(57)【要約】  電力ケーブルの耐火被覆構造は、電力ケーブルと、収容体と、収容体を覆う複数層の耐火被覆体とを備え、耐火被覆体はそれぞれが、吸熱パックと、耐火断熱材と、それら吸熱パック、耐火断熱材を覆う外被材とを含んでおり、耐火被覆体のそれぞれにおいて、吸熱パックが収容体側に位置し、耐火断熱材が吸熱パックの外側に位置し、外被材は金属箔付無機繊維クロスであり、最外側の耐火被覆体の耐火断熱材の厚さは、最外側の耐火被覆体よりも内側の全ての耐火被覆体のそれぞれの耐火断熱材の厚さよりも厚い。
2015152252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力ケーブルと
電力ケーブルを収容する収容体と
電力ケーブルを収容した収容体を覆う複数層の耐火被覆体とを備え、
前記耐火被覆体はそれぞれが、吸熱パックと、耐火断熱材と、外被材とを含んでおり、
前記耐火被覆体のそれぞれにおいては、前記吸熱パックが前記収容体側に位置し、前記耐火断熱材が前記吸熱パックの外側に位置するように設けられており、
前記外被材は金属箔付無機繊維クロスであり、
最外側の前記耐火被覆体の前記耐火断熱材の厚さは、前記最外側の耐火被覆体よりも内側の全ての前記耐火被覆体のそれぞれの前記耐火断熱材の厚さよりも厚い、
電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項２】
前記複数層の耐火被覆体の厚さ方向の総熱抵抗が１．３ｍ2・Ｋ／Ｗ以下である、
請求項１の電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項３】
前記吸熱パックは、金属箔と合成樹脂フィルムとからなる２枚の封止フィルムの間に区画形成されたセルの中に吸熱材が封止されてなり、
前記吸熱パックに封止される吸熱材は、水、または、水を含浸させたポリマー、である、
請求項１または２の電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項４】
前記吸熱パックに含まれる前記金属箔と、前記外被材の前記金属箔付無機繊維クロスに含まれる前記金属箔とは、共に、アルミニウム箔である、
請求項３の電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項５】
前記最外側の耐火被覆体の前記耐火断熱材の厚さは、２５ｍｍ〜５０ｍｍであり、前記収容体の耐火被覆施工面積１ｍ2あたりの前記耐火被覆体の積層体全体に含まれる前記吸熱パックに封止された水の量は、１６ｋｇ以上であり、それにより、３時間の耐火性能を有する、
請求項１〜４の何れか一項の電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項６】
前記耐火被覆体は４層に積層されてなる、
請求項１〜５の何れか一項の電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項７】
前記最外側の耐火被覆体の外側に、さらに金網または金属板が設けられている、
請求項１〜６の何れか一項の電力ケーブルの耐火被覆構造。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項の電力ケーブルの耐火被覆構造を形成するための施工方法であって、
前記収容体の外側に、前記耐火被覆体を１層ずつ巻き付けて固定することを繰り返し、前記複数層の耐火被覆体を得る、
電力ケーブルの耐火被覆構造の施工方法。
【請求項９】
最外側の前記耐火被覆体を巻き付けて固定した後、その外側にさらに金網または金属板を巻き付けて固定する、
請求項８の電力ケーブルの耐火被覆構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力ケーブルの耐火被覆構造およびその施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電所等に設置される電力ケーブル、特に原子力発電所内の防火区域に設置される電力ケーブルについては、災害時に原子炉の緊急停止および冷却系統の確保等、安全に停止させるための間、電力を確保することが必須と考えられており、このため、長時間の火災に耐えることができる耐火被覆を行うことが求められている。【０００３】
