電気設備 - 受変電関連 最終更新日: 2026.04.20

UPS（無停電電源装置）とは？
瞬断を許さないサーバー等を守る無停電電源装置（UPS）

【超解説】とても簡単に言うと何か？

停電が起きた瞬間、内蔵の蓄電池から電気を出して
コンピューターやサーバーを守る「電源のボディーガード」です。
人間には気づかないほど短い停電（瞬停）でも、パソコンは壊れてしまうため、
0秒で切り替わるバックアップ電源として欠かせません。

1. 基本概要

そもそも何か

UPS（Uninterruptible Power Supply）は、日本語で「無停電電源装置」
と呼ばれます。商用電源が停電や瞬時電圧低下を起こした際に、
内蔵または外付けの蓄電池から即座に電力を供給し、
接続された機器を無瞬断で運転継続させる電源設備です。

サーバー室やデータセンター、病院の医療機器、
工場の生産設備など「一瞬たりとも電気が途切れてはならない」機器の上流側に設置されます。

なぜ必要なのか

コンピューターやサーバーは、たった数ミリ秒（1/1000秒）の
停電でもデータの消失やOS破損を引き起こすことがあります。非常用発電機は停電から起動まで
10〜40秒程度かかるため、その空白時間を埋めるのがUPSの役割です。

また、雷サージや電圧変動からも機器を保護する機能を持ち、
電源品質を安定させるコンディショナーとしても機能します。
非常用発電機と組み合わせることで、長時間の停電にも
無瞬断で対応できる信頼性の高いシステムを構築できます。

2. 構造や原理

UPSの基本構成

UPSは主に以下の4つの要素で構成されています。

  • 整流器（コンバーター）:
    商用電源のAC（交流）をDC（直流）に変換して蓄電池を充電し、
    同時にインバーターへDC電力を供給します。
  • 蓄電池:
    エネルギーを蓄えるバッテリー。鉛蓄電池が主流ですが、
    近年はリチウムイオン電池の採用も増えています。
    一般的な保持時間（バックアップ時間）は5〜15分程度です。
  • インバーター:
    蓄電池からのDC電力を高品質なAC電力に変換し、
    負荷機器に供給します。サイン波（正弦波）出力が基本です。
  • バイパス回路:
    UPS本体のメンテナンスや故障時に、
    商用電源から負荷に直接給電するための迂回回路です。

給電方式の種類

UPSにはの主な給電方式として以下の3種類があります。

  • 常時インバーター給電方式（オンライン方式）:
    常に整流器→インバーターを通して給電する最高品質の方式。
    停電時も切替え時間ゼロで蓄電池給電に移行します。
    データセンターや大規模サーバー室に採用されます。
  • ラインインタラクティブ方式:
    通常は商用電源を直接供給し、電圧変動時はトランスで補正、
    停電時にインバーターに切り替える方式です。
    切替え時間は数ミリ秒で、中規模のサーバーに適しています。
  • 常時商用給電方式（オフライン方式）:
    通常は商用電源をそのまま通過させ、停電時のみ
    蓄電池→インバーターに切り替える最もシンプルな方式。
    切替え時間が10ms程度あり、デスクトップPC等に使われます。

3. 素材・形状・規格

外観形状と素材

容量によって形態が大きく異なります。

  • タワー型（0.5〜3kVA級）:
    デスクの横やサーバーラックの脇に置く据置型。
    PC1台やNAS程度を保護する小型タイプです。
  • ラックマウント型（1〜10kVA級）:
    19インチサーバーラックに収納する薄型。
    サーバー室で最も多く見られるタイプです。
  • 自立型（10〜500kVA級）:
    電気室に設置する大型キャビネット。
    ビル全体のサーバー室や工場のクリーンルーム等に使われます。

種類や関連規格

JIS C 4411-3「無停電電源装置（UPS）」に性能・試験方法が規定されています。
IEC 62040シリーズが国際規格で、JISはこれに準拠しています。
容量はVA（ボルトアンペア）またはkW（キロワット）で表記されます。
力率0.9〜1.0の場合、概算として10kVA≒8〜10kWとなります。

4. 主に使用されている場所

使用される施設

  • データセンター・サーバー室
  • 病院（ICU、手術室、医療情報システム）
  • 金融機関（銀行ATM、証券取引システム）
  • 通信基地局・放送局
  • 工場の生産管理システム・クリーンルーム
  • 官公庁・防災拠点の情報通信設備
  • 一般オフィスのサーバー・NAS

