工場や大型商業施設など、大量の電気を必要とする場所では、発電所から送られてきた高い電圧の電気をそのまま施設内に引き込みます。日本の基準では、交流で600Vを超え、7000V以下の電圧を「高圧」と定義しています(直流の場合は750V超~7000V以下)。
私たちが家庭や一般的なオフィスで使っている電気(100Vや200V)は「低圧」であり、これらを扱う電線とは構造や取り扱い方法が大きく異なります。実際の受電設備では、電力会社との責任分界点となる区分開閉器(PASやUASなど)から先、キュービクル(高圧受電設備)までを結ぶ配線が高圧電線・高圧ケーブルの主な守備範囲です。
6600Vなどの高圧電気が流れる電線は、単に銅線(導体)をビニールで覆っただけの低圧電線(IV線など)では、電圧のパワーに耐えきれず電気が外に漏れ出したり、絶縁破壊(ショート)を起こしたりしてしまいます。
そのため、高圧ケーブルは非常に分厚く特殊な絶縁体(多くは架橋ポリエチレン)で覆われており、さらに次のような機能層が何層にも重ねられた頑丈な構造をしています。
設備配線や盤内配線において、現場でよく扱われる代表的な高圧用ケーブル・電線をご紹介します。
| CVケーブル (架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル) |
屋外の引込柱からキュービクルまでの引き込みや、キュービクル間を結ぶ配線など、電力供給のメインラインとして最も幅広く使われている高圧ケーブルです。絶縁体に架橋ポリエチレンを使用しており、耐熱性・耐候性に優れています。単心(1心)を3本組み合わせて使うのが基本形です。 |
|---|---|
| CVTケーブル (トリプレックス形) |
CVケーブル(単心)を3本より合わせて一体化した構造のケーブルです。1本の敷設作業で三相分をまとめて施工できるため工期短縮につながる一方、まとまった分だけ重量が増し、狭小部での取り回しやすさでは単心のCVに劣る場合があります。 |
| KIP線 (高圧機器内配線用EPゴム絶縁電線) |
キュービクルなど高圧受電設備の「盤内配線」に特化した電線です。絶縁体にEPゴムを使用しているためCVケーブルよりも柔らかく(可とう性があり)、狭い盤内での取り回しや曲げ配線がしやすいのが特徴です。架橋ポリエチレンを絶縁体としたタイプ(KIC)もあります。 |
| EV/HEV用 高圧ケーブル (自動車用) |
電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)のバッテリーとモーターを繋ぐためのケーブルです。高い電圧に耐えつつ、車の振動や高温に耐える特殊設計がされており、危険を知らせるために被覆がオレンジ色に統一されています。 |
同じCV(CVT)ケーブルでも、外部半導電層の成形方法によって2つの仕様に分かれます。この違いは端末加工のしやすさやコスト、耐水性能に影響するため、選定・加工の両面で押さえておきたいポイントです。
| 項目 | E-Tタイプ(テープ巻き) | E-Eタイプ(押出成形) |
|---|---|---|
| 外部半導電層 | 半導電テープを巻き付けて形成 | 絶縁体と同時に押出加工し一体成形 |
| 端末・皮むき作業 | 比較的容易で作業時間が短い | 絶縁体との界面が平滑な分、剥ぎ取りに手間がかかる |
| 耐水トリー性・コスト | 比較的安価だが、構造上水分の影響を受けやすいとされる | 価格は高めだが、異物混入が少なく水トリーへの耐性が高い |
一般的な高圧受電設備ではE-Tタイプが広く使われていますが、地中配管など水分の影響を受けやすい環境ではE-Eタイプが選ばれる傾向にあります。
高圧ケーブルは常時電圧がかかった状態で使われ続けるため、目に見えないまま内部で劣化が進行し、ある日突然の絶縁破壊(地絡・停電)として表面化することがあります。一般的な更新周期の目安は、水の影響を受けにくい屋内・屋外で20~30年程度、水の影響を受けやすい環境では10~20年程度とされていますが、実際の寿命は設置環境や施工状態によって大きく変わるため、年数だけで判断せず点検・診断結果と合わせて評価することが重要です。
代表的な診断方法としては、日常点検に適した絶縁抵抗測定、劣化の兆候を早期に捉えやすい部分放電測定、更新判断前の耐力確認に用いる耐電圧試験(VLF試験)などがあり、それぞれ得意分野が異なるため組み合わせての評価が有効です。
高圧ケーブル(CV・CVT)やKIP線などの高圧電線は、JIS規格(CVケーブルはJIS C 3606、KIP線・KIC線はJIS C 3611)に基づき、出荷前に複数の試験項目をクリアしたうえで製品として出荷されます。代表的な試験項目は以下の通りです。
| 外観・構造確認 | 表面にきずがなく平滑であるか、また導体・絶縁体・シースなど各層の寸法や厚みが規定の範囲に収まっているかを確認します。 |
|---|---|
| 導体抵抗測定 | 20℃における導体の電気抵抗を測定し、規定値以下であることを確認します。抵抗値が高すぎると、通電時の発熱量が増え、性能低下や事故につながります。 |
| 耐電圧試験 | 規定の試験電圧を一定時間(例:CVケーブルで10分間)印加し、絶縁破壊が起きないことを確認する試験です。ケーブルの絶縁性能そのものを直接検証する重要な項目です。 |
| 絶縁抵抗測定 | 常温での絶縁体の絶縁抵抗を測定し、規定値以上であることを確認します。経年劣化の進行度を把握する診断項目としても使われます。 |
| 引張り試験(絶縁体・シース) | 絶縁体やシースの引張強さ・伸び率を測定し、材料としての基本的な機械的強度を確認します。 |
| 加熱試験・加熱変形試験 | 高温環境下に置いた後の引張強さ・伸びの変化率や、荷重をかけた状態での厚さの減少率を確認し、熱に対する物性の安定性を検証します。 |
| 耐寒試験・難燃試験 | 低温下(マイナス15℃前後)でシースにひび割れが生じないか、また炎を近づけたときに自然に消火するか(延焼しにくいか)を確認します。 |
| 沿面耐電圧試験・耐トラッキング試験 (KIP線など) |
電線表面に沿った放電(せん絡)が起きないか、また汚損した表面に電圧をかけ続けても異常な電流や燃え上がりが生じないかを確認する試験で、盤内配線用電線に特有の項目です。 |
| 耐オゾン試験 (EPゴム絶縁の場合) |
オゾン雰囲気下でゴム絶縁体にひび割れが発生しないかを確認する試験で、KIP線などEPゴムを絶縁体に用いる電線に適用されます。 |
これらの試験項目は製造メーカー側での出荷検査として行われるものですが、現場での劣化診断(絶縁抵抗測定・部分放電測定・耐電圧試験など)と考え方の根っこは共通しています。「新品時にどんな性能が保証されているか」を知っておくことは、既設ケーブルの劣化判断や更新計画を考えるうえでも役立ちます。
高圧ケーブルは、ただ指定の長さに切って端子を圧着すれば良いというものではありません。加工不良は、即座に大事故(発火や波及事故)に直結します。
端末処理の方法には、テープを巻き上げてストレスコーンを成形する「テープ巻形」、成形済みのゴムストレスコーンを差し込む「プレハブ形」、塩害地域や特別高圧向けにがい管(ブッシング)を用いる「がい管形」などがあり、現場条件や求められる性能に応じて使い分けられています。
イー・エス製作所では、太物ケーブルや特殊ケーブルのストリップに特化した設備と、熟練の職人による確実な加工技術を有しております。機器内配線や電源供給用ハーネスにおける安全な端末加工は、当社にお任せください。