架橋ポリエチレン ケーブル: 電力プロジェクトのための完全な購入者ガイド

架橋ポリエチレン (XLPE) ケーブルとは何ですか?

架橋ポリエチレン ケーブル (一般に XLPE ケーブルとして知られています) は、化学的または物理的架橋プロセスを経たポリエチレンで絶縁された電力ケーブルの一種です。このプロセスにより、ポリマー鎖間に強力な分子結合が形成され、標準的な PE 絶縁体と比較して材料の熱的および電気的特性が根本的に変化します。

その結果、最高の導体温度で連続的に動作できる絶縁材料が得られます。 90℃ 、以下の短絡温度に耐えます。 250℃ 、数十年の使用にわたって誘電体の完全性を維持します。これらの特性により、XLPE は世界的に中電圧 (MV) および高電圧 (HV) 送電用の絶縁材の主要な選択肢となっています。

現在のケーブル製造では、主に 3 つの架橋方法が使用されています。

• 過酸化物架橋（CVプロセス） — HV ケーブルに最も広く使用されている方法で、均一な架橋密度と優れた長期安定性を実現します。
• シラン架橋（湿気硬化） — 低電圧配電ケーブルに一般的で、コスト効率が高く、より小さな導体サイズに適しています。
• 電子線 (EB) 架橋 — 多くの場合、自動車や航空宇宙用途で、正確な制御が必要な特殊ケーブルに使用される放射線ベースのプロセス。

XLPE と PILC および EPR: どう比較しますか?

何十年もの間、紙絶縁鉛被覆 (PILC) ケーブルが地中配電の標準でした。ほとんどの新規設置では XLPE ケーブルがケーブルの代わりに使用されましたが、これには正当な理由があります。違いを理解することは、調達エンジニアやプロジェクト マネージャーが情報に基づいて調達に関する決定を下すのに役立ちます。

EPR (エチレンプロピレンゴム) は、低温における優れた柔軟性により、特定のニッチな用途、特に船上のケーブルや一部の海底設備で依然として好まれています。ただし、地上グリッド インフラの大部分では、XLPE ケーブルがコスト、パフォーマンス、設置の容易さの最適なバランスを提供します。

XLPE 電源ケーブルの主な用途

XLPE絶縁体 は、非常に広範囲の電力インフラストラクチャ プロジェクトにわたって指定されています。 1 kV の配電フィーダから最大 500 kV の超高圧送電まで、その電圧拡張性により、グリッド プランナーや開発者が利用できる単一の最も汎用性の高い絶縁システムとなっています。

実用規模の電力伝送

世界中の国家送電事業者が依存している HV および EHV XLPE ケーブル 地下および海底伝送路用。ノルウェーとドイツ間の NordLink インターコネクタや英国の Western Link HVDC ケーブルなどのプロジェクトではどちらも XLPE 絶縁を利用しており、最も要求の厳しい長距離電力伝送アプリケーションにこの技術が対応していることを実証しています。

再生可能エネルギーの統合

洋上風力発電所は、XLPE で絶縁されたアレイ間ケーブルと輸出ケーブルに大きく依存しています。タービンの定格がユニットあたり 15 MW を超えると、XLPE ケーブルの通電容量と熱回復力が重要な設計パラメータになります。陸上の太陽光発電および風力プロジェクトでも同様に、MV XLPE ケーブルを使用して、複数のインバータからの発電を相互接続点に集約します。

都市流通ネットワーク

都市が老朽化した架空線を廃止するにつれて、都市の密集した通路では XLPE 絶縁の地下ケーブルが代わりに使用されます。従来の PILC に比べて直径が小さく、重量が軽く、耐湿性に優れているため、溝入れ、接合、長期メンテナンスが簡素化されます。

産業およびデータセンターの電源

製鉄所、アルミニウム精錬所、化学工場などの重工業施設やハイパースケール データセンターは、内部配電用に大量の MV XLPE ケーブルを供給しています。連続的な高負荷動作が標準的な環境では、高い電流容量と熱安定性が非常に重要です。

電力ケーブルのサプライヤーを評価する方法

XLPE ケーブルを適切なサプライヤーから調達することは、正しいケーブル設計を指定することと同じくらい技術的に重要です。製品データシートに記載されている内容にかかわらず、標準以下の絶縁化合物、一貫性のない架橋密度、または不適切な遮蔽層は、ケーブル システムの安全性と寿命を損なう可能性があります。以下は、電力ケーブルのサプライヤーを厳密に評価するための中心的な基準です。

製造認証と規格への準拠

信頼できるサプライヤーは、国際的に認められた基準への準拠を実証しています。 XLPE ケーブルの主な参考資料は次のとおりです。

• IEC 60502 — 1 kV ～ 30 kV の定格電圧に対応する押出絶縁体の電力ケーブル
• IEC 60840 / IEC 62067 — 30 kVを超えるHVおよびEHV押し出しケーブル
• IEEE 1202 / UL 44 — 火炎伝播と断熱性能に対する北米市場の要件
• ISO9001 — 製造レベルでの品質マネジメントシステム認証

