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電力ケーブルとは、電気を伝送するために特別に使用される電線です。これは、1本または複数の電線導体を絶縁シースで束ねたものです。ただし、中にはむき出しの活線として配線されているものもあります。電力ケーブルは、取り外し可能な携帯用コード（通常はアダプタと接続）である場合もあれば、建物や構造物内に恒久的な配線として設置される場合、地中に埋設される場合、水中に敷設される場合、または架空線として敷設される場合もあります。熱可塑性シースで束ねられ、建物内に敷設されることを目的とした電力ケーブルは、 NM-B（非金属被覆建築用ケーブル）と呼ばれます。
小型で柔軟な電力ケーブルは、コンピュータや周辺機器、モバイル機器、家電製品、照明器具、電動工具や機械などの電気機器、家庭用照明、暖房、空調、屋上太陽光発電システム、家庭用蓄電システムなどに使用されます。より大型の電力ケーブルは、産業、商業、住宅の電力需要を満たすための送電網からの電力供給、および公共交通機関や貨物輸送（特に鉄道輸送）の大部分に使用されます。
1882年にトーマス・エジソンがニューヨーク市で開発した最初の配電システムは、ジュートで包んだ銅棒を瀝青化合物で満たされた硬質パイプに挿入して使用しました。[ 1 ]加硫ゴムは1844年にチャールズ・グッドイヤーによって特許を取得していましたが、1880年代に照明回路に使用されるまでケーブル絶縁には適用されませんでした。[ 2 ] 1897年には、ナイアガラの滝の発電プロジェクトのために設置された11,000ボルト回路にゴム絶縁ケーブルが使用されました。
大量の含浸紙で絶縁された中電圧ケーブルは、1895年までに商業的に実用化されました。第二次世界大戦中、ケーブルには数種類の合成ゴムとポリエチレン絶縁材が使用されました。[ 3 ]
北米における一般的な住宅およびオフィス建築は、いくつかの技術革新を経てきた。
現代の電力ケーブルは、さまざまなサイズ、材質、種類があり、それぞれ用途に合わせて特別に設計されています。[ 10 ]業界では、大きな単一の絶縁導体も電力ケーブルと呼ばれることがあります。[ 11 ]
ケーブルは、導体、絶縁体、保護被覆またはシースという3つの主要構成要素から成ります。個々のケーブルの構成は用途によって異なります。構造と材料は、主に次の3つの要因によって決定されます。
直接埋設用または露出設置用のケーブルには、ケーブルの周囲に螺旋状に巻かれたワイヤ、またはケーブルの周囲に巻かれた波形テープの形で金属装甲が含まれる場合もあります。装甲は鋼またはアルミニウムでできており、アースに接続されていますが、通常の動作中に電流を流すことは想定されていません。電力ケーブルは、 1 つ以上の導体を収容できる電線管やケーブルトレイなどの配線路に設置されることがあります。建物内で使用することを想定している場合、非金属被覆建築用ケーブル (NM-B) は、耐熱性熱可塑性絶縁シース内に 2 つ以上のワイヤ導体 (および接地導体) が収められています。軽量で扱いやすく、シースの作業が容易であるため、装甲建築用ケーブルよりも優れています。[ 12 ]
電力ケーブルには撚り線の銅またはアルミニウム導体が使用されますが、小型電力ケーブルでは最大 1/0 サイズの単線導体が使用される場合もあります。（銅ケーブルの詳細については、「銅線とケーブル」を参照してください。）ケーブルには、回路の中性線または接地（アース）接続に使用される絶縁されていない導体が含まれる場合があります。接地導体は、感電から保護するために機器の筐体/シャーシを接地します。これらの絶縁されていないタイプは、裸導体または錫メッキ裸導体として知られています。全体のアセンブリは、円形または平らな場合があります。形状を維持するために、非導電性の充填材がアセンブリに追加される場合があります。用途に応じて、充填材は非吸湿性のものを作ることができます。
架空送電用の特殊用途電力ケーブルは、高強度合金、ACSR、またはアルミ溶接メッセンジャーで結束されることが多い。このケーブルは架空ケーブルまたはプレアセンブル架空ケーブル（PAC）と呼ばれる。PACは被覆なしで注文できるが、ポリマー被覆の供給コストが低いため、近年はあまり一般的ではない。垂直用途の場合、ケーブルには被覆の上に鋼またはケブラー製のアーマーワイヤが含まれることがある。アーマーワイヤは、ケーブルの重量を支えるために、定期的に支持プレートに取り付けられる。支持プレートは、建物、タワー、または構造物の各階に設けられることがある。このケーブルは、アーマードライザーケーブルと呼ばれる。短い垂直移行（おそらく30～150フィート）の場合は、バスケット（ケラム）グリップまたは特別に設計されたダクトプラグと組み合わせて、非アーマーケーブルを使用できる。