その一方で、電力ケーブルに電気が流れると電力ケーブルの電気抵抗によって発熱を生ずる。この熱が蓄積して電力ケーブルの温度が上昇すると、電力ケーブルに流すことができる電流が低下し、必要な電力を確保できなくなる危険性を生ずる。従って、このような電力ケーブルの耐火被覆においては、電力ケーブルを流れる電流によって生ずる熱の蓄積を緩和して電力ケーブルの温度が上昇し過ぎるのを防止することができなければならない。【０００４】
すなわち、電力ケーブルを流れる電流によって生ずる熱の蓄積を緩和して電力ケーブルの温度が上昇し過ぎるのを防止するとともに、火災の時には、それに加えて火災から電力ケーブルを保護し火災の熱による電力ケーブルの温度上昇を抑制する、という相反する機能が求められている。【０００５】
電力ケーブルではない一般的な電線に対する耐火被覆としては、電線管を吸熱パックと無機繊維混合マットの様な耐火断熱材とを用いて被覆する技術が知られている（特許文献１）。しかし、このような耐火被覆構造をそのまま電力ケーブルに適用し、長時間の火災にも耐えるような耐火被覆を行おうとすると、耐火被覆層の厚さが厚くなり、電力ケーブルに電気が流れることによって生ずる熱が蓄積するので電力ケーブルが過熱してしまい、流すことができる電流が低下するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１３５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、火災時の熱から電力ケーブルを保護することができ、かつ電力ケーブルを流れる電流によって生ずる熱の蓄積を緩和して電力ケーブルの温度が上昇し過ぎるのを防止することができる、電力ケーブルの耐火被覆構造およびその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するため、本発明の電力ケーブルの耐火被覆構造は、電力ケーブルと電力ケーブルを収容する収容体と電力ケーブルを収容した収容体を覆う複数層の耐火被覆体とを備え、前記耐火被覆体はそれぞれが、吸熱パックと、耐火断熱材と、外被材とを含んでおり、前記耐火被覆体のそれぞれにおいては、前記吸熱パックが前記収容体側に位置し、前記耐火断熱材が前記吸熱パックの外側に位置するように設けられており、前記外被材は金属箔付無機繊維クロスであり、最外側の前記耐火被覆体の前記耐火断熱材の厚さは、前記最外側の耐火被覆体よりも内側の全ての前記耐火被覆体のそれぞれの前記耐火断熱材の厚さよりも厚い。
さらに、同目的を達成するための本発明の電力ケーブルの耐火被覆構造の施工方法は、前記収容体の外側に、前記耐火被覆体を１層ずつ巻き付けて固定することを繰り返し、前記複数層の耐火被覆体を得ることで、上述した本発明に係る電力ケーブルの耐火被覆構造の施工を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、火災時の熱から電力ケーブルを保護することができ、かつ電力ケーブルを流れる電流によって生ずる熱の蓄積を緩和して電力ケーブルの温度が上昇し過ぎるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の電力ケーブルの耐火被覆構造を示す斜視図である。
【図２】耐火被覆体の構成を示す図である。
【図３】吸熱パックの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に関する、図１と同態様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の電力ケーブルの耐火被覆構造を示す斜視図である。電力ケーブルの耐火被覆構造１は、電力ケーブル３と、電力ケーブル３を収容する収容体５と、電力ケーブル３を収容した収容体５を覆う複数層の耐火被覆体７，９，１１，１３とを備える。
【００１３】