具体的な設置位置

小型のUPSはサーバーラック内またはデスク横に設置されます。
中〜大型のUPSは電気室やサーバー室の専用エリアに設置し、分電盤の負荷側に接続されます。
大規模施設ではキュービクル式高圧受変電設備の
二次側（低圧側）にUPS盤が設置されるケースが一般的です。

5. メリット・デメリット

メリット（長所）

  • 無瞬断給電:
    常時インバーター方式なら0秒、他の方式でも数ms以内で
    蓄電池給電に切り替わり、接続機器を保護します。
  • 電源品質の安定化:
    電圧変動・周波数変動・ノイズを除去し、
    高品質な正弦波電源を負荷に供給します。
  • 発電機との連携:
    発電機が起動するまでの空白時間をカバーし、
    長時間停電にも無瞬断で対応する冗長システムを構築できます。
  • サージ保護:
    雷サージなどの過渡的な過電圧から
    接続機器を保護する効果もあります。

デメリット（短所・弱点）

  • 蓄電池の寿命と交換コスト:
    鉛蓄電池の寿命は3〜5年のため定期的な交換が必要で、
    大型UPSの場合は数十万〜数百万円の費用がかかります。
  • 発熱と設置スペース:
    蓄電池は温度管理が必要で、空調設備のある専用室が
    必要になる場合があります。設置面積もかかります。
  • バックアップ時間は有限:
    UPS単体でのバックアップ時間は一般的に5〜15分程度。
    長時間の停電には発電機との組み合わせが必須です。
  • 変換効率によるエネルギー損失:
    常時インバーター方式では電力変換ロスが3〜10%程度発生し、
    大容量になるほどランニングコストが増加します。

6. コスト・価格の目安

導入や更新にかかる費用

おおよその相場（機器本体）

  • 小型タワー型（0.5〜1.5kVA）:
    約3〜15万円
  • ラックマウント型（3〜10kVA）:
    約30〜150万円
  • 大型自立型（50〜200kVA）:
    約500〜3,000万円
  • 蓄電池交換費用（大型）:
    1回あたり約50〜300万円（3〜5年ごと）

7. 更新周期と注意点・絶対にやってはいけない悪い使用方法

更新周期（推奨交換時期）

UPS本体の推奨更新周期は10〜15年です。蓄電池は鉛蓄電池で3〜5年、
リチウムイオン電池で8〜10年が交換目安です。
インバーター等の電子部品の経年劣化やファンの摩耗もあるため、
本体は蓄電池の2〜3回目の交換時期に合わせて更新を検討してください。

絶対にやってはいけない悪い使用方法

【NG事例】蓄電池の交換を何年も放置する

「まだ動いているから」と、推奨寿命を大幅に超えた蓄電池を
使い続けること。蓄電池は劣化すると停電時のバックアップ能力が
ゼロに近くなり、UPSを設置している意味がなくなります。
【NG事例】定格容量を超える負荷を接続する

「コンセントが空いているから」と電気ケトルやヒーターなど
大電力の機器をUPSに接続すること。UPSが過負荷で停止し、
保護すべきサーバーもろとも電源が切れます。

悪い使用方法をするとどうなるか（末路）

蓄電池を交換しないまま使用すると、いざ停電が起きた際に
バックアップ時間が数秒しかなく、サーバーが即座にシャットダウンします。
RAID構成のストレージでもデータ破損が発生し、
復旧に数日〜数週間を要する深刻なシステム障害に至ります。

最悪の場合、劣化した鉛蓄電池は内部短絡により膨張・液漏れを起こし、
火災の原因になることもあります。蓄電池からは充電時に水素ガスが発生するため、
換気不足の環境では重大な安全上のリスクとなります。

8. 関連機器・材料の紹介

UPSと密接に連携する関連機器を紹介します。

9. 多角的なQ&A（20連発）

一般人（施設利用者・住人）目線

UPSと家庭用のポータブル電源は何が違いますか？

UPSは停電を「検知して0秒で切り替わる」のが特徴です。
ポータブル電源は手動で切り替えるため、パソコンは停電の瞬間に落ちてしまいます。

自宅のパソコンにもUPSは必要ですか？

重要なデータを扱う場合や、停電の多い地域では小型UPS
（0.5kVA、約1〜3万円）の導入を推奨します。
特にNASやデスクトップPCの保護に効果的です。

UPSのバッテリーが切れたらどうなりますか？

バックアップ時間を超えるとUPSからの給電が停止し、
接続機器の電源が切れます。多くのUPSはバッテリー残量低下時に
警告音を鳴らし、PCを安全にシャットダウンする機能があります。

