電気ケーブル

電気ケーブルは、1 本以上の電線を並べて、または束ねて組み立てたもので、電流を運ぶための電気導体として使用されます。

電気ケーブルは、2 つ以上のデバイスを接続し、1 つのデバイスから別のデバイスに電気信号または電力を転送するために使用します。物理的には、電気ケーブルは、独自の絶縁体とオプションのスクリーン、個別のカバー、アセンブリ保護、および保護カバーを備えた 1 つ以上の導体で構成されるアセンブリです。

1本以上の電気ケーブルとそれに対応するコネクタはケーブルアセンブリ^[1]に形成されることがあります。これは必ずしも2つの機器を接続するのに適しているわけではなく、部分的な製品（例えば、ハウジングにコネクタを取り付けた状態でプリント基板にはんだ付けする）となることがあります。ケーブルアセンブリは、多数の端子を接続するために使用されるケーブルツリーまたはケーブルハーネスの形をとることもできます。

電気ケーブルは、2 つ以上のデバイスを接続し、あるデバイスから別のデバイスに電気信号または電力を転送するために使用します。長距離通信は、海底通信ケーブルで行われます。電力ケーブルは、特に高電圧ケーブルを使用して、交流および直流電力を大量に伝送するために使用されます。電気ケーブルは、建物内に恒久的に設置される照明、電力、制御回路の建物配線に広く使用されています。必要なすべての回路導体をケーブルに一度に設置できるため、他の配線方法に比べて設置の労力が節約されます。

物理的には、電気ケーブルは、独自の絶縁体とオプションのスクリーン、個別のカバー、アセンブリ保護、保護カバーを備えた 1 つ以上の導体で構成されるアセンブリです。 電気ケーブルは、ワイヤを撚り合わせることで柔軟性を高めることができます。 このプロセスでは、小さな個々のワイヤを撚り合わせたり、編み込んだりして、同じサイズの単線よりも柔軟性の高い大きなワイヤを作成します。 同心撚りの前に小さなワイヤを束ねると、柔軟性が最大になります。ケーブル内の銅線は裸の場合もあれば、別の金属の薄い層でメッキされている場合もあります。 ほとんどの場合は錫ですが、金、銀、またはその他の材料の場合もあります。 錫、金、銀は銅よりも酸化されにくいため、ワイヤの寿命が長くなり、はんだ付けが容易になります。 錫メッキは、撚線間の潤滑にも使用されます。 錫メッキは、ゴム絶縁体の除去を容易にするために使用されました。 撚り合わせ中に密に撚ることで、ケーブルは伸縮可能になります (CBA - 電話の受話器コードのように)。^{[詳細な説明が必要]}

19世紀から20世紀初頭にかけて、電気ケーブルは布、ゴム、紙などで絶縁されることが多かった。今日では、高信頼性^[要説明]電力ケーブルを除き、一般的にはプラスチック素材が使用されている。最初に使用された熱可塑性プラスチックはガッタパーチャ（天然ラテックス）で、19世紀に海底ケーブルに有用であることがわかった。ケーブル絶縁体として最初に使用され、現在でも非常に一般的な人工プラスチックはポリエチレンである。これは1930年に発明されたが、第二次世界大戦後まで軍事用途以外では利用できなかった。第二次世界大戦中、ノルマンディー上陸作戦後の部隊を支援するため、ポリエチレンを使用した電信ケーブルがイギリス海峡を横切って敷設された。^[2]

ケーブルは、トランク、ケーブル トレイ、ケーブル タイ、ケーブル レースなどを使用して安全に固定および整理できます。ケーブル キャリア内の移動アプリケーションで使用される連続フレックス ケーブルまたはフレキシブル ケーブルは、張力緩和装置またはケーブル タイを使用して固定できます。

ケーブルを含む、電流を流す導体はすべて、電磁場を放射します。同様に、導体やケーブルは、周囲の電磁場からエネルギーを拾います。これらの影響は望ましくないことが多く、最初のケースでは、不要なエネルギーの伝送となり、近くの機器や同じ機器の他の部分に悪影響を与える可能性があります。2 番目のケースでは、不要なノイズのピックアップにより、ケーブルによって運ばれる必要な信号が隠されたり、ケーブルが電源や制御電圧を運んでいる場合は、機器の故障を引き起こすほどにノイズが汚染されたりします。

