絶縁がすること
絶縁は導体上の電圧を保持し、導体が到達できる最高温度を決めます。この温度が施工条件とともに、そのサイズが運べる電流量を決めるため、絶縁材料は銅と同じくらい重要です。電力ケーブルの2大材料はXLPE(架橋ポリエチレン)とPVCです。XLPEは90 Cで連続運転でき、短絡時の250 Cに耐えます。PVCは70 C定格です。IEC 60227は450/750 VまでのPVC絶縁ケーブルを、IEC 60245はラバー絶縁の同等品をカバーし、IEC 60502-1と-2は0.6/1 kVと中圧電力ケーブルの押出絶縁をカバーします。
厚みは、電圧とサイズごとに規格が決めます。パートナー工場カタログの基準構造が示すように、0.6/1 kV 4x25 mm2銅ケーブルはXLPE 0.9 mm、4x95 mm2アルミケーブルは1.1 mm、8.7/15 kV 3x95 mm2ケーブルは半導電シールド間で4.5 mmです。450/750 V 2.5 mm2建物用電線はPVC 0.8 mmを持ちます。
シースがすること
外側シースは、摩耗、湿気、日光、施工時の損傷から守り、印字を担います。配合材は火災時のケーブルの挙動の大半も決めます。一般用途の標準はPVCです。LSZH(低煙無ハロゲン)は、煙と腐食性ガスが課題になる公共建築物、トンネル、データセンターに指定されます。H1Z2Z2-Kなどの太陽光ケーブルには、架橋無ハロゲン配合を使います。THHN建物用電線は、UL 83のもとでPVC絶縁の上に薄いナイロンジケットを加えます。
| 基準構造 | 絶縁 | シース |
|---|---|---|
| 0.6/1 kV Cu/XLPE/PVC 4x25 mm2 | XLPE 0.9 mm | PVC 1.8 mm |
| 0.6/1 kV Al/XLPE/PVC 4x95 mm2 | XLPE 1.1 mm | PVC 2.1 mm |
| 8.7/15 kV Cu/XLPE/CTS/PVC 3x95 mm2 | XLPE 4.5 mm | PVC 2.8 mm |
| 450/750 V Cu/PVC/PVC 7x1.5 mm2制御 | PVC 0.7 mm | PVC 1.2 mm |
| 300/500 V 3x1.5 mm2フレキシブルコード | PVC 0.7 mm | PVC 0.9 mm |
| H1Z2Z2-K 1x4 mm2太陽光ケーブル | 架橋・無ハロゲン 0.7 mm | 架橋・無ハロゲン 0.8 mm |
LSZH:試験が実際に測るもの
LSZHは業界用語であり、ケーブルが煙を出さないという約束ではありません。1報告書につき3つの試験で証明されます。IEC 61034は煙の濃度を測り、通常の基準は光透過率60%以上です。IEC 60754-1はハロゲン酸ガスを測り、0.5%以下とします。IEC 60754-2は燃焼ガスの酸性度と導電率を測り、pH4.3以上、導電率10 uS/mm以下とします。炎の広がりは別の問題で、防火性能クラスで扱います。同一工場の別のケーブルではなく、その構造について3報告書すべてをご請求ください。詳しくはLSZHシースの解説へ。
中圧の絶縁システム
3.6/6 kV以上では、XLPEは導体シールドと絶縁シールドの間に押出され、いずれも半導電性のため、電界が均一で空気隙間のないものになります。基準の8.7/15 kVケーブルは、絶縁シールドの上に銅テープシールドを加えます。すべての中圧ドラムは電圧試験を受けます。IEC 60502-2はルーチン試験として5分間3.5 U0を定め、さらにIEC 60885-3に基づく部分放電試験、感度は1.73 U0にて10 pC以下です。中圧電力ケーブルをご覧ください。
絶縁の劣化とその試験
絶縁の問題は初日に現れることはまれです。オーストラリアでは、建物用ケーブル約4,000 km、住宅・事業所約4万戸に及ぶ2013〜2014年の回収の原因が、経時劣化要件に不合格だったPVC絶縁でした(ACCC)。導体は問題ではありませんでした。だからこそ、熱老化の報告書がルーチン試験と同じくらい重要です。各ドラムで工場は、押出中の絶縁へのスパーク試験、完成ケーブルの電圧試験を実施し、絶縁厚と全外径を測定します。熱老化、低温屈曲、配合試験は、サンプル・型式試験の報告書にあります。
価格、重量、納期を動かすもの
- XLPEかPVC絶縁か:XLPEは架橋工程を要し、電力ケーブルの標準です。PVCは建物用電線と制御ケーブルに向きます。
- LSZHシース:1メートルあたりの配合コストが高く、製造できる工場が少なく、納期に影響することがあります。
- UV・耐油グレード:適切な配合と報告書が必要です。生産後ではなく生産前にご依頼ください。
- 厚み:規格より薄くすれば材料は節約できますが、寸法確認に不合格となります。デスクは検品時に実測します。