UPSから「ピーピー」と音が鳴り続けるのはなぜですか？

蓄電池の劣化警告、過負荷警告、または商用電源異常の
いずれかを示すアラームです。取扱説明書でアラームの
種類を確認し、早めに対処してください。

UPSに電子レンジやドライヤーをつないでも大丈夫ですか？

絶対にやめてください。電子レンジやドライヤーは消費電力が
非常に大きく、小型UPSの定格を簡単に超えます。
UPSが過負荷で停止し、保護すべき機器まで落ちます。

職人（施工者・電気工事業者）目線

UPSの入力側と出力側のブレーカー選定は？

入力側はUPSの定格入力電流の1.25倍以上のMCCBを選定します。
出力側はUPSにMCCBが内蔵されている場合が多いため、メーカー仕様図で確認してください。

UPSの接地工事で注意すべき点は？

D種接地が基本ですが、ノイズ対策として専用の接地極を設ける場合があります。
一般接地と混用すると接地電位が不安定になるため、メーカー指示に従ってください。

蓄電池室の換気はどうすべきですか？

鉛蓄電池は充電中に微量の水素ガスを発生するため、
火花や裸火を避け、換気設備を設けることが必要です。
蓄電池室の換気量は消防法の基準に従ってください。

UPSの搬入で注意すべきことは？

大型UPSは蓄電池を含めると数百kg〜数トンになります。
床荷重の確認、搬入経路（エレベーター寸法・廊下幅）の
事前確認、搬入用の仮設養生が必須です。

UPSの試運転時のチェック項目は？

入出力電圧・周波数の測定、蓄電池試験（模擬停電でのバックアップ
時間確認）、バイパス切替試験、アラーム動作試験が基本です。
負荷を接続した状態での動作確認が重要です。

施工管理者目線

UPSの容量選定の考え方を教えてください。

接続する全負荷の合計消費電力にデマンドファクター（需要率）を
乗じ、さらに将来の増設分として20〜30%の余裕を持たせます。
力率や効率も考慮してVA容量を算出してください。

冗長構成（N+1、2N）とは何ですか？

N+1は必要台数Nに予備1台を追加する構成、
2Nは全体を二重化して一方が全停止しても給電継続する構成です。
データセンターではTier（ティア）に応じて冗長度が定められます。

リチウムイオン電池と鉛蓄電池、どちらを選ぶべき？

リチウムイオンは寿命が長く（8〜10年）設置面積も小さいですが、
初期コストが鉛の2〜3倍です。ライフサイクルコスト（LCC）で
比較すると、大型UPSではリチウムが有利な場合が増えています。

UPS室の空調設計で注意すべき点は？

蓄電池の推奨使用温度は20〜25℃です。温度が10℃上がると
寿命が約半分になるため（アレニウスの法則）、
専用の空調設備を設置し、温度管理を徹底してください。

バイパス運転中はUPSの保護機能がなくなりますか？

はい。バイパス運転中は商用電源が直接負荷に供給されるため、
停電・瞬停・サージに対する保護が効きません。
バイパスはメンテナンス時のみ短時間の使用に限定してください。

設備管理者（オーナー・保守担当・維持管理）目線

UPSの定期点検では何を確認しますか？

蓄電池の内部抵抗測定、端子電圧測定、外観点検（膨張・液漏れ）、
冷却ファンの動作確認、アラーム履歴の確認が基本です。
年1回以上の蓄電池放電試験も推奨されます。

蓄電池の「劣化」はどう見分けますか？

内部抵抗値の上昇が最も信頼性の高い指標です。
新品時の値に対して1.5倍以上になったら交換推奨です。
外観上は電池の膨張・変形・液漏れも劣化のサインです。

蓄電池の廃棄はどうすればよいですか？

鉛蓄電池は産業廃棄物（特別管理）に該当します。
許可を持つ産廃業者に委託し、マニフェスト（管理表）を
発行・保管してください。鉛のリサイクル率は非常に高いです。

UPSの更新時に停止時間は発生しますか？

バイパス回路を利用してUPS本体を切り離せるため、
バイパス給電中に旧UPSの撤去→新UPSの据付→切替えを行います。
ただしバイパス中は無保護状態であることに注意してください。

遠隔監視でUPSの状態を把握できますか？

SNMP通信カードやクラウド監視サービスに対応したUPSなら、
蓄電池残量・負荷率・異常アラームを遠隔で確認できます。
ビル管理システム（BAS）との連携も可能です。