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電線の種類

※資料抜粋:社団法人日本電線工業会

はじめに

電線という言葉は従来、「電気を導く金属線の総称」とされてきましたが、最近では金属線のほかに、光ファイバケーブルのようにガラスファイバを用いて光信号を送るものも含まれるようになりました。 電線とならんで「ケーブル」という言葉が使われていますが、電線とケーブルとの間には明確な区別はありません。一般には構造が複雑で太く、シース(外装)のあるものをケーブルと呼んでいます。 電線は日常生活や国の産業・経済に欠くことのできない資材であり、社会に対する電線の持つ役割は極めて重要です。

電線ほど日常生活の向上、産業の発展、文化の向上に貢献しているものはありません。このために電線は社会の血管や神経に例えられています。

目次

電線の役割

電力用電線は電気エネルギーを輸送することを役割としています。
「送電」:発電所で起こされた電気を消費地の変電所に送る役目
「配電」:変電所で所定の電圧に下げられた電気を工場・ビル・家庭等の電気引込口まで配る役目
「配線」:電灯や機械装置等のある場所まで電気を導く役目
等の役割があります。

通信用電線は電気による通信で、音声・画像・データ等の情報を伝送することを役割としています。

光ファイバケーブルは電気信号を光信号に変換して伝送するシステムに用いるケーブルです。
光ファイバは細くて軽く低損失で高速・大容量の情報伝達を可能とし、電磁誘導や雷害を受けず漏話が無いことから理想的な通信ケーブルと言われ、応用分野は今後ますます広がり多大の期待がされます。

巻線には2つの種類があります。

  1. 電気機器の内部にコイル状に巻かれ、機械的エネルギーを電気的エネルギーに変えて発電に寄与するもの
  2. 他の電線によって送られてきた電気的エネルギーを機械的エネルギーに変えて動力を得るもの
例えば発電機は外から力を加えて電気を発生させますが、モータは外から電気を送って回します。
これらに使用される電線を「巻線」といいます。

上述の他に各種の電線が電車・航空機・船舶・自動車・人工衛星・玩具等非常に広範囲に使用され大きな役目を果たしています。

電線の種類と用途

電線には下の写真のようにいろいろな種類があります。
電線の種類は、次のような方法で分類することができます。
導体の材料:銅・アルミ・ガラスファイバ
導体の構成:単線・より線
被覆の有無:裸線・被覆線・さらに被覆の材料別
または単心・多心による分け方、統計上の分類に基づく分け方、 電線の使用目的による分け方などですが、ここでは具体的な用途によって分類することにしました。
下図は主要用途を概括して描いたものですが、家庭を中心として左側が電力用、右側が通信用、工場用のモータなどには巻線が、船舶・自動車・航空機等には輸送用の電線が使われています。

電線集合写真
電線集合写真

電力用の電線

火力発電所・原子力発電所・水力発電所等で発電された電力は、次の経路を通って消費者のもとに送られます。

  1. 送電線路
    発電所で発電された電力はこの線路を通って消費地の変電所まで送られます。
  2. 配電線路
    変電所で所定の電圧に下げられた電力はこの線路を伝わって工場・ビル・家庭などの電気引込口まで配られます。
  3. 配線経路
    電気引込口まで引込まれた電力は、このルートをたどって家庭の電灯や電気機器、工場の機械装置等のある場所まで導かれます。
  4. 送電用の電線
    発電所から消費地へ電力を送るのは送電線です。送電線は布設場所の地形により空中に架設されたり、地中に布設されたり、水底(海底・川底)に布設されたり様々で、それによって使用される電線の種類も様々です。

架空送電線

架空送電線は海岸の火力・原子力発電所、山間の水力発電所等から都市や工業地帯等の電力需要地の近くの変電所まで、高い鉄塔に電線を架けわたして電力を送る電線路です。
発電所の大容量化、電力需要の増大に伴い、送電線も超高圧・大容量のものになり500kVの架空送電線がほとんどの電力会社で運用されており さらに1,000kV設計の架空送電線路も布設されています。
架空送電線に使用される電線は、硬銅より線・鋼心アルミより線系電線・銅合金より線・アルミ合金より線・光ファイバ架空地線等、絶縁被覆をしない裸の電線です。

鋼心アルミより線(ACSR)
鋼心アルミより線(ACSR)

光ファイバ複合架空地線(OPGW)
光ファイバ複合架空地線(OPGW)

電力ケーブル

架空送電線により超高圧変電所に送られてきた電力は、地中送電線(電力ケーブル)により1次・2次変電所、または3次変電所(配電変電所)へ送られます。
都市近郊に建設されている火力発電所からの送電は危険を避けるため、大部分は地中に布設された地中送電線により超高圧変電所へ送られます。地中送電にはOF(Oil Filled)ケーブル・高圧架橋ポリエチレン電力ケーブル等が使われます。

