XLPE ケーブル – 究極の FAQ ガイド

XLPEは架橋ポリエチレンの略称で、ケーブルの絶縁材として広く使用されています。この素材は長い歴史を持ち、特に高電圧用途においてますます人気が高まっています。その有力な候補は、同じく熱硬化性材料であるEPRです。XLPEは、主に架橋に由来する幅広い利点を備えています。ポリエチレンは単体でもケーブルの絶縁材や被覆材として優れた性能を発揮しますが、架橋によってさらに優れた特性を発揮し、特定の用途に最適な素材となります。XLPEは主に絶縁材としてのみ使用されるため、他の被覆材（最も一般的なのはPVC）と組み合わせて使用されます。しかし、特に絶縁体という点では、PVCとは大きく異なります。

XLPE ケーブルとは何ですか?

架橋ポリエチレン絶縁体を持つケーブルはすべて XLPE ケーブルです。これは熱硬化性材料であるため、加熱して成形できるのは 1 回だけです。ポリエチレンは物理的または化学的に架橋されており、そのプロセスはゴムの加硫に似ています。シランや過酸化物などの化学物質は、分子間にリンク/鎖を形成するフリーラジカルを生成します。その結果、分子間の結合の安定性が向上し、高熱にさらされても分子が結合しやすくなります。一方、物理的架橋では、メーカーは高エネルギー電子ビームまたはマイクロ波レーザーを使用します。いずれの場合も、結果として得られるポリエチレンは以前のバージョンよりもはるかに頑丈です。基本的に分子構造を再配置し、リンクにバリアを作成するため、高温または高圧下でも破損しません。この材料は、アルミニウムまたは銅導体の絶縁に使用されます。

XLPE ケーブルの特性は何ですか?

XLPEは絶縁材料として多くの有用な特性を備えています。それらの特性は以下の通りです。

耐熱性

XLPEは架橋のおかげで、信頼性の高い耐熱性を備えています。エチレン自体も耐熱性がありますが、架橋することでさらに優れた耐熱性を発揮します。分子構造が非常に強固になるため、熱圧力を受けても分散します。ほとんどの熱可塑性プラスチックと比較して、熱硬化性材料であるXLPEははるかに優れた耐熱性を備えています。

広い動作温度範囲

XLPEは耐熱性に優れているため、高温下でも優れた安定性を発揮します。そのため、熱可塑性プラスチックよりも常用動作温度および短絡温度が高くなっています。これが、XLPE絶縁体が高電圧にも容易に対応できる理由の一つでもあります。XLPEの常用動作温度は90℃ですが、緊急時には最大130℃、短絡時には250℃まで耐えられます。

高い引張強度

XLPEは引張強度が非常に高く、機械的ストレスへの耐性にも優れています。摩耗、引き裂き、摩耗にも耐え、強固な分子構造により、一般的に長寿命で耐久性に優れています。その強固な特性により、屋外や環境要因によって摩耗や損傷の脅威にさらされる過酷な環境での使用に最適です。カーボンブラックを添加することで、耐切断性をさらに高めることができます。

耐衝撃性

XLPEはポリエチレンと比較して、さらに優れた耐衝撃性を備えています。機械的な圧力にも十分耐えることができます。そのため、ケーブルは構造的な完全性を失わず、大きな衝撃を受けても動作を継続できます。

耐薬品性

XLPEは酸やアルカリなどの化学物質に耐性があります。また、油に対する耐性も優れており、特にPVCやEPRなどの他の絶縁体よりも優れています。

耐候性

電力ケーブルにとって最も重要な特性の一つは耐候性です。耐候性は、ケーブルの外層が最初に気象要素に接触するため、主に外層に関係します。しかし、XLPEはケーブルの耐候性を強化すると言っても過言ではありません。XLPEの耐候性において最も重要なのは、耐水トリー性です。耐水トリー性とは、水が絶縁体に浸透して亀裂が生じる現象です。時間の経過とともにゆっくりと損傷が進行し、場合によっては永久的な故障につながる可能性があります。XLPEは優れた耐水トリー性を備えています。比較すると、EPRはこの種の保護にはより適しています。しかし、XLPEはPVCよりも優れた耐水トリー性を備えています。

低煙ゼロハロゲン

低煙ゼロハロゲン材料とは、燃焼時に過剰な煙を発生せず、ハロゲンを含まないため有害ガスを発生しない材料です。XLPEは、多くの規制産業における多くの用途で一般的に求められるこれらの要件を両方とも満たしています。

XLPE ケーブルの利点は何ですか?