ケーブルの被覆材の仕様では、耐水性、耐油性、耐日光性、地下環境、化学蒸気、耐衝撃性、耐火性、耐高温性などが考慮されます。原子力産業用途では、電離放射線耐性に関する特別な要件が課される場合があります。輸送用途のケーブル材料は、燃焼時に大量の煙が発生しないこと（低煙ゼロハロゲン）が規定される場合があります。直接埋設を目的としたケーブルは、埋め戻しや掘削による損傷を考慮する必要があります。この用途では、 HDPEまたはポリプロピレン被覆材が一般的です。地下鉄（地下室）用のケーブルでは、耐油性、耐火性、低煙性を優先的に考慮する場合があります。現在では、ケーブル全体を鉛被覆で覆うものはほとんどありません。ただし、一部の電力会社は、配電回路に紙絶縁鉛被覆ケーブルを設置する場合があります。送電ケーブルや海底ケーブルでは、鉛被覆が使用される可能性が高くなります。しかし、鉛の供給は減少しており、現在ではそのような製品を製造できるメーカーはほとんどありません。ケーブルを機械的損傷を受けやすい場所（工業地帯など）に敷設する必要がある場合、ケーブルは柔軟なスチールテープやワイヤーアーマーで保護され、さらに防水ジャケットで覆われることもあります。
ハイブリッドケーブルには、制御信号用の導体が含まれる場合もあれば、データ伝送用の光ファイバーが含まれる場合もある。
以上の周波数で動作する回路の場合導体間の電圧が2000 ボルトの場合、導体の絶縁体を導電性シールドで囲む必要があります。これにより、ケーブル絶縁体にかかる電気的ストレスが均等化されます。この技術は 1916 年に Martin Hochstadter によって特許取得されました。[ 2 ]このシールドは Hochstadter シールドと呼ばれることもあります。半導電性 (「セミコン」) 絶縁シールドの他に、導体シールドもあります。導体シールドは、通常、半導電性または非導電性です。導体シールドの目的は絶縁シールドと同様で、空隙充填材および電圧ストレス均等化器です。
迷走電圧を放電するために、「半導体」の上に金属シールドが配置されます。このシールドは、絶縁体の外側の電圧をゼロ（または少なくともOSHAの制限値以下）に下げることでケーブルを「安全」にすることを目的としています。50 ボルト）。この金属シールドは、薄い銅テープ、同心円状のドレインワイヤ、平らなストラップ、鉛シース、またはその他の設計で構成されます。ケーブルの金属シールドは、ケーブルの両端でアースに接続され、故障時の電圧上昇が危険な場合は、ケーブルの長さに沿った場所でも接続される可能性があります。マルチポイント接地は、ケーブルのシールドを接地する最も一般的な方法です。一部の特殊な用途では、回路の通常の動作中に循環電流を制限するためにシールドブレークが必要です。シールドブレークのある回路は、シングルポイントまたはマルチポイント接地できます。特殊なエンジニアリング状況では、クロスボンディングが必要になる場合があります。
液体またはガスが充填されたケーブルは、今日でも配電および送電システムで使用されています。10kV以上の 電圧では、油と紙で絶縁され、硬質鋼管、半硬質アルミニウムまたは鉛のシースに収められる。さらに高電圧の場合、ケーブル絶縁体内部に部分放電を引き起こす空隙の発生を防ぐため、油を加圧状態に保つことがある。
液体充填ケーブルは、極めて長い耐用年数とほとんど停電のないことで知られています。しかしながら、油が土壌や水域に漏れ出すことは深刻な問題であり、必要なポンプステーションの維持管理は、ほとんどの電力会社の運用・保守予算を圧迫しています。パイプ型ケーブルは、耐用年数が短いにもかかわらず、耐用年数が終わると固体絶縁回路に交換されることがよくあります。
現代の高電圧ケーブルは、絶縁材としてポリエチレンやXLPEなどの他のポリマーを使用しており、接続や終端処理には特別な技術が必要となる。
ほとんどの電線は多少柔軟性があり、[ 13 ]リール、ドラム、または手巻きで設置現場に輸送できます。柔軟性は、最小曲げ半径に直接影響するため、ケーブルの適切な撚り線クラスを決定する上で重要な要素です。電力ケーブルは、一般的にIEC 60228に従って撚り線クラス1、2、5、または6です。
これらの導体は、裸線または金属被覆の単一の丸線から作られており、通常は0.5 mm²から16 mm²の範囲です。これらは主に柔軟性が不要な固定設備で使用されます。[ 14 ]
複数のワイヤ（裸線または被覆線）を撚り合わせて作られたクラス2導体は、適度な柔軟性を持ち、円形、圧縮円形、またはセクター形状で入手可能です。[ 14 ]
曲げ半径が小さい、または動きが中程度の設置で使用されます。例: H05V-K、H07V-K、H05Z1-K、H07Z1-K、H03VV-F、H05VV-F、H05VV5-F、H05VVC4V5-K、H05VVH6-F、H05RR-F、H07RN-F、052XZI-F [ 14 ]
動的または高動作用途（溶接、ロボットなど）向け。例：H01N2-D、H01N2-E [ 14 ]
フレキシブルコードは、細い撚り線導体をロープ撚りまたは束撚りで構成しています。柔軟性、巻き取りやすさ、耐久性を向上させるために、適切な量の充填材を含む外被を備えています。鉱山切羽切削機などに電力を供給するような高耐久性フレキシブル電源コードは、数週間単位で寿命が測定されるように、綿密に設計されています。非常に柔軟な電源ケーブルは、自動機械、ロボット、工作機械などに使用されます。フレキシブル電源ケーブルの詳細については、「電源コードと延長ケーブル」を参照してください。その他のフレキシブルケーブルの種類には、ツイストペアケーブル、伸縮ケーブル、同軸ケーブル、シールドケーブル、通信ケーブルなどがあります。
X線ケーブルは、特殊なタイプの柔軟な高電圧ケーブルである。