OFケーブル
OFケーブル

高圧架橋ポリエチレン電力ケーブル(CV)
高圧架橋ポリエチレン電力ケーブル(CV)

配電用の電線

変電所で6,600Vまたは3,300Vに電圧を下げた電力を消費者の付近まで運ぶ配電線には「地中布設」と「架空布設」の場合とがあり、それら地中配電線および架空配電線には屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線(OC)や架橋ポリエチレン電力ケーブル(CV)などが用いられています。
柱上変圧器で100Vまたは200Vの低圧に下げられてからの低圧架空電線には屋外用ビニル絶縁電線(OW)が使用されています。
電柱から消費者の軒先への引込線には引込用ビニル絶縁電線(DV)が使用されています。

OW、DV架線状況
OW、DV架線状況

配線用の電線

最終使用箇所の配線段階になると非常に多岐にわたる電線が使われています。
建築物の配線・発電所の配線・ 電気機器の配線・鉱山・炭鉱内の配線・鉄道用の配線等いろいろです。

建築物・設備配線用の電線

一般建築物の屋内配線には600Vビニル絶縁電線(IV)、ビニル絶縁ビニルシースケーブル(VV)および高圧・低圧架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CV)、また、工場等の設備・機器の制御回路には制御用ケーブル(CVV)が使われています。

ビニル絶縁ビニルシースケーブル(VV)
ビニル絶縁ビニルシースケーブル(VV)

架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CV)
架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CV)

その他の配線用の電線

鉄道用の配線として電車への電力を供給する電車線 (トロリ線)や信号用ケーブルなど各種電線・ケーブルが使われています。またビル内、トンネル内などの低圧配線用あるいはマンションの分岐回路用に、予め VVやCVをプレハブ加工した分岐付ケーブルやユニットケーブルが普及しつつあります。

みぞ付トロリ線
みぞ付トロリ線

屋内配線用ユニットケーブル
屋内配線用ユニットケーブル

通信用の電線

電気信号で情報伝達を行う電気通信のうち電線を使用して通信を行うものを「有線通信」、電線の代りに電磁波を用いて通信を行うものを「無線通信」といいます。
有線通信が最も多く使われているのは公衆電話回線網ですが、これ以外にも鉄道通信・CATV等で広く使用されています。

通信を行う情報としては音声・画像等のアナログ信号やデータ等のデジタル信号があり、これらの信号をそのまま電流の変化になおして伝送する「ベースバンド伝送方式」と、何回線分かをまとめて伝送する「多重伝送方式」があります。
一般的に後者の伝送には非常に高い周波数帯まで必要とされるため、従来は搬送用ケーブル、同軸ケーブルといった特殊なケーブルが使用されていましたが、最近では広帯域・低損失しかも無誘導という大きな特徴を有する光ファイバが広く使用されるようになりました。

電話用ケーブル

一般に市内線路用には市内ケーブルが用いられます。
主に電話局同士を結ぶ市内中継用にはPECケーブル、電話局と加入者を結ぶケーブルにはPECケーブルとCCPケーブルが使用されていますが、近年光ファイバケーブルに置き換えられつつあります。 また都市間を結ぶ市外線路には、伝送特性の良さ・多重通信の必要性から光ファイバケーブルを用いるようになりました。

PECケーブル
PECケーブル

光ファイバケーブル
光ファイバケーブル

光ファイバケーブル

光ファイバは細くて軽く、低損失で高速・大容量の情報伝達を可能とし、電磁誘導や雷害を受けず漏話が無いことから理想的な通信ケーブルと言えます。
光ファイバケーブルの応用分野は、公衆通信、電力系統の監視・制御、鉄道や道路交通の管理・制御、企業内のデータ伝送路、都市型CATV、架空地線を始め各種ケーブルとの複合化等あらゆる方面で利用され、情報伝送以外での応用等ますます応用分野が拡大されています。

同軸ケーブル

高速データやテレビ映像といった広帯域信号を伝えるためのケーブルです。
内部導体を主にポリエチレンで絶縁し、その周りを遮へいの役割を持たせた外部導体でくるんだ同心円の形をしています。CATV用同軸ケーブル・テレビ受信用同軸ケーブル・漏えい同軸ケーブル等の種類があります。

CATV用同軸ケーブル
CATV用同軸ケーブル

浅海用海底光ファイバケーブル・深海用海底光ファイバケーブル
(上)浅海用海底光ファイバケーブル(がい装付)
(下)深海用海底光ファイバケーブル(無がい装)

海底光ケーブル

海底光ファイバケーブルは海底伝送路のデジタル化、大容量化、並びに経済化等種々の利点を有しており、光ファイバの持つ低損失、広帯域、細径という特徴が最も生かされた伝送路であると言えます。
大容量ネットワーク社会の到来に備え、現在世界各地域間で次々と高密度波長多重伝送方式(DWDM)の光海底ケーブルシステムの建設が計画されています。
漁労や波浪による障害の考えられる浅海域では必要に応じ、一重または二重の鉄線がい装が施されるのが特徴です。