本実施の形態１では、一例として、４層の耐火被覆体が用いられている例を示す。また、本実施の形態１では、収容体５は、内部に電力ケーブルが収容されている電線管である。
【００１４】
図２は、耐火被覆体の構成を示す図である。耐火被覆体７，９，１１，１３はそれぞれ、相互に積層された吸熱パック２１および耐火断熱材２３と、これら吸熱パック２１および耐火断熱材２３を覆う外被材２５とを備えた柔軟性を有するシート状（布団状）の部材である。そして、耐火被覆体７，９，１１，１３はそれぞれ、被覆対象を覆うとき、吸熱パックが内側（被覆対象側）に位置し、耐火断熱材２３が外側に位置する表裏関係で、用いられる。柔軟性を有するとは、耐火被覆体を電力ケーブル３が配置された電線管（収容体５）または後述するケーブルトレイ（収容体１０５）に巻き付けて施工することができることを意味する。本実施の形態１では、耐火被覆体７，９，１１，１３のそれぞれとして、アクアカバー（登録商標）が用いられる。
【００１５】
耐火被覆体７，９，１１，１３のそれぞれにおいては、耐火断熱材２３の表面（吸熱パック２１側と反対側の面）と、吸熱パック２１の表面（耐火断熱材２３側と反対側の面）の一部（耐火被覆体の周端を構成する端部近傍部分）とが、外被材２５によって覆われている。外被材２５は、耐火断熱材２３の表面を保護するためのものであり、火災等による外部からの輻射熱を反射する金属箔と、金属箔を補強する無機繊維クロスとを一体化したものが好適に用いられる。外被材に用いられる金属箔としては、例えばアルミニウム箔が好適であり、厚さは０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍが好適である。無機繊維クロスとしては、ガラス繊維やセラミック繊維等のクロスが好適に用いられ、厚さは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍが好適である。外被材は、無機繊維クロスが後述する耐火断熱材と当接するようにして耐火断熱材と積層される。
【００１６】
耐火断熱材２３は、前記したとおり柔軟性を有している必要がある。従って、耐火断熱材２３としては、マット状、ブランケット状またはフェルト状の無機繊維からなる耐火断熱材が好適に用いられる。また、無機繊維としては、ロックウール等のガラス質繊維やセラミック繊維等が好適に用いられる。具体的には、例えばＪＩＳ Ｒ ３３１１適合のセラミックファイバーブランケットなどが好適である。耐火断熱材２３は、火災等の外部からの熱が内部に伝達しにくくする役割を有する。しかし、耐火断熱材２３のみで耐火被覆構造を形成すると、電力ケーブルに流れる電流によって発生する熱が蓄熱してしまう。そこで、本発明では、耐火断熱材２３と後述する吸熱パック２１とを積層して用いることにより、電力ケーブルから発生する熱が蓄熱することを抑制している。
【００１７】
耐火断熱材２３は、密度が９０ｋｇ／ｍ3〜１６０ｋｇ／ｍ3であるのがよい。密度が９０ｋｇ／ｍ3を下回ると、断熱性能が不十分となることがある。また、密度が１６０ｋｇ／ｍ3を上回ると柔軟性が低下するので、耐火被覆体７，９，１１，１３を、電力ケーブル３または収容体５の外側に巻き付け施工しにくくなる。耐火断熱材２３の厚さは、必要とされる耐火性能によって異なるが、耐火性能を電力ケーブルの耐火被覆構造として原子力発電所内の防火区域で要求される耐火性能である３時間耐火とした場合、耐火被覆構造で用いられる各耐火断熱材の厚さの合計を４０ｍｍ以上とするのが好適である。耐火断熱材２３を厚くすればするほど耐火性能は高くなるが、厚さ方向の熱抵抗が大きくなるため電力ケーブルから発生する熱が蓄熱し電力ケーブルの温度が上昇しやすくなる。これを考慮すると、前記複数層の耐火被覆体の各耐火断熱材の厚さの合計は、所望する耐火性能にかかわらず６０ｍｍ以下とするのが好適である。
【００１８】
