ケーブルアプリケーションにおいて、長期的な性能、安全性、信頼性を確保するには、耐環境性が極めて重要です。ケーブルは、水や湿気、化学物質、紫外線、極端な温度、機械的ストレスといった過酷な条件にさらされることがよくあります。適切な耐環境性を備えた適切な材料を選択することは、ケーブルの機能を維持し、耐用年数を延ばすために不可欠です。
このセクションでは、さまざまなケーブル アプリケーションで必要なさまざまな種類の環境耐性について説明します。
外装は、環境要因に対する第一線の防御として機能します。通常、化学物質、水、温度変化、紫外線などにさらされます。外装に使用される主な材料は以下のとおりです。PVC（ポリ塩化ビニル）、PE（ポリエチレン）、およびLSZH（低煙ゼロハロゲン）アプリケーションの要件に応じて、それぞれ異なるレベルの耐性を提供します。
1. 耐薬品性、耐油性、耐炭化水素性
ケーブルの敷設中および運用期間中、偶発的な漏洩や産業環境における継続的な接触により、化学物質、油、炭化水素への曝露が発生する可能性があります。こうした曝露は外皮を劣化させ、ひび割れ、膨張、または機械的特性の喪失につながる可能性があります。
ケーブルの寿命全体にわたって完全性、性能、信頼性を維持するためには、耐薬品性に優れた材料を選択することが不可欠です。
化学物質への曝露の種類:
ガス状化学物質：ガス状化学物質は、材料の奥深くまで浸透しないため、一般的にポリマーとの反応性は低くなります。しかし、塩素やオゾンなどの反応性ガスは表面劣化を引き起こし、ポリマーの特性に重大な影響を与える可能性があります。
液体化学物質：液体化学物質は、材料への拡散性が高いため、一般的に高いリスクを伴います。これは、ポリマーマトリックス内での膨潤、可塑化、または内部化学反応を引き起こし、機械的特性や電気的特性を損なう可能性があります。
材料性能:
PE（ポリエチレン）：多くの化学物質や炭化水素に対して優れた耐性を有します。一般的な化学環境では良好な性能を発揮しますが、強力な酸化剤には敏感な場合があります。
PVC (ポリ塩化ビニル): 特に適切な耐油添加剤を配合した場合、油、化学薬品、炭化水素に対して非常に優れた耐性を示します。
LSZH（低煙ゼロハロゲン）：化学薬品および油に対して中程度の耐性があります。LSZH化合物は、主に耐火性（燃焼時の煙発生量と毒性が低い）を目的として設計されています。ただし、特殊なLSZH配合により、必要に応じて耐油性および耐薬品性を向上させることができます。
2. 耐水性と耐湿性
ケーブルは、敷設中および使用期間を通じて、水や高湿度の環境にさらされることがよくあります。長期間湿気にさらされると、絶縁材の劣化、金属部品の腐食、そしてケーブル全体の性能低下につながる可能性があります。
したがって、耐水性は、特に屋外、地下、海洋環境における多くのケーブル用途にとって重要な特性です。
一般的な被覆材料の中でも、PE (ポリエチレン) は優れた耐水性を備えているため、湿気の浸入に対する長期的な保護を必要とする用途に適しています。
LSZHまたはPVCシースを使用した低電圧および中電圧の外装ケーブルは、粘土質土壌や地下水位より低い地域など、恒久的に水浸しになる環境への敷設は一般的に推奨されません。一方、PEシースはケーブル絶縁体を介した水の浸入に対する耐性が優れています。そのため、PEシースケーブルは湿潤条件に適しており、設計寿命を最大限まで達成できる可能性が高くなります。
防水ケーブル設計：
ケーブルに真の耐水性を実現するには、主に次の 2 つの保護策が考慮されます。
ラジアル防水：
鉛金属シースや金属/金属ラミネートテープなどの材料と特殊ポリマーを組み合わせることで実現します。
縦方向防水：
ケーブルの長さに沿って水が移動するのを防ぐ防水テープまたは粉末を使用して実現します。
侵入保護（IP）等級およびAD7/AD8クラス：
IP 保護クラスと評価 (AD7 や AD8 など) の詳細については、別の記事で説明します。
3. 紫外線耐性
ケーブル用途における適切な耐環境性を理解し、選択することは、長期的な性能、安全性、信頼性を確保するために不可欠です。化学物質への曝露、浸水、紫外線、温度変化といった要因は、材料選定時に適切に考慮されない場合、ケーブルの健全性に深刻な影響を及ぼす可能性があります。
特定の環境条件に基づいて適切な外装材（PVC、PE、LSZHなど）を選択することで、ケーブルの耐久性と耐用年数を大幅に向上させることができます。さらに、適切な防水技術を導入し、IP規格を考慮することで、過酷な環境下におけるケーブル保護をさらに強化できます。
これらの環境耐性を慎重に評価することで、ケーブル システムを目的の用途に合わせて最適化し、メンテナンスの必要性を減らし、障害のリスクを最小限に抑え、想定されるライフ サイクル全体にわたって信頼性の高い動作を確保することができます。
投稿日時: 2025年4月27日