バイヤーが層で考えるべき理由
データシートはケーブルを積み重ねとして示します。導体、絶縁体、心組み、場合によってはスクリーンやアーマー、そして外シースです。工場も同じ方法で価格を算定します。各層は独立した材料であり、多くの場合、別々の機械を通る別々の工程だからです。見積もりが安く見えるとき、その節約はほぼ必ずどこか一つの層に隠れています。導線の本数が少ない・細い導体、公差の下限ぎりぎりの絶縁壁、目減りしたフィラー、規格が求めるより薄いシースなどです。
0.6/1 kV電力ケーブルの共通の参照規格であるIEC 60502-1は、取り得る層を順に列挙しています。導体、絶縁体、フィラーと内側の覆い、スクリーンやアーマーなどの金属層、そして外シースです。すべての設計がすべての層を持つわけではありません。ビル配線用電線は2層、中圧のアーマー付きケーブルは9〜10層を持つこともあります。以下では中心から外へと順に見ていきます。
導体と絶縁体
導体は電流を運ぶ部分で、通常は最大のコスト項目です。上場メーカーの開示資料によれば、銅とアルミで典型的なケーブルのコストの約80%を占めるためです。導体はIEC 60228に基づき、材料、断面積、クラスで指定します。クラス1は単線、クラス2は撚線、クラス5はフレキシブル、クラス6は超フレキシブルです。重要な試験は20℃における最大直流抵抗で、25 mm2銅クラス2導体では0.727 ohm/kmです。この値を満たす導体は、直径がどう見えても十分な金属量を持っています。材料の詳細は導体材料のページにあります。
絶縁体は電圧を保持する押出層です。PVCは導体温度70℃まで、XLPEは連続90℃、短絡時250℃までの定格を持ちます。だからこそ現在の0.6/1 kV電力ケーブルの多くがXLPEを採用しています。パートナー工場カタログの基準モデルである0.6/1 kV Cu/XLPE/PVC 4x25 mm2ケーブルでは、XLPEの壁厚は0.9 mmです。厚さはドラム端から採取したサンプルで測定し、規格の呼び厚さおよび最小厚さと比較します。
中圧ケーブルは薄い半導電スクリーンを2層追加します。1層は絶縁体の内側、もう1層は外側で、電界を滑らかに保つためのものです。基準モデルの8.7/15 kV 3x95 mm2ケーブルでは、この間のXLPE壁厚は4.5 mmで、低圧の5倍にあたります。化合物の比較は絶縁体とシースのページにあります。
心線識別、フィラー、結束テープ
各絶縁心は識別されます。電力ケーブルでは通常色による識別、多心の制御用ケーブルでは印刷数字による識別です。識別は対象市場と一致しなければなりません。IEC方式では茶・黒・灰・青・緑黄で、その他の市場では別の方式です。ケーブル心線色分けの記事で扱っています。
複数の心線を撚り合わせると、隙間をフィラーで埋めてケーブルを円形に保ち、束を結束テープで固定します。基準の低圧ケーブルではPPフィラーと不織布テープです。フィラーは細部に見えますが、ケーブルの真円度を決定します。真円度はグランドのシール性やドラム巻き取りの様子に影響します。
内シース、スクリーン、アーマー
アーマー付きケーブルでは、アーマーの下地が必要です。内シース(ベッディング)は撚り合わせた心線の上の押出層で、基準の0.6/1 kV Cu/XLPE/STA/PVC 4x35 mm2ケーブルでは1.2 mmのPVCです。その上にアーマーが載ります。多心ケーブルには鋼テープ(基準モデルでは0.2 mmのSTA)や鋼線(SWA)、単心交流ケーブルにはアルミ線(AWA)を使います。単心交流で鋼を使うと渦電流で発熱するためです。全体の構造はアーマー付きケーブルのページに示しています。
中圧ケーブルはアーマーの代わりに、あるいはアーマーに加えてメタリックスクリーンを持ちます。基準の中圧ケーブルでは各心に銅テープスクリーンがあり、充電電流と地絡電流を流し、ケーブルに明確な大地電位を与えます。スクリーンとアーマーはアーマーとスクリーンのページで並べて解説しています。
外シースと表示
外シースは、内部のすべてを水、摩耗、日光、取り扱いから守ります。一般的なのはPVCで、煙とハロゲンガスが問題になる場所ではLSZH化合物を、難燃性より耐水性や直埋が重要な場所ではPEを使います。LSZHはIEC 61034とIEC 60754の試験で確認します。基準の低圧ケーブルではPVCシース1.8 mm、中圧では2.8 mmです。シースには印刷表示とメートル表示も施され、これはシース印刷の記事のテーマです。
| 層 | 0.6/1 kV 4x25 mm2 XLPE | 0.6/1 kV 4x35 mm2 STA | 8.7/15 kV 3x95 mm2 |
|---|---|---|---|
| 導体 | 撚線軟銅 | 撚線軟銅 | 緊圧銅 |
| 半導電スクリーン | なし | なし | 導体スクリーンと絶縁スクリーン |
| 絶縁体 | XLPE 0.9 mm | XLPE 0.9 mm | XLPE 4.5 mm |
| フィラーとテープ | PPフィラー、不織布テープ | フィラー、テープ | フィラー、テープ |
| 内シース | なし | PVC 1.2 mm | なし |
| 金属層 | なし | 鋼テープ 0.2 mm | 銅テープスクリーン |
| 外シース | PVC 1.8 mm | PVC 1.8 mm | PVC 2.8 mm |
| 外径 | 約25 mm | 約30 mm | 約61 mm |
| 重量 | 約1,292 kg/km | 約2,067 kg/km | 約5,403 kg/km |
表が示すように、層が増えると重量は急激に上がります。アーマーと内シースで4心ケーブルは1 kmあたり約1.3トンから約2.1トンになります。導体サイズは1段階しか上がっていないのにです。この重量がドラムサイズ、輸送費、取り扱いを決めます。
層を使って見積もりを比較する
同一の説明文でありながら価格差が大きい2つの見積もりがあるときは、1メートルあたりの価格を比べる前に、層ごとに比較してください。
- 導体: 呼びサイズだけでなく、クラスとドラムごとの直流抵抗の記録を求めます。
- 絶縁体: 化合物と呼び厚さを比較します。XLPEを指定したのに安い見積もりがPVCを提示することがあります。
- 心組み: 芯数、フィラー、アーマーの下に内シースが含まれるかを確認します。
- 金属層: アーマーの種類とサイズ、中圧ケーブルではスクリーンの種類と断面積を確認します。
- シース: 材料、呼び厚さ、外径を比較します。データシートより明らかに小さい外径は警告サインです。
当デスクはこの表をすべての仕様書に書き込み、出荷前に例試験の記録と照合します。作成を始めるには、形式記号と数量を見積もりフォームからお送りください。まずケーブル形式記号の読み方を読んでいただいても構いません。