電力ケーブルの耐火被覆構造１は、耐火被覆体７，９，１１，１３を積層して形成されている。そして耐火被覆体７，９，１１，１３における耐火断熱材の主たる役割は、火災等の外部からの熱を内部に伝達しにくくすることにある。従って、前記した耐火断熱材２３の総厚のうち、最も外側の層を形成する前記耐火被覆体１３の耐火断熱材２３の厚さを、それよりも内側の層を形成する前記耐火被覆体７，９，１１の耐火断熱材２３の厚さよりも厚くするのが好適である。ただし、耐火断熱材２３の総厚には上記したとおり上限があることから、最も外側の層を形成する前記耐火被覆体１３の耐火断熱材２３の厚さを厚くしすぎると、それよりも内側の耐火断熱材２３の厚さが薄くなりすぎ、後述する吸熱パックを多層に配置する効果が薄れてしまう。吸熱パック２１を多層に配置する効果を有効に発揮させるためには、耐火被覆体７，９，１１，１３それぞれの耐火断熱材２３の厚さは最低でも５ｍｍ以上とするのが好適である。
【００１９】
図３は、吸熱パックの構成を示す図である。吸熱パック２１は、２枚の封止フィルム３１の間に区画形成されたセルの中に吸熱材３３が封止された材料であり、火災等の外部からの熱によって温度が上昇すると封止が解かれ、封止されていた吸熱材が作用して、内部の温度上昇を抑制する。封止フィルム３１には、ナイロンフィルムやポリエチレンフィルム等の様な合成樹脂フィルム４１の間にアルミニウム箔等の金属箔４３をサンドイッチ構造に挟持したフィルムを用いることができる。
【００２０】
吸熱パック２１は、このような２枚の封止フィルム３１の間に区画形成されたセルの中に吸熱材３３を封止し、周囲をヒートシールすることにより形成されている。封止される吸熱材３３としては、水または水を含浸させたポリマー、あるいは水酸化アルミニウムのような所定温度で脱水反応を生ずる物質等を用いることができるが、水または水を含浸させたポリマーが好適である。セルは、一辺が５ｃｍ〜１０ｃｍの方形であるのが良い。吸熱パック２１の封止は、少なくとも９０℃以上、好適には９５℃以上で解除される。封止が解除される温度が低いと、電力ケーブルから発生する熱により封止が解除されてしまい、火災時に吸熱材が十分に作用しない可能性がある。また、封止される吸熱材３３が水または水を含浸させたポリマーである場合、１００℃以下で吸熱材３３の封止が解除されるのが好ましい。封止が解除される温度が１００℃を上回ると、セル内部の水蒸気圧によってセルが破裂して封止が解除されるため、周囲の耐火断熱材２３が損傷を受け、耐火性能が低下する可能性があるからである。
【００２１】
吸熱パック２１の厚さは５ｍｍ〜１０ｍｍであるのがよい。吸熱パック２１の厚さが５ｍｍを下回ると、吸熱パック２１の厚さ方向における断面に占める封止フィルム３１の比率が高くなり、所望の耐火性能を得るための耐火被覆構造における吸熱パック２１全体の厚さが厚くなるので好ましくない。また、吸熱パック２１の厚さが１０ｍｍを上回ると、耐火被覆体７，９，１１，１３を電力ケーブル３が配置された収容体５に巻き付け施工しにくくなる。
【００２２】
吸熱パック２１に封止される吸熱材３３の量は、必要とされる耐火性能および吸熱材３３の種類によって異なるが、耐火性能を電力ケーブル３の耐火被覆構造として原子力発電所内の防火区域で要求される耐火性能である３時間耐火とし、吸熱材３３を水または水を含浸させたポリマーとした場合、電力ケーブル３が配置された収容体５の施工面積１ｍ2あたりの耐火被覆体７，９，１１，１３の積層体全体に含まれる吸熱パック２１に封止された水の量は、３時間の耐火性能を必要とする場合少なくとも１６ｋｇを必要とする。
【００２３】
耐火被覆構造全体の厚さは、施工性を考慮すれば８０ｍｍ以下であることが好適である。通常、電力ケーブルの耐火被覆は、電力ケーブルを設置した後に行う。このため、作業空間に制限を受けることが多いからである。従って、本実施の形態では、耐火被覆体７，９，１１，１３の積層体全体に含まれる耐火断熱材２３と吸熱パック２１に封止される吸熱材３３とのバランスが重要となる。耐火断熱材２３が多くなりすぎると、電力ケーブルに流れる電流によって発生する熱が蓄熱し易くなるとともに吸熱材３３による温度上昇抑制効果が低下する。一方、吸熱パック２１に封止される吸熱材３３の量を増加させると、耐火断熱材２３の厚さが薄くなるので、火災の際に外部からの熱によって比較的短時間で吸熱パック２１の封止が解かれ、外部からの熱による電力ケーブル３の温度上昇が早まる。なお、本明細書において厚さや総厚は、収容体を中心とした半径単位でみたものである。つまり、一方の外端から中心を通り他方の外端に至る範囲でみた寸法ではなく、中心から何れか一方向の外端に至る範囲でみた寸法を示す。また、厚さや総厚の記載は一般部の寸法を示すものであり、実施工において発生する目地部の重ね部分など、一般部と厚さが大きく異なる部位まで含むものではない。