認定試験所 (KEMA、Intertek、TÜV など) からのサードパーティの型式試験レポートは、量産ケーブルが型式試験済みのサンプルと一致することを独立して検証します。

垂直統合と原材料管理

大手電力ケーブルサプライヤーは、絶縁化合物のサプライチェーンを管理しています。独自の XLPE を配合するサプライヤー、または少数の適格な配合メーカーから調達するサプライヤーは、スポット市場での購入に依存するサプライヤーよりも安定した製品品質を提供します。潜在的なサプライヤーに絶縁化合物の認定記録と処理管理を尋ねてください。

工場受け入れテスト (FAT) 機能

高額なケーブルの注文、特に HV および EHV XLPE ケーブルの場合、立会いによる工場受け入れテストを実施できるかどうかは交渉の余地がありません。サプライヤーの施設に以下が含まれているかどうかを評価します。

• 高電圧 AC および DC 耐性のテスト ベイ
• IEC規格に合わせて校正された部分放電（PD）測定装置
• タンデルタ (誘電正接) テスト機能
• 国家規格に準拠した導体抵抗測定

配送実績と物流

大規模なインフラストラクチャプロジェクトの場合、 納期厳守は多くの場合、技術的コンプライアンスと同じくらい重要です 。サプライヤーの製造能力 (生産ラインごとに km/年で測定)、ケーブル仕様の一般的なリードタイム、および輸出用の箱詰め、出荷、オンサイト配送の調整を含む大型ドラム物流の取り扱い経験を評価します。

XLPE 電源ケーブルの世界市場の状況

世界の電力ケーブル市場は約 2023年に1,800億ドル 電力網の近代化、再生可能エネルギーの拡大、輸送と産業の電化によって、2030 年まで約 6 ～ 7% の CAGR で成長すると予測されています。 XLPE 絶縁ケーブルはこの市場で支配的なシェアを占めており、そのシェアは拡大しており、交換サイクルが進むにつれて従来の絶縁システムに取って代わられています。

中国、インド、東南アジアが主導するアジア太平洋地域は、電力ケーブルにとって最大かつ急速に成長している地域市場を代表しており、中国だけで世界のケーブル消費量の40%以上を占めています。欧州市場は、洋上風力発電および国境を越えた相互接続プロジェクトによって促進されるプレミアム HV および EHV 需要が特徴です。北米における老朽化した送電網インフラの置き換えは、国内外のサプライヤーにとって数十年にわたる需要サイクルをもたらします。

サプライヤーの状況の観点から見ると、HV および EHV 部門は依然として、必要な資本設備と型式試験資格を備えた少数の認定メーカーに集中しています。 MV および LV セグメントはさらに細分化されており、地域のメーカーが価格、リードタイム、現地の規格への準拠で競争しています。プロジェクト開発者や大規模な公共事業者にとって、仕様ごとに 2 つ以上の承認済みサプライヤーを認定することは、サプライ チェーンのリスクを管理するためのベスト プラクティスと考えられます。

XLPE ケーブルの指定: エンジニアが定義する必要があるもの

正確なケーブル仕様は、調達プロセスを成功させるための基礎です。不完全または曖昧な技術要件を電力ケーブルのサプライヤーに提供すると、見積が比較できなくなり、入札の明確化が遅れ、最悪の場合、設置要件を満たさないケーブルが納品されることになります。完全な XLPE ケーブル仕様では、次のパラメータを定義する必要があります。

1. 定格電圧 (U₀/U (kV)、および Um — 最大システム電圧)
2. 導体材質 — 銅またはアルミニウム — および導体断面積 (mm²)
3. コア数 — シングルコア、3 コア、またはマルチコア
4. 断熱システム — 内側と外側の半導体スクリーンを備えた XLPE (MV 以降の場合)
5. 金属製のスクリーンまたはシース — 銅線/テープ スクリーン、鉛合金シース、またはアルミニウム シース
6. 装甲 — 鋼線装甲 (SWA)、アルミニウム線装甲 (AWA)、または装甲なし
7. 外装シースの材質と色 — 通常は黒色の HDPE または PVC、必要に応じて難燃剤または LSZH のバリエーションを使用
8. 設置方法 — 直接埋設、ダクト、トレイ、または潜水艦 — これは電流定格の選択に影響します
9. 適用規格 — IEC、IEEE、または国内公共事業仕様

この情報を事前に提供することで、電力ケーブルのサプライヤーは技術的に準拠した直接比較可能な提案を返すことができ、調達サイクルが短縮され、受注後の範囲に関する紛争のリスクが軽減されます。