低圧コンデンサ（LCユニット内蔵型）についての基礎知識まとめ

2025年7月7日

低圧コンデンサ（LCユニット内蔵型）は、主に工場やビルなどの低圧受電設備において
力率改善と高調波対策を同時に行うことを目的とした機器。

LCユニット内蔵型コンデンサとは？

「LCユニット」とは、L（コイル、リアクトル） と C（コンデンサ） を組み合わせた回路のことを指す。
通常の進相コンデンサは、交流回路の力率を改善するために使用されるが
近年、インバータなどの電子機器の普及により、電力系統に高調波電流が発生し
さまざまな悪影響を及ぼすようになった。

一言説明

LCユニット内蔵型コンデンサは、この高調波対策として
進相コンデンサに直列リアクトルを組み込んだ製品。

内部設備役割

コンデンサ (C)
力率を改善し、無効電力を抑制する。
直列リアクトル (L)
コンデンサと直列に接続することで、系統に発生する高調波電流を抑制する役割を果たす。
特に、第5次、第7次などの特定の高調波成分を吸収・抑制する効果があり
コンデンサ投入時に発生する突入電流の抑制にも寄与する。

LCユニット内蔵型コンデンサの仕組みと役割

LCユニット内蔵型コンデンサの主要な役割は以下の通り。

力率改善

誘導性負荷（モーターなど）が原因で遅れている電流の位相を進ませ
電圧との位相差を小さくすることで力率を改善する。
これにより、以下の効果が得られる。

電気料金の割引: 電力会社によっては、力率が一定以上改善されると基本料金が割引される制度がある。
電力損失の低減: 変圧器や配電線に流れる電流が減少し、抵抗損失（ジュール熱）が低減される。
電力設備に余裕: 変圧器や配電機器の負担が軽減され、将来的な負荷増設にも対応しやすくなる。
電圧安定化: 構内での電圧降下や電圧変動が少なくなり、機器の安定稼働や製品品質の向上に寄与する。

高調波対策

インバータやLED照明、UPS（無停電電源装置）などの電子機器は、非線形負荷と呼ばれ
高調波電流を発生させる。この高調波は、以下のような問題を引き起こす可能性がある。

コンデンサの過負荷・焼損
コンデンサは高周波になるほどインピーダンスが低くなる。
そのため、高調波電流が流れると過大な電流が流れ、コンデンサが過熱・焼損するリスクが高まる。

変圧器の過熱・焼損
高調波電流は、変圧器の鉄心や巻線で損失を増加させ、過熱を引き起こす。

ケーブルの過熱
高調波電流は、ケーブルの表皮効果により実効抵抗を増加させ、過熱を招く。

保護継電器の誤動作
高調波成分が原因で、過電流継電器などが誤動作することがある。

機器の誤動作・故障
精密機器や制御機器が誤動作したり、寿命が短くなったりすることがある。

電力会社の設備への影響
上流の電力系統にも影響を与え、電力品質を低下させる。

まとめ

LCユニット内蔵型コンデンサは、この高調波電流を吸収・抑制することで、これらの問題を未然に防ぐ。
特に、高圧側にコンデンサを設置するよりも、負荷に近い低圧側に設置することで
構内で発生する高調波を効率的に吸収できる利点がある。

LCユニット内蔵型コンデンサの特徴と利点

省スペース・省施工
コンデンサと直列リアクトルが一体型になっているため、個別に設置するよりも設置スペースを節約でき
配線工事も簡素化される。

安全性
多くの場合、コンデンサ内部に自己遮断機構や温度センサーなどが内蔵されており
異常時には回路を自動的に開放するなど、高い安全性が確保されている。

高効率・低損失
力率改善効果は、進相コンデンサの設置位置よりも上位（電源側）の部分にあたるため
低圧側に設置することで力率改善される範囲が長くなり、変圧器や低圧側配電線路の損失低減効果がある。

メンテナンス性
一括対策のため、メンテナンスが比較的容易。
電気品質の向上
力率改善と高調波対策により、電力系統全体の品質が向上し
設備の安定稼働に寄与する。

LCユニット内蔵型コンデンサ設置上の注意点

LCユニット内蔵型コンデンサを設置する際には、いくつかの注意点があります。

容量選定
負荷の種類や高調波の発生状況に合わせて
適切なコンデンサ容量とリアクトルの定数を選定する必要がある。
過剰な容量は、逆に系統電圧の上昇や高調波共振を引き起こす可能性がある。
設置環境
高温多湿な場所や水気のある場所は避け、内線規程に従って設置することが重要となる。
ブレーカー管理
機器を使用しない時でもブレーカーがONになっていると
コンデンサに電圧がかかり続けるため、発熱・発火のリスクがある。
使用しない機器のブレーカーはOFFにするなど、適切な管理が必要。
経年劣化
コンデンサは消耗品であり、長期間使用すると劣化していく。
定期的な点検と、必要に応じた交換が重要となる。
特にPCB（ポリ塩化ビフェニル）を使用している古いコンデンサは、廃棄や交換に際して特別な処理が必要。