【００２４】
また、電力ケーブル３に流れる電流によって発生する熱の蓄熱を抑制するためには、積層された耐火被覆体７，９，１１，１３の厚さ方向の総熱抵抗を１．３ｍ2・Ｋ／Ｗ以下とするのが好適である。なお、積層された耐火被覆体の厚さ方向の総熱抵抗とは、耐火被覆構造を構成する個々の耐火被覆体について、巻き付け状態にする前または積層状態にする前の平面的に延びた状態における厚さ方向の熱抵抗を求め、それら個々の熱抵抗を、積層分合計した値であり、本発明の耐火被覆構造における耐火被覆体の構成を検討する際の目安としている。厚さ方向の総熱抵抗が小さいほど、電力ケーブル３に流れる電流によって発生する熱の蓄熱を抑制できるが、一方、火災等の外部の熱が電力ケーブル３に伝わり易くなるという問題を生ずる。本実施の形態では、外部からの熱が、電力ケーブルの耐火被覆構造１の内部に伝達し所定の温度に達すると、吸熱パック２１の封止が解除され、封止を解除された吸熱材３３の吸熱効果によって、外部からの熱が、さらに内部に伝達することを抑制する。この吸熱効果を十分に発揮させるためには、吸熱パック２１を多層に配置するとともに、各吸熱パック２１の間に耐火断熱材２３を設け、外部からの熱によって、まず一番外側に配置された吸熱パック２１の封止が解除され、封止が解除された吸熱パック２１の吸熱材３３による吸熱効果により、それよりも内側の温度上昇を抑制し、一番外側の吸熱材３３の吸熱効果が失われた後、その内側に配置された吸熱パック２１の封止が解除さるようにし、これを繰り返すことにより、各層の吸熱材３３が時間をおいて吸熱効果を生ずるようにするのがよい。そこで、本実施の形態においては、それぞれが外被材２５、耐火断熱材２３、吸熱パック２１を含む柔軟性を持った複数のマット状の耐火被覆体７，９，１１，１３を、それぞれの耐火被覆体７，９，１１，１３に関して、吸熱パック２１が耐火断熱材２３よりも被覆対象側（内側）に位置する表裏関係で、多層に積層して耐火被覆構造を形成している。なお、耐火被覆体７，９，１１，１３を構成する外被材２５と耐火断熱材２３とは、外被材２５の無機繊維クロスと耐火断熱材２３とが当接して積層されており、マット状の耐火被覆体の端部は、外被材で被覆されていてもよい。
【００２５】
本実施の形態では、前記した耐火被覆体７，９，１１，１３を、電力ケーブル３が配置された収容体５の外周に、順次、１層ずつ巻き付けて固定することを繰り返し、所望の層数が積層されて、電力ケーブルの耐火被覆構造１が形成される。ここで、巻き付けた耐火被覆体７，９，１１，１３の固定は、例えば、耐火被覆体７，９，１１，１３の端部同士を重ね合わせてアルミニウム箔付ガラスクロステープ等の金属箔付無機繊維クロステープで止めつけた後、針金等を耐火被覆体７，９，１１，１３の上から巻き付けて行えばよい。
【００２６】
このようにして形成した最も外側の層の耐火被覆体１３の外面を、金網５１（例えば亀甲金網）または金属板で被覆するのが好適である。火災の最中に耐火被覆体の一部が脱落し、耐火性能が低下するおそれを防止することができるからである。屋内の電力ケーブルに耐火被覆する場合には金網で十分であるが、屋外や屋内であっても原子力発電所で除染を行う可能性のある場所等においては、金属板で被覆するのが好適である。
【００２７】
以下に、具体的実施場面の一例として、原子力発電所内の防火区域で要求される３時間耐火の耐火性能を満たす、電力ケーブルの耐火被覆構造、および、その施工方法について、より詳細を説明する。
【００２８】
