I. 強度部材の機能
光ファイバーは主に高純度シリカで構成されており、機械的強度が低く、引張強度と圧縮強度が限られています。ケーブルの設置中や長期運用中、ファイバーは自重、風荷重、着氷荷重、設置張力などの外部力に継続的にさらされます。効果的な耐荷重構造がない場合、ファイバーは微小変形を起こしやすく、信号減衰につながる可能性があります。そのため、光ケーブルには耐荷重構造として機能する強度部材を備え、機械的応力の大部分を吸収し、ファイバーの微小ひずみを制御することで、長期にわたる安定した信号伝送を確保する必要があります。
工学分野で一般的に使用される強度部材は、大きく2つのカテゴリーに分類されます。リン酸塩処理鋼線主要な金属オプションとして、FRP（繊維強化プラスチック）最も広く使用されている非金属製オプションとして。この2つのタイプは性能特性が異なるため、材料の選択は特定の使用環境に基づいて行う必要があります。
II．リン酸塩処理鋼線：従来の屋外ケーブルにおける主流の選択肢
リン酸塩処理鋼線は、屋外用光ファイバーケーブルにおいて最も広く使用されている金属強度部材です。その主な利点は、高強度と優れた加工安定性のバランスにあります。同じ断面積の場合、リン酸塩処理鋼線の引張耐荷重は一般的にFRPよりも高く、より高い機械的強度が要求される用途に適しています。
環境適応性の観点から見ると、リン酸塩処理は電線表面に均一なリン酸塩皮膜層を形成します。これにより耐食性が向上し、充填ゲルなどの化合物との直接接触による界面反応のリスクが低減されるため、ケーブルの長期運用における水素関連リスクの軽減に役立ちます。
リン酸塩処理鋼線は、GYTAおよびGYTS撚り線ルースチューブケーブル、セントラルチューブケーブル、難燃性鉱山ケーブル、直埋設ケーブル、およびゲル充填システムを使用する各種屋外ケーブルに適しています。
III．FRP：特殊用途向けのコア材
FRP（繊維強化プラスチック）は、連続ガラス繊維を補強材として、エポキシ樹脂またはビニルエステル樹脂をマトリックスとして、引抜成形法によって製造されます。非金属強度部材として広く用いられている構造材料であり、その主な特長は、電気絶縁性、耐腐食性、軽量性にあります。
金属製の強度部材とは異なり、FRPは非導電性材料です。電流伝導や電磁結合の影響を回避し、ゲル充填システムとの電気化学反応も起こしません。そのため、構造設計の観点から、金属に関連する水素発生リスクの低減に役立ちます。FRPの密度は鋼鉄の約4分の1であるため、光ケーブル全体の重量を大幅に軽減し、設置や輸送を容易にします。さらに、FRPは熱膨張係数が低いため、温度変動下でもファイバーの余剰長を安定させ、微小曲げ損失のリスクを低減します。
FRPは主に、落雷の危険性が高い地域や強い電磁干渉のある環境に設置される架空ケーブル、全誘電体FTTHドロップケーブル、沿岸部の塩水噴霧や化学プラントなどの腐食性の高い環境で使用されるケーブル、および海底ケーブルを含む特殊なケーブル構造に使用されます。
IV．2種類の強度部材の選定原則
リン酸塩処理鋼線とFRPは単純な代替品ではなく、むしろ機能的に補完的な関係にある。適切な材料選定は、ケーブルの実際の使用条件に基づいて行うべきである。
従来の屋外架空ケーブル、直埋設ケーブル、鉱山用ケーブル、ゲル充填ケーブルなどでは、リン酸塩処理鋼線が一般的に好まれています。その高い強度、成熟した加工技術、そして幅広い適用性により、長年の実務実績に裏付けられた主流のソリューションとなっています。
落雷が発生しやすい地域、変電所、その他強い電磁干渉が発生するような場所では、導電性リスクを低減し、システムの安全性を向上させるために、全誘電体FRP構造を使用する必要があります。
沿岸地域や化学工場などの腐食性の高い環境において、FRPは優れた耐腐食性により、より安定した長期的な性能を発揮します。
FTTHドロップケーブルには、絶縁性に優れたFRPがよく用いられます。より高い引張強度や長スパンの設置が必要な屋内・屋外間の接続部では、ケーブル設計に応じて金属製の強度部材が選択される場合があります。
V. 結論
強度部材は、光ケーブルの機械的耐用年数と伝送安定性に直接影響を与えます。高強度、優れた加工適合性、そして実績のあるエンジニアリング性能を持つリン酸塩処理鋼線は、様々な従来型屋外ケーブルの重要な金属強度材料となっています。FRPは、電気絶縁性、耐干渉性、耐腐食性、低密度、構造安定性といった利点を持ち、複雑かつ特殊な使用環境において重要な役割を果たします。
ケーブル材料の専門サプライヤーとして、ONE WORLDはリン酸塩処理鋼線、FRP、その他のケーブル強度部材材料をお客様に提供し続けています。また、材料選定に関するアドバイスや関連する技術サポートも提供しています。具体的なプロジェクトに関するお問い合わせは、お気軽にご連絡ください。
投稿日時：2026年5月28日