キュービクルの熱対策の必要性・ポイントまとめ

電気機器や制御装置といった機械設備は、高温による影響を受けて寿命が短くなったり不具合が発生しやすくなったりします。加えてキュービクルは屋外の炎天下に設置されて50℃以上の高温状態になることもあり、キュービクルの寿命を延ばして安定的な稼働を維持するためには適切な熱対策を実施しなければなりません。

電気機器と熱の関係性や故障率、寿命といった問題は「アレニウスの法則」や「10℃2倍則」などによって考えることができます。

アレニウスの法則は熱と電気機器の寿命の関係性を証明する法則です。具体的には、周囲の環境温度が10℃上昇するごとに故障率も加速度的な上昇を伴うという法則であり、例えば使用環境温度が40℃の時の故障率を「1」とした場合、温度が20℃上昇（使用環境温度60℃）の時点で故障率は「10倍以上」になります。

キュービクルの内部は機器の発熱や外気温・周辺温度の影響を受けて50℃以上に達することも少なくないため、適切な熱対策や温度管理をしなければ故障率も増大します。

制御機器や通信機器の寿命と温度の関係性を示す法則が「10℃2倍則」です。これは、使用環境温度が10℃低下するごとに電気機器の寿命が「2倍」に延びるというものであり、言い換えれば使用環境温度が10℃上昇すれば寿命は半減してしまいます。

そのため、例えば使用環境温度40℃で「4万時間」の寿命を持つ機器あるとして、使用環境温度が60℃にまで上昇すると、変化率は2の2乗倍となり寿命は4分の1の「1万時間」となるでしょう。

キュービクルの温度管理や熱対策の方法としては様々なものが考えられ、使用環境や稼働条件などを含めて総合的に検討しなければなりません。

キュービクル内部の温度上昇を引き起こす要因の1つが、キュービクルの周辺温度が高温状態になっていることであり、例えば屋外の炎天下にキュービクルが設置されていたり、キュービクルの周囲に高温を発する電気機器や機械設備が併設されていたりする場合、キュービクルの温度管理も困難になります。

そのため、キュービクルはまず涼しい場所や炎天下を避けられる場所に設置することが前提です。なお、太陽光は窓ガラスやサイディングなどで反射されるため、直射日光が当たらずとも反射光が当たるような場所も避けましょう。

どうしても直射日光を避けられないような屋外にキュービクルを設置する場合、日除けの庇などを設置することも熱対策の1つです。また、地面からの熱の伝導を回避するため、コンクリートなどの基礎を設けて地熱を遮熱するといった対策もあります。

熱対策にはキュービクルそのものの断熱性を高めることも有効です。

断熱対策としては、例えば断熱効果を発揮できる塗料（断熱塗料）を使用するといった方法もあり、断熱材料メーカーや塗料メーカーなどから様々な断熱塗料が販売されています。

また、その他にも盤内の受光面へ断熱材を追加したり、地面からの太陽光の照り返しを受けやすい部分に断熱塗料を塗布して、間接的な熱影響を回避したりといった方法もあるでしょう。

空気は熱されると冷めにくく、キュービクルの内部に高温の空気が蓄積すると温度上昇が進みます。そのため、キュービクル内部の温まった空気を排出して、涼しい空気を取り込むための通気口や排気口を設けることも効果的です。また送風ファンを追加すればさらに効果を高められます。

キュービクルの盤内を冷却する装置として「制御盤クーラー」といった設備を導入することも有効です。

制御盤クーラーについてはキュービクルの規模や仕様に応じて適切な製品が異なるため、専門家やメーカーへ相談して検討しましょう。