本実施の形態１における３時間耐火の耐火性能を満たす電力ケーブルの耐火被覆構造１は、内側（収容体５に近い側）から第１層の耐火被覆体７、第２層の耐火被覆体９、第３層の耐火被覆体１１が何れも、厚さ１３ｍｍのアクアカバー（登録商標）（セラミックファイバーブランケット：厚さ６ｍｍ、吸熱パック：厚さ７ｍｍ・高吸水ポリマー含浸水封入・水量４．８ｋｇ／ｍ2、外被材：アルミニウム箔付ガラスクロス厚さ０．２ｍｍの構成）、第４層（最外層）の耐火被覆体１３が、厚さ３２ｍｍのアクアカバー（登録商標）（セラミックファイバーブランケット：厚さ２５ｍｍ、吸熱パック：厚さ７ｍｍ・高吸水ポリマー含浸水封入・水量４．８ｋｇ／ｍ2、外被材：アルミニウム箔付ガラスクロス厚さ０．２ｍｍの構成）であり、それらの目地部については、円周方向、長手方向、共に５０ｍｍ以上ラップさせておき、目地をアルミニウム箔付ガラスクロステープ５５（厚さ０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、幅５０ｍｍ〜１００ｍｍ）で固定し、ステンレス鋼線５３（線径０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）にて３００ｍｍ以下の間隔にて緊縛した後、最外層にステンレス亀甲金網５１（線径０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ、目合８ｍｍ〜４０ｍｍ）で仕上げる。なお、２層目以降の耐火被覆材の目地部は、前層の目地と重ならないように施工する必要がある。
【００２９】
表１に示す実施例１の構成の試験体を以下の手順で作成した。まず、収容体として外径が１０４ｍｍ、長さが２ｍの鋼製電線管を用い、その中に電力ケーブルを模したケーブル線（直径約２０ｍｍ）を４本通した。次に、第１層の耐火被覆体として厚さ１３ｍｍのアクアカバー（登録商標）（セラミックファイバーブランケット：厚さ６ｍｍ、吸熱パック：厚さ７ｍｍ・高吸水ポリマー含浸水封入・水量４．８ｋｇ／ｍ2、外被材：アルミニウム箔付ガラスクロス厚さ０．２ｍｍの構成）を取付けた。取付けの際には、空気層ができない様に収容体にできるだけ密着させて取付けた。また、目地部は円周方向、長手方向共に５０ｍｍ以上ラップさせ、目地にはアルミニウム箔付ガラスクロステープ（厚さ約０．１５ｍｍ、幅７５ｍｍ）を貼った。耐火被覆体の緊縛にはステンレス鋼線（線径０．６６ｍｍ）を使用し、緊縛の間隔を２００ｍｍ〜３００ｍｍとした。なお、ステンレス鋼線の結び目は、アルミニウム箔付ガラスクロステープで覆った。さらにその上から第２層〜第４層の耐火被覆体を、順次第１層と同じ手順で取り付けた。第２層および第３層の耐火被覆体は、第１層と同じ厚さ１３ｍｍのアクアカバー（登録商標）を使用し、第４層の耐火被覆体のみ厚さ３２ｍｍのアクアカバー（登録商標）（セラミックファイバーブランケット：厚さ２５ｍｍ、吸熱パック：厚さ７ｍｍ・高吸水ポリマー含浸水封入・水量４．８ｋｇ／ｍ2、外被材：アルミニウム箔付ガラスクロス厚さ０．２ｍｍの構成）を使用した。最後に、補強材としてステンレス亀甲金網（線径０．４ｍｍ、目合１６ｍｍ）で仕上げた。また、表１に示す参考例１の構成の試験体として、実施例１の第３層の耐火被覆体を厚さ３２ｍｍのアクアカバー（登録商標）とし、第４層の耐火被覆体として厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット（ＪＩＳ Ｒ ３３１１：１号）を単体で用い、その外側に保護材としてアルミニウム箔付ガラスクロスを１回巻いた以外は実施例１と同じ手順で作成した。さらに、表１に示す参考例２の構成の試験体として、実施例１と同様の鋼製電線管およびケーブル線を用い、耐火被覆体として厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット（ＪＩＳ Ｒ ３３１１：１号）を単体で用い、２枚重ねにして６層（総厚３００ｍｍ）巻いて固定し、その外側に保護材としてアルミニウム箔付ガラスクロスを１回巻いたのち、補強材のステンレス亀甲金網で仕上げたものを作製した。各層の固定は実施例１と同じ手順で行った。
【００３０】
