さまざまな種類の電気ケーブルのガイド

この記事では、電気ケーブルの種類を簡単に紹介し、それぞれの特徴と用途について説明します。これにより、必要に応じて適切な電気ケーブルを選択できるようになります。主な種類は、低電圧ケーブル、中電圧ケーブル、高電圧ケーブルの3つです。しかし、電気ケーブルにはこれら3つ以外にも多くの種類があります。

電源ケーブル

電力ケーブルは電力を伝送するために特別に設計されています。電圧定格、構造、および用途に基づいて分類されます。これらの分類を理解することは、安全かつ効率的な電力供給を確保するための基本となります。

低電圧電力ケーブル

低電圧電力ケーブルは、電圧レベルが比較的低く、通常は最大1000V ACの用途向けに設計されています。住宅や小規模商業施設の電気システムにおいて、主力製品として活躍しています。

• 一般的なタイプ単芯線、多芯ケーブル（シースケーブル）、フラットケーブル、フレキシブルコードなどが一般的な例です。単芯線は、その名の通り、絶縁体で覆われた1本の導体で構成されています。多芯ケーブル（シースケーブルとも呼ばれます）は、2本以上の絶縁導体を外側の保護シースで束ねたものです。フラットケーブルは、導体が互いに平行に配置された平らな形状で、家電製品の配線など、特定の用途によく使用されます。フレキシブルコードは、携帯機器の電源コードなど、可動性と柔軟性が求められる用途向けに設計されています。
• 断熱材低電圧電力ケーブルに一般的に使用される絶縁材には、ポリ塩化ビニル（PVC）と架橋ポリエチレン（XLPE）があります。PVCはコスト効率が高く、用途が広く、優れた電気絶縁性と柔軟性を備えた熱可塑性ポリマーです。XLPEは熱硬化性ポリマーで、PVCと比較して優れた耐熱性と電気特性を備え、動作温度が高く、耐摩耗性や耐薬品性に優れています。
• アプリケーション低電圧電力ケーブルは日常生活のいたるところに存在し、冷蔵庫、洗濯機、テレビなどの家電製品に電力を供給しています。また、家庭、オフィス、商業ビルの照明回路にも広く使用されています。さらに、様々な小型電気機器や装置にも電力を供給しています。
• 特徴これらのケーブルは、一般的に構造がシンプルで比較的低コストであることが特徴で、多くの用途において経済的な選択肢となります。また、設置や取り扱いも比較的容易です。

中電圧電力ケーブル

中電圧電力ケーブルは、通常1kVから35kVの範囲の電圧レベルで動作します。これらのケーブルは、変電所から産業施設や都市の配電網への電力供給に不可欠です。

• 電圧範囲: 通常は 1kV ～ 35kV の範囲です。
• 構造上の特徴これらのケーブルは低電圧ケーブルよりも複雑な構造をしており、導体シールド、絶縁層、絶縁シールド、金属シールド（銅テープまたは銅線）、および外部シースから構成されることが多い。導体シールドは導体周囲に均一な電界を確保し、絶縁シールドは絶縁体の外表面に対して同様の機能を果たす。金属シールドは故障電流の経路を提供し、電界を封じ込める役割を果たす。
• アプリケーション中電圧ケーブルは、都市部の配電網において、変圧器に電力を供給するために広く使用されています。変圧器は、地域で使用するために電圧を降圧します。また、産業施設では、大型の機械や装置に電力を供給するために不可欠です。
• 特徴これらのケーブルは、低電圧ケーブルに比べて高い絶縁性能と機械的強度を備えており、中電圧アプリケーションに関連する高い電気的ストレスと環境条件に耐えます。

高電圧電力ケーブル

高圧電力ケーブルは、通常35kV以上230kV以下の電圧レベルで電力を送電するために設計されています。これらのケーブルは、長距離送電や主要変電所間の接続において重要な役割を果たします。