これらのケーブルは、ケーブル業界で最も人気のある素材の一つとなっています。PVCとEPRと並んで、最も一般的に使用されている3つの素材の一つです。しかし、他の2つにはない多くの利点があります。

高電圧アプリケーションのサポート

XLPEは、事実上、あらゆる高電圧ケーブルの標準絶縁材料となっています。この材料は大電流を流すことができ、数百kVのアプリケーションにも対応できます。高電圧対応という点では、EPRでさえXLPEの提供する範囲に遠く及びません。XLPEケーブルの定格電圧は、低電圧、高電圧、そして超高電圧に対応します。その電圧範囲は通常600Vから36kVです。XLPEを絶縁体として使用し、高電圧用途向けに特別に設計された超高電圧ケーブルは、最大300kVまで対応可能です。これが、XLPEが数百kVの電圧を伝送して都市や町に電力を供給する高電圧電力供給ケーブルで広く使用されている理由です。さらに、この材料は金属シースを必要としないため、ケーブルの柔軟性を維持できます。

丈夫な素材

XLPEは、十分な機械的ストレスと耐薬品性を備えた強靭な素材です。高品質の絶縁材に求められるすべての要件を満たしています。屋外配線、埋設配線、産業用途など、あらゆる用途において、XLPEケーブルはあらゆる潜在的な脅威から十分な保護を提供します。そのため、XLPEケーブルは非常に信頼性が高いです。また、XLPEは経年劣化しても強度が低下しないため、最も長寿命なケーブルの一つでもあります。

低誘電損失

PVCやEPRと比較して、XLPEは誘電損失が最も低いです。損失が最小限であるため、経済的な選択肢としてXLPEが優れています。多くの業界で他の絶縁材よりもXLPEが選ばれる理由の一つは、これが長期的なコスト削減につながるからです。XLPEはケーブル配線、特にエネルギー業界において誘電損失が大きな問題の一つであるため、XLPEは非常に効率的です。必然的に失われる電力は、より効率的なケーブル構造を使用することで回収することができ、XLPEはその主要な構成要素となっています。

高い温度範囲

XLPEの耐熱範囲は非常に広く、氷点下から沸点まで、世界中の様々な地域での使用に最適です。高温作業環境が求められる産業にも使用できます。ケーブルの耐熱性は、火災などの事故発生時においてもケーブルの健全性を維持するために重要です。

簡単なインストール

XLPEケーブルは一般的に適度な曲げ半径を備えていますが、ケーブルごとに大きく異なります（様々な要因によって異なります）。この曲げ半径と軽量性により、XLPEケーブルは容易に設置できます。 また、XLPEケーブルは、油入りケーブルとは異なり、垂直に敷設できることも特筆すべき点です。そのため、XLPEケーブルの敷設には高さ制限がありません。同様に、接合や取り付け作業に必ずしも火炎を必要としません。

XLPE ケーブルの用途は何ですか?

XLPEケーブルは主に電力供給用の電力ケーブルとして使用されています。しかし、エネルギー分野に限定されるものではありません。他の産業、特に高電圧ケーブルを必要とする産業でも、XLPE絶縁ケーブルが使用されています。XLPEケーブルを使用している産業は非常に多岐にわたります。主な用途/産業をいくつかご紹介します。

• エネルギー分野（電力供給、HVDC、配電など）
• 鉱業
• 農業
• 船舶
• 化学製品製造

XLPEケーブルとの違いは何ですか？ PVCケーブル?