次に、本実施の形態の電力ケーブルの耐火被覆構造の耐火性能の実証試験結果を説明する。発電所等に設置される電力ケーブル、特に原子力発電所内の防火区域に設置される電力ケーブルについては、災害時に原子炉の緊急停止および冷却系統の確保等、安全に停止させるための間、電力を確保することが必須と考えられることから、長時間の火災に耐えることができる耐火被覆を行うことが求められている。原子力規制委員会が定めた実用発電用原子炉およびその附属施設の火災防護に係る審査基準（平成２５年６月１９日制定）においては、火災防護対象ケーブルを３時間以上の耐火性能を有するバリヤ等で分離することが求められていることから、本発明における目標耐火性能を３時間の加熱に耐える性能とした。
【００３１】
【表１】
2015152252.tif 000003
【００３２】
表１に示す実施例１、参考例１および参考例２について、一般的な建築部位に要求される耐火性能を評価する耐火試験で用いられるＩＳＯ８３４標準加熱曲線に準拠した３時間加熱耐火試験を行った。その具体的な内容は次のとおりである。
【００３３】
＜耐火試験の合否＞
耐火試験は、上記試験体それぞれに対し、以下の＜加熱炉＞によって、以下の＜加熱条件＞に基づき、以下の＜測定方法＞によって、測定値が、以下の＜判定基準＞を満足した場合に合格とする。
【００３４】
＜加熱炉＞
（１）加熱は、以下の＜加熱条件＞に規定する温度の時間的変化を、試験体の全面にほぼ一様に与えられるようなものとする。
（２）バーナーにより加熱する。
（３）炉内温度を測定するための熱電対を、加熱炉内部において均等になるように炉内に設置する。その際、各熱電対の感熱点（先端）が、それぞれ試験体表面から１００ｍｍ離れた位置になるようにする。
【００３５】
＜加熱条件＞
炉内に設置された熱電対によって測定した温度の時間経過が、許容誤差内で次の式で表される数値となるように加熱する。
Ｔ＝３４５ｌｏｇ１０（８ｔ＋１）＋２０
この式において、Ｔは平均炉内温度（℃）、ｔは試験の時間経過（分）とする。なお、前記平均炉内温度とは、炉内に設置された各熱電対により測定した温度を平均した温度をいう。
【００３６】
＜測定方法＞
温度の測定は１分以内ごとに行うものとし、試験体中央の電線管に配置した電力ケーブルの表面の温度を測定する。
【００３７】
＜判定基準＞
３時間の加熱を実施し、試験終了時まで、電力ケーブルの表面温度が１５０℃以下であることを第１判定基準として設定した。ただし、こうした構造物の耐火性能を評価する試験では、構成材料および施工のバラつきを考慮し、より確かな性能を担保するため判断基準として、設定した第１判定基準の温度に対し１割の安全値をとった第２判定基準を設けて評価する考え方が普及している。そこで、本試験においても第２判定基準を同１３５℃以下であることと設定した。したがって、第１判定基準の充足を３時間耐火試験合格の最低条件とし、さらに安全性を確保できているかを第２判定基準で評価することとした。第１判定基準の１５０℃は、一般的な電力ケーブルの絶縁材に使用されている耐熱ビニルが軟化する温度を参考に設定した。
【００３８】
試験結果を、以下の表２に示す。
【００３９】
【表２】
2015152252.tif 000004
【００４０】
実施例１の試験体は、試験開始から３時間加熱終了時までの電力ケーブル表面温度が最大１１７．０℃であり、上記＜判定基準＞の第１判定基準を満足しており、さらに第２判定基準も満足していることから、安全性を確保したレベルでの合格判定であった。参考例１の試験体は、３時間加熱終了時までの電力ケーブル表面温度が最大１３５．２℃であり、上記＜判定基準＞の第１判定基準を満足しており、合格判定ではあるが、第２判定基準を満足するには至っていないことから、安全性には若干の不安が残る評価結果となった。参考例２の試験体は、３時間加熱終了時までの電力ケーブル表面温度が最大１６１．９℃であり、上記＜判定基準＞の第１判定基準を満たしていないため、不合格であった。
【００４１】
次に、実施例１、参考例１および参考例２について、それぞれの耐火被覆構造における厚さ方向の総熱抵抗（２０℃）の計算結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