• 電圧範囲: 通常は 35kV 以上 230kV 以下。
• 構造上の特徴高電圧ケーブルは、中電圧ケーブルに比べてさらに高度な絶縁・遮蔽構造を備えています。これには、多層絶縁材、強力な電界を制御するための高度な遮蔽設計、環境保護のための堅牢な外装などが含まれます。
• アプリケーションこれらのケーブルは主に、発電所と主要な負荷センターを結び、長距離にわたって大量の電力を効率的に送電するために使用されます。また、大規模変電所の重要な機器としても使用されます。
• 特徴高圧ケーブルは、極めて高い絶縁性能と、非常に高い電圧を流すため厳しい安全要件を特徴としています。その信頼性と長寿命を確保するために、高度な材料と製造技術が採用されています。

超高電圧電力ケーブル

超高電圧（EHV）電力ケーブルは、通常230kVを超える最高電圧レベルで動作します。これは最先端の送電技術であり、国家レベルの電力網にとって極めて重要です。

• 電圧範囲: 通常は 230kV 以上です。
• 技術的な課題と革新超高圧ケーブルの開発と導入には、極めて高い電気的ストレスへの対応、長距離伝送における電力損失の最小化、システムの信頼性と安全性の確保など、大きな技術的課題が伴います。この分野では、材料科学、ケーブル設計、敷設技術の革新が継続的に行われています。
• アプリケーションEHVケーブルは主に国家レベルの基幹電力網に使用され、広大な地域にわたる電力の大量送電を容易にします。主要な発電施設を遠隔地の負荷センターに接続することで、国家の電力インフラの安定性と効率性を高めます。
• 特徴これらのケーブルは最先端の電気ケーブル技術を採用しており、最先端の材料と設計を取り入れて極端な電圧レベルに対応し、伝送中のエネルギー損失を最小限に抑えます。

特殊用途ケーブル

高温ケーブル

高温ケーブルは、高温でも安全に動作するように特殊な絶縁材を使用して作られており、劣化することなく極度の熱に耐えられるように設計されています。

特徴と用途: オーブン、炉、工業用加熱装置、その他の高温環境で使用されます。

難燃性ケーブル

難燃性ケーブルは、火災の延焼を防ぐように設計されています。燃えても炎が広がらないため、火災発生時の安全性が向上します。

• 機能と安全性の重要性: 建物や密閉空間での火災の拡大を防ぐために重要です。
• 共通規格と分類: IEC 60332, UL 1581年など
• アプリケーション: 建物、公共エリア、交通システム。

防水ケーブル

防水ケーブルは、水の浸入を防ぐよう特別に設計されており、湿潤環境や水没環境でも信頼性の高い性能を発揮します。その保護レベルは、通常、IP等級で示されます。

• 機能と保護レベル: 高い耐水性と耐湿性（例：IP67、IP68）。
• アプリケーション: 屋外設置、水中機器、海洋用途。

フレキシブル/ドラッグチェーンケーブル

フレキシブル ケーブルまたはドラッグ チェーン ケーブルは、動的な用途での継続的な曲げや屈曲に耐えるように設計されており、一定の動きの下でも長寿命を実現する特殊な構造を特徴としています。

• 特徴と曲げ性能: 柔軟性が高く、耐摩耗性に優れています。
• アプリケーション: ロボット工学、自動化機械、コンベアシステム。

電気ケーブルの構成要素

電気ケーブルの個々の構成要素を理解することは、その全体的な機能を理解し、特定の用途に適したケーブルを選択する上で非常に重要です。各層は、電気や信号の安全かつ効率的な伝送を確保する上で重要な役割を果たします。

導体

導体は電気ケーブルの心臓部であり、電流や信号の流れの経路として機能します。

• 関数: 電流または信号を伝送すること。伝送効率は導体の材質とサイズ（断面積）に依存します。断面積が大きいほど抵抗が小さくなり、一定の距離における電力損失が少なくなります。
• 一般的な材料導体に最も一般的に使用される材料は銅とアルミニウムです。銅は導電性が高く、延性（容易に線状に引き伸ばせる）があり、耐腐食性も高いため、コストは高いものの、多くの用途で好まれています。アルミニウムは銅よりも軽量で安価ですが、導電性が低いため、同じ量の電流を流すにはより大きな断面積が必要になります。アルミニウムは、重量が重要な要素となる架空送電線でよく使用されます。