XLPEとPVC（ポリ塩化ビニル）は、絶縁材として最も一般的に使用される2つの材料です。XLPEは主に絶縁体として機能しますが、PVCは絶縁体とシースの両方の役割を果たします。しかし、両者を絶縁体として比較した場合でも、多くの違いがあります。この2つの違いは用途の違いにもつながります。特に低電圧用途では、PVCとXLPEの両方で対応できる場合もありますが、XLPEのみが対応できる条件の場合もあります。 これら 2 種類のケーブル (XLPE 絶縁ケーブルと PVC 絶縁ケーブル) の主な違いは次のとおりです。

XLPEはハロゲンフリーです

PVCにはハロゲンである塩素（Cl）が含まれていますが、XLPEにはハロゲンは含まれていません。これは両材料の最も基本的な分子構造上の違いですが、同時に重要な違いでもあります。火災の危険性がある用途では、XLPEは明らかに優れた選択肢であり、場合によっては必須要件となるかもしれません。多くの業界や公的規格では、ケーブル材料にハロゲンフリーが求められており、PVCの使用は事実上不可能です。PVCに含まれる塩素は、火災発生時に有害なガスを発生する危険性があります。そのため、XLPEははるかに安全な選択肢となります。

XLPEは高電圧に適している

XLPEは高電流の伝送に優れているため、高電圧用途（100kV以上）に対応できます。一方、PVCは低電圧用途にのみ適しており、100kVを超える定格電圧の導体の絶縁には適さない場合があります。

XLPEはより頑丈

全体的に見て、XLPEはPVCよりもはるかに頑丈です。どちらの素材も耐摩耗性、耐摩耗性、耐引裂性、耐衝撃性を備えていますが、XLPEはPVCと比較して優れています。架橋構造により、機械的圧力や化学物質への耐性が向上しています。XLPEは、高温下でも分子構造を固定する架橋構造のおかげで、動作温度も高くなっています。例えば、短絡条件下では、PVCの最高温度は160℃であるのに対し、XLPEは250℃です。

PVCは安い

経済的には、PVCは安価で入手しやすいため、より良い選択肢です。XLPEは架橋反応を必要とするため、PVCよりも製造コストが若干高くなります。とはいえ、XLPEは誘電損失が低いため、長期的には費用対効果が高いことが証明されています。

PVCはより耐水性がある

XLPEはある程度の耐水性がありますが、継続的に水にさらされる場合はPVCの方が適しています。PVCは船舶用ケーブルにおいて重要な絶縁材および被覆材として使用されています。

XLPE ケーブルの規格は何ですか?

ケーブルを検討する際には、規格が非常に重要です。国際標準化機関は、ケーブルの構造、材質、容量、用途を定義する共通規格を策定しています。これらの標準化は、ケーブルが使用される建物や構造物の安全性確保にも役立ちます。 電気ケーブルに特定の規格を持つ標準システムがいくつかありますが、その中には絶縁材料として XLPE が含まれています。たとえば、英国規格 BS 5467 では、定格電圧が 3kV までの電力ケーブルの絶縁材料を規定しています。XLPE はこの特定の規格で設定された絶縁要件を満たしています。技術的には、HEPR または硬質エチレンプロピレンゴムも規格を満たしていますが、一般的に使用されているのは XLPE です。IEC 62076 と IEC 60502 にも、XLPE が満たす押し出し絶縁の仕様が含まれています。IEC 62076 では、押し出し絶縁ケーブルの仕様と、固定設備における定格電圧が 150 kV から 500 kV までの仕様が定められています。IEC 60502 規格では、定格電圧が 1 kV から 30 kV までの同様のケーブルの仕様が定められています。絶縁やその他の仕様の詳細については、お住まいの地域で準拠されている規格を参照してください。 IEC規格とBS規格は国際的に採用されていますが、地域や国の標準化団体も存在します。規格に加えて、ケーブルの安全性を評価するCEやROHSなどの認証も確認しましょう。

XLPE ケーブルのケーブルタイプは何ですか?

• ヤコブ語 電力ケーブル
• ヤコブ22 装甲電源ケーブル
• CJPF96/SC 装甲艦上ケーブル
• CBYJR/DC マリンワイヤー
• CBPJP86/SC EMCケーブル
• mpRX の 非装甲海洋ケーブル
• LKSM-HF 船舶用電力ケーブル

結論

XLPEは、特に高電圧ケーブルにおいて、非常に強度が高く保護性の高い絶縁材料です。高い耐熱性、機械的強度、そして様々な環境要因に対する耐腐食性により、このようなケーブルの最も一般的な材料となっています。そのため、 XLPEケーブル 主に電力供給と配電のために、様々な産業で使用されています。この架橋構造により、多くの環境的脅威に対して非常に強い耐性が得られます。もちろん、絶縁体の品質も重要な考慮事項です。ケーブルの信頼性は、高品質の部品を使用し、必要な基準を満たしている場合にのみ得られます。