これらの問題に対する最初の解決策は、建物内のケーブルの長さを短くすることです。これは、受信と伝送が基本的にケーブルの長さに比例するためです。2 番目の解決策は、ケーブルをトラブルのない場所に配線することです。さらに、電磁波の受信と伝送を最小限に抑える特別なケーブル設計があります。主な設計手法の 3 つは、シールド、同軸ジオメトリ、ツイストペアジオメトリです。

シールドは、ファラデーケージの電気原理を利用しています。ケーブルは、全長にわたってホイルまたは金網で覆われています。このシールド層内を走るすべてのワイヤは、シールドがアースやグランドなどの定電圧点に接続されている場合は特に、外部の電界から大幅に分離されます。ただし、このタイプの単純なシールドは、近くの電力変圧器からの磁気「ハム」などの低周波磁界に対してはあまり効果的ではありません。2.5 kV以上で動作するケーブルの接地シールドは、漏れ電流と容量性電流を集め、感電から人を保護し、ケーブル絶縁体にかかるストレスを均等化します。

同軸設計により、低周波の磁気伝達とピックアップをさらに低減できます。この設計では、ホイルまたはメッシュ シールドの断面は円形で、内部導体はちょうどその中心にあります。これにより、シールドとコア導体間の磁場によって誘導される電圧は、互いに打ち消し合うほぼ等しい大きさの 2 つの電圧で構成されます。

ツイストペアは、ケーブルの 2 本のワイヤが互いにねじれ合ったものです。これは、ワイヤのペアの一方の端をハンド ドリルに挿入し、適度な張力を維持しながら回すことで確認できます。干渉信号の波長がツイストペアのピッチに比べて長い場合、ワイヤの長さが交互になることで反対の電圧が発生し、干渉の影響が打ち消される傾向があります。

電気ケーブルのジャケット素材は通常、燃えやすい柔軟なプラスチックで作られています。ケーブルを束ねると火災の危険性が高くなります。^[3]ケーブルのジャケット素材は、火災の広がりを防ぐように配合することができます^[4] （鉱物絶縁銅被覆ケーブルを参照）。あるいは、可燃性ケーブル間の火災の広がりは、ケーブルの外側に直接難燃性コーティングを施すことで防止できます^[5]。または、バルクケーブルの周囲に不燃性材料で作られたボックスを設置することで火災の脅威を隔離することもできます。

• 同軸ケーブル–ケーブルテレビ配信システムなどの無線周波数信号に使用されます。
• 直接埋設ケーブル
• フレキシブルケーブル
• 充填ケーブル
• ヘリアックスケーブル
• 非金属被覆ケーブル（または非金属建築用電線、NM、NM-B）^[6]
• 装甲ケーブル（またはBX）^[6]
• 多芯ケーブル（複数のワイヤで構成され、ケーブルジャケットで覆われている）
• ペアケーブル – 2本の個別に絶縁された導体で構成され、通常はDCまたは低周波ACアプリケーションで使用されます。
• ポータブルコード– ポータブルアプリケーションでのAC電源用フレキシブルケーブル
• 電力ケーブル– 電力の伝送に使用されるケーブル
• リボン ケーブル- 多数のワイヤが必要な場合に便利です。このタイプのケーブルは簡単に曲げることができ、低レベルの電圧を処理できるように設計されています。
• シールド ケーブル– 敏感な電子回路や高電圧アプリケーションでの保護に使用されます。
• シングルケーブル（ワイヤの意味でこの名前が使われることもあります）
• 構造化ケーブル配線
• 水中ケーブル
• 双子と地球
• ツインアックスケーブル
• ツインリード- このタイプのケーブルは、平らな 2 線式です。この線はインピーダンスが 300 Ω であるため、一般的に 300 Ω 線と呼ばれます。アンテナと受信機 (テレビやラジオなど) 間の伝送線としてよく使用されます。これらのケーブルは、スキン効果を低減するために撚り線になっています。
• ツイストペア– 2本の絶縁電線を巻き付けたものです。ペアケーブルに似ていますが、ペアの電線がねじれている点が異なります。

CENELEC HD 361 は、CENELEC が発行した批准規格で、ワイヤおよびケーブルのマーキング タイプに関するもので、ケーブルの調和を目的としています。ドイツ規格協会(DIN、VDE) も同様の規格 (DIN VDE 0292) を発行しています。

• RM ブラック『電線とケーブルの歴史』ピーター・ペルグリナス、ロンドン 1983 ISBN 0-86341-001-4 
• BICC Cables Ltd、「電気ケーブル ハンドブック」、WileyBlackwell、ロンドン第 3 版 1997 年、ISBN 0-632-04075-0 

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• 「ケーブル、電気」 。新入生の参考書 。1914 年。