絶縁

絶縁層は導体を取り囲んでおり、漏電や短絡を防ぎ、電気システムの安全を確保し、意図しない電流経路を防ぐために重要です。

• 関数導体からの漏電を防ぎ、隣接する導体間または導体と地面間の短絡を回避すること。絶縁体は、導体に印加される電圧に耐え、破壊されることなく機能を果たす必要があります。
• 一般的な材料絶縁材には様々な高分子材料が使用されており、それぞれが用途に適した特性を持っています。PVC（ポリ塩化ビニル）は、優れた柔軟性と電気絶縁性を備え、一般的で費用対効果の高い選択肢です。XLPE（架橋ポリエチレン）は、優れた耐熱性と電気特性を備え、高い動作温度、優れた耐薬品性、耐摩耗性を備えています。ネオプレンやシリコンなどのゴムは、優れた柔軟性と、極端な温度や過酷な環境への耐性を備えています。その他の特殊な絶縁材は、特定の高性能用途に使用されます。

フィラー（オプション）

フィラーは、多芯ケーブルにおいて絶縁導体間の隙間を埋めるために使用される非導電性材料です。オプションではありますが、いくつかの重要な機能を果たします。

• 関数: 絶縁導体間の隙間を埋め、ケーブルをよりコンパクトで丸みのある形状にします。これにより、ケーブルの形状が維持され、内部コアの機械的安定性が向上し、曲げやねじれによる導体のずれや損傷を防ぎます。
• 一般的な材料一般的な充填材には、様々な繊維（ジュートや綿など）、プラスチック化合物、押出成形されたポリマー材料などがあります。充填材の選択は、ケーブルの用途と、求められる機械的特性および熱的特性に応じて異なります。

インナーシース（オプション）

内部シースは、絶縁導体と充填材の上に施される追加の保護層です。必ずしも存在するわけではありませんが、特定のケーブル設計において大きな利点をもたらします。

• 関数: 個々の導体の絶縁体をさらに保護する層です。機械的強度が向上し、敷設時および使用時の摩耗や物理的損傷から絶縁体を保護します。さらに、一部の内部シースは耐湿性や耐薬品性が向上しており、ケーブル内部の部品をさらに保護します。
• 一般的な材料内シースの一般的な材料には、PVC（ポリ塩化ビニル）とPE（ポリエチレン）があります。これらの材料は、柔軟性、機械的強度、環境要因への耐性のバランスに優れています。

シールド（オプション）

シールド層は、絶縁導体または内部シースを囲む導電層です。その主な目的は、高感度電子機器の性能やケーブルを介して伝送される信号に悪影響を与える可能性のある電磁干渉（EMI）と無線周波数干渉（RFI）を最小限に抑えることです。

• 関数: 不要な信号を遮断して接地する導電性バリアを設けることで、電磁干渉（EMI）と無線周波数干渉（RFI）を低減します。これにより、ケーブルを介して伝送される電力やデータの整合性が確保され、ケーブルが近くの電子機器に干渉するのを防ぎます。
• 一般的なタイプシールドには、銅テープシールド、アルミ箔シールド、銅線またはアルミ線で作られた編組シールドなど、いくつかの種類があります。シールドの種類は、想定される干渉の周波数と強度、そしてケーブルの柔軟性要件に応じて選択されます。編組シールドは優れた柔軟性と耐久性を備え、アルミ箔シールドは優れたカバー範囲と高周波干渉対策を提供します。