通常使用時において、電力ケーブルを流れる電流によって生ずる熱の蓄積を緩和し、電力ケーブルの温度が上昇し過ぎるのを防止するためには、耐火被覆構造における厚さ方向の総熱抵抗を１．３ｍ2・Ｋ／Ｗ以下にすることが好ましいと考えられる。これは、厚さ方向の総熱抵抗が１．３ｍ2・Ｋ／Ｗを越える耐火被覆構造とした場合、通常使用時における電力ケーブルの温度上昇に悪影響を生じる可能性が高いためである。実施例１および参考例１は、共に上記３時間耐火試験の結果では第１判定基準を満たす耐火防護性能を有していたが、参考例１の耐火被覆構造は厚さ方向の総熱抵抗が１．３５ｍ2・Ｋ／Ｗと大きいため、通常使用時における電力ケーブルの過熱防止のための熱放散を好ましいレベルに維持することができない。また、参考例２については、上記３時間耐火試験に不合格であったのに加え、厚さ方向の総熱抵抗が、基準とする１．３ｍ2・Ｋ／Ｗの３倍以上という大きな値となった。参考例２のように耐火断熱材のみで上記３時間耐火試験に合格するためには、耐火被覆の総厚をさらに分厚くしなければならず、その結果、本発明の対象である電力ケーブルの過熱防止を必要とする耐火被覆構造においては、十分な熱放散性能を確保することができない。すなわち、火災時における高い耐火性能と通常使用時における電力ケーブルの過熱防止を両立させるためには、実施例１のように吸熱パックと耐火断熱材と外被材からなる耐火被覆体の積層による本発明の耐火被覆構造が極めて有効といえる。
なお、各耐火被覆体の平面的に延びた状態における厚さ方向の熱抵抗は、以下の式により算出した。
【００４４】
【数１】
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【００４５】
上記熱抵抗の計算には、各耐火被覆体の２０℃における熱伝導率（λ）として以下の値を用いた。
厚さ１３ｍｍのアクアカバー（登録商標）：λ＝０．０７３５Ｗ／ｍ・Ｋ
厚さ３２ｍｍのアクアカバー（登録商標）：λ＝０．０５２４Ｗ／ｍ・Ｋ
厚さ２５ｍｍのセラミックファイバーブランケット：λ＝０．０６４６Ｗ／ｍ・Ｋ
【００４６】
以上より、本実施の形態１に係る電力ケーブルの耐火被覆構造によれば、火災時、複数層の耐火被覆体に関し、外側の耐火被覆体から順次、耐火作用が発揮され、つまり、外側の耐火被覆体から順次、吸熱パックの封止が解除され吸熱パック内の水分が耐火断熱材に浸み出し蒸発潜熱で温度上昇が抑制され、その間、その内側の耐火被覆体の吸熱パックは保持される。すなわち、好適な耐火作用が得られるかは、いかに内側の耐火被覆体の吸熱パックをできるだけ封止解除させずに長持ちさせることができるかにかかっているところ、本実施の形態では、複数層の耐火被覆体を設けることで外側の耐火被覆体から順次、耐火作用が発揮され、しかも、外側の耐火被覆体の耐火断熱材が最も厚くなっていることで、好適な耐火作用が得られるようになっている。また、吸熱パックと耐火断熱材を併用した耐火被覆体を複数層設ける構成は、必要な耐火性能に対して耐火被覆構造全体の厚さを抑えることができ、厚さ方向の熱抵抗も比較的小さくできることから、電力ケーブルの耐火被覆構造として必要な放熱作用も確保することができる。すなわち、耐火作用と放熱作用との両立を図り、つまり、火災時の熱から電力ケーブルを保護することができ、かつ電力ケーブルを流れる電流によって生ずる熱の蓄積を緩和して電力ケーブルの温度が上昇し過ぎるのを防止することができる。
３時間の耐火性能の場合、耐火被覆体を３層ないし４層に積層した耐火被覆構造が好ましく、特に４層とするのがよい。
【００４７】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について、図４に基づいて説明する。図４は、本実施の形態２に関する、図１と同態様の図である。なお、本実施の形態２は、以下に特に説明する部分を除いては、上述した実施の形態１と同様であるものとする。
【００４８】
電力ケーブルの耐火被覆構造１０１は、収容体１０５として、上部が開放されたケーブルトレイが用いられている。縦断面が概ねコ字状のケーブルトレイの底面上に、複数の電力ケーブル３が並んで載置されている。そして、これらの外側に、上記実施の形態１と同様な耐火被覆体７，９，１１，１３が設けられている。このように、本発明は、管タイプの収容体に限らