気を含む量が少なくなる。
この時、空気中の水蒸気量が飽和水蒸気量
(その温度で空気が含むことのできる水蒸気の最大量)を超えると、
余分な水蒸気が水滴となって現れる。
=結露
結露は主に以下の条件が揃うと発生しやすくなる。
室内と室外の温度差が大きい
特に冬場、暖房で暖められた室内の空気が、冷たい外気に接する窓ガラスや壁、サッシなどに触れると
そこで急激に冷やされて結露が発生しやすくなる。
室内の湿度が高い
室内で水蒸気が多く発生する状況
(加湿器の使用、洗濯物の部屋干し、お風呂の湯気、調理、燃焼式の暖房器具の使用など)では
空気中の水蒸気量が増えるため、より低い温度差でも結露が発生しやすくなる。
湿度が70%以上になると、結露のリスクが特に高まる。
断熱性が低い場所
窓ガラス、サッシ、外壁に面した壁や押し入れ、家具の裏側など
外気の影響を受けやすく、表面温度が低くなりがちな場所は結露が発生しやすい。
特に、断熱材が不足している場所や、気密性が高く湿気がこもりやすい場所も注意が必要。
結露には大きく分けて2つの種類がある。
高圧受電設備(キュービクルなど)の結露は、機器の故障や絶縁劣化
ひいては停電事故や波及事故につながる非常に重要な問題となる。
一般家庭の結露とは異なり、専門的な知識と対策が必要。
結露の発生原因
●内外の温度差
特に冬場、外気温が低く、キュービクル内部の機器からの放熱が少ない場合
内部の空気が冷却され、外気との温度差が大きくなる。
この時、外部から湿った空気が侵入すると、機器表面や内部で結露が発生しやすくなる。
●高い湿度
外部からの湿気の侵入:キュービクルのゲタ基礎部分、扉のパッキンの劣化、通気口、ケーブル引込口などから
湿気を含んだ外気が侵入することがある。
内部での水蒸気発生
ごく稀に、内部の機器からの微量の水蒸気発生や、保守点検時の扉の開放によって
外部の湿気が内部に流入し、それが閉じ込められることもある。
底面からの浸水
ゲタ基礎内に雨水が溜まったり、底板がないキュービクルで地面からの湿気が
直接上がってきたりする場合も結露の原因となる。
●換気不足
キュービクル内部の湿った空気が排出されず、滞留することで湿度が上昇し、結露を促進する。
●密閉性の低下
経年劣化により、扉のパッキンが劣化したり、ケーブル引込口の隙間が生じたりすると
外部からの湿気や雨水の侵入リスクが高まる。
●機器の経年劣化と汚損
高圧碍子や真空遮断器(VCB)などの絶縁物が、ホコリや塩分、油煙などで汚損していると
湿気が付着しやすくなり、絶縁抵抗が低下して結露による影響を受けやすくなる。
高圧受電設備の結露対策は、機器の安定稼働と事故防止のために極めて重要となり
主に以下の対策が講じられる。
スペースヒーターの設置
目的:キュービクル内部の温度を上げ、相対湿度を下げることで結露の発生を防止する。
特に寒冷地や冬季に効果的。
設置場所:高圧機器の周囲や盤内の低い位置に設置されることが一般的。
効果:外気が100%の湿度であっても、キュービクル内部を適切な湿度(85%以下など)に保つために
数℃程度の温度上昇が必要とされており、スペースヒーターはその役割を担う。
除湿器の設置
目的:キュービクル内部の湿気を物理的に除去することで、湿度を低く保つ。
活用例:特に湿度が高い時期や、換気が難しい環境で効果を発揮する。
換気対策の徹底
●通気口の確保と管理
キュービクルの換気口は、内部の熱を排出し、空気の循環を促す役割があるが
同時に外部からの湿気や雨雪の侵入経路にもなり得る。
雨雪が吹き込む恐れがある場合は、ゲタ基礎の両端を遮蔽したり
通気口に養生テープを貼るなどの対策が取られることがあります
(ただし、夏場は熱がこもるため、テープは剥がす必要がある)。
小動物や異物の侵入を防ぐための網やガラリ、パンチングメタルなどの防護措置も重要。
●自然換気・強制換気
熱こもりを防ぎつつ、湿気を排出しやすい構造(自然換気)や、ファンによる強制換気も検討される。
ただし、強制換気の場合、外気の湿気を直接取り込むリスクもあるため
設置環境や運用方法を慎重に検討する必要がある。
基礎・設置場所の対策
ゲタ基礎の遮蔽と排水
ゲタ基礎の両端を遮蔽し、雨水や湿気の直接侵入を防ぐ。
ゲタ基礎内に水が溜まらないように、排水口を設けることが重要。
底板の設置
キュービクルに底板がない場合は、底面に鋼板などを施設して、地面からの湿気の侵入を防ぐ。
高所の設置
可能な場合は、地表からの湿気の影響を受けにくいように、高所に設置することも有効。
キュービクルの密閉性向上
パッキンの点検・交換
扉のパッキンが劣化していると、隙間から湿気が侵入する。
定期的に点検し、劣化していれば交換が必要となる。
ケーブル引込口の処理
ケーブルの引込口や配管の貫通部など、隙間が生じやすい箇所は
シーリング材などで確実に密閉する。
機器の定期的な清掃と点検
絶縁物の清掃
高圧機器の絶縁物表面に付着したホコリや粉じん、塩分などは、湿気を吸着しやすく、絶縁低下を招く。
定期的に乾燥したウエスなどで清掃することが有効。ひどい汚損の場合は
エチルアルコールと純水の混合液で拭き取ることもある。
断熱対策
天井材への断熱材充填
特に寒冷地では、キュービクルの天井材に断熱材を充填することで
内部と外部の温度差を小さくし、結露の発生を抑制する。