鎧（オプション）

装甲層は、機械的ストレスや物理的損傷を受ける可能性のあるケーブルに施される堅牢な保護層です。衝撃、圧縮力、摩耗に対する優れた保護を提供します。

• 関数ケーブルに機械的な保護層を追加し、衝撃、圧縮、摩耗などの外部からの物理的損傷から内部部品を保護します。ケーブルが過酷な環境や偶発的な損傷にさらされる可能性のある環境では、装甲ケーブルが不可欠です。
• 一般的なタイプ一般的な装甲の種類には、スチールテープ装甲（STA）とスチールワイヤー装甲（SWA）があります。STAは、ケーブルの内層に1層または2層のスチールテープを螺旋状に巻き付けたもので、優れた機械的保護を提供します。SWAは、亜鉛メッキ鋼線の層で構成されており、より高い引張強度と圧縮力に対する保護を提供します。STAとSWAのどちらを選択するかは、ケーブルが耐えることが期待される具体的な機械的応力によって異なります。

外鞘

外皮はケーブルの最外層であり、環境要因、摩耗、その他の外部影響から内部コンポーネント全体を保護します。ケーブルにとっての第一の防御線です。

• 関数: ケーブル内部の部品を湿気、化学物質、紫外線、摩耗などの環境要因から保護します。また、ある程度の機械的保護を提供し、ケーブルの寿命全体にわたってその完全性を維持するのに役立ちます。
• 一般的な材料外装シースの一般的な素材には、PVC（ポリ塩化ビニル）、PE（ポリエチレン）、PUR（ポリウレタン）などがあります。PVCは汎用性が高く、コスト効率に優れた素材で、耐摩耗性、耐湿性、耐薬品性に優れています。PEは耐湿性と耐候性に優れています。PURは優れた耐摩耗性、柔軟性、耐油性、耐薬品性を備えており、要求の厳しい産業用途に適しています。外装シースの素材は、ケーブルがさらされる環境条件と必要な保護レベルに応じて選定されます。

電気ケーブルを選ぶ際に考慮すべき要素

• 電気的パラメータ
  • 定格電圧: ケーブルが安全に処理できるように設計された最大電圧。
  • 電流容量: ケーブルが温度定格を超えずに連続的に流すことができる最大電流。
  • インピーダンス: 交流電流の流れに対する抵抗。信号伝送ケーブルにとって重要です。
• 環境条件
  • 動作温度: ケーブルが動作中にさらされる温度の範囲。
  • 湿度: 環境内の水分レベル。
  • 化学腐食: 腐食性物質にさらされる可能性がある。
  • 機械的ストレス: 摩耗、圧縮、曲げ、または張力が発生する可能性があります。
  • 難燃性、防水性、紫外線耐性の必要性： 特定の環境要件。
• 安全基準と規制
  • 地域および国際安全基準への準拠: 関連する安全規制（IEC、UL、CSA など）への準拠を確保します。
  • ケーブル認証マーク: 標準への準拠を示す認証マークを探してください。
• 設置とメンテナンス
  • 曲げ半径要件: ケーブルを損傷することなく曲げることができる最小半径。
  • 接続方法: 終端方法およびコネクタとの互換性。
  • 将来のメンテナンスの容易さ: 検査や修理の可能性のためのアクセシビリティ。
• 費用対効果
  • 初期購入費用: ケーブル自体の価格。
  • 設置費用: 設置に必要な労力と資材。
  • 長期運用コスト: 潜在的なエネルギー損失と交換コスト。

結論

この記事では、様々な種類の電気ケーブルとその用途について解説しました。ケーブルを選択する際には、電圧や環境条件などの具体的な要件に基づいて適切な種類を選択する必要があります。また、設置コストやメンテナンスコストといった要素も考慮することが重要です。最終的には効率向上、経費削減、安全性向上につながります。

LXケーブル：製品とサービス

LXケーブル は1990年代に設立されたケーブル専門メーカーです。当社は、製造と販売を専門としています。 電源ケーブル, 架空ケーブル, 電線、太陽光発電ケーブル、および 光ファイバーケーブルOEMサービスも提供しており、 ソリューション さまざまな電気プロジェクトにおいて、調達を最適化し、プロジェクトの効率を高めます。

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