巻線

これまで紹介してきた電線は電力用にせよ通信用にせよ、電気エネルギーあるいは電気信号を目的の場所まで送り届ける役目の電線でした。
ところが電線の中には直接電気の伝達に関係無く、機械エネルギーを電気エネルギーに変換(発電)、あるいは電気エネルギーを機械エネルギーに変換(モータ)するためにコイル状で使用されるものがあります。
わが国ではこれを「巻線」と総称し、欧米では「Winding Wire」あるいは「Magnet Wire」と呼ばれています。
巻線は、大は発電所から、小は腕時計まであらゆる電気機械、通信機器および電子応用機器の主要な材料として極めて広い範囲に渡って使用されています。
導体に絶縁材料として綿・絹・ガラス繊維や、紙・フィルムを巻き付けた「横巻線」と、各種エナメルワニスを焼き付けた「エナメル線」に大別されます。

巻線を使用した製品
巻線を使用した製品

浅超極細エナメル線(直径0.01~0.03㎜)を使用した時計
浅超極細エナメル線(直径0.01~0.03mm)を使用した時計

機器用の電線

電気機器、電子・通信機器間の配線および機器内配線に用いられる電線です。
近年家庭用電化製品をはじめとし、各種電子機器用の電線への安全規格基準の強化、性能向上の要求等がますます強くなってきており、耐熱性・難燃性・電気特性の良い素材を用いた高品質・高信頼性の各種電線が開発され多く用いられるようになっています。

電気機器配線用の電線

屋内の電気機器に使用される各種コードや、モータなどの電源の引込みに用いられる口出線・配電盤・制御盤・信号機器等の内部に配線される機器内配線用電線・通信機器相互を接続する機ひも等の種類があります。

ビニルキャブタイヤコード
ビニルキャブタイヤコード

機ひも電話機用ビニルひも 機ひもOA用モジュラーコード
機ひも電話機用ビニルひも 機ひもOA用モジュラーコード

電子・通信機器用の電線

近年のコンピュータ・通信機器をはじめ、VTR・TV・オーディオ等の民生用電子機器の発展はますます拡大されています。
これら電子機器に使用される電線・ケーブルも、用途に応じて 多種多様のものがあります。電子機器に使用される電線は、その構造から「絶縁電線」「同軸コード」「多心ケーブル」多心ケーブルの一種である「平形電線(フラットケーブル)」の4つに大きく分類することができます。

フラットケーブル(テープ電線)
フラットケーブル(テープ電線)

多心ケーブル
多心ケーブル

輸送用の電線

自動車・航空機・船舶などはいずれも内部に発電機を備え、発電をしながら電気を使っています。 またこれらは、いずれも激しく運動する精密な機械なので故障を起こさないよう、その性能を最高度に発揮させる専用の特殊な電線が必要とされています。
自動車用電線には自動車の始動・充電・照明等のための車内配線に用いられる「低圧電線」と、エンジンの点火装置に用いられる「高圧電線」があります。いずれもたえず振動し、高温、寒冷、機械油、風雨にさらされるという悪条件下でも安定した性能が発揮できるように作られています。
自動車用電線を使用する自動車の種類と形式に応じて、配線に便利なように組み立てたものを「自動車組配線」といいます。組配線は使用場所によって各種各様ですが、「ワイヤハーネス」「ワイヤリング」「バッテリーケーブル」等と呼ばれています。
このほか航空機用や船舶にも、その厳しい使用環境考慮して安全性を確保するという面から各種の特殊な仕様の電線が使われています。

船用電線
船用電線

自動車用ワイヤハーネス
自動車用ワイヤハーネス

EM電線・ケーブル

社団法人電線工業会では地球環境保全の観点から、平成10年3月、建設省(現国土交通省)よりグリーン庁舎計画に基づき環境配慮型電線・ケーブルの開発と規格作成の要請を受け、低圧電力用・制御用および通信用の各種環境調和型電線・ケーブルの日本電線工業会規格(JCS)を作成しました。
社団法人電線工業会ではこれらの電線・ケーブルをEM電線・ケーブルと呼ぶこととしました。「EM」とはエコマテリアル(Ecomaterial)および耐燃性の意味です。
この電線・ケーブルには、

  1. 被覆材にハロゲン元素を含まないため有害なハロゲン系ガスを発生しない
  2. 鉛などの重金属を含まず土壌汚染が無い
  3. 燃焼時の発煙量が少ない
  4. 腐食性ガスを発生しない
  5. 耐熱温度が高いため許容電流を大きく取れる
等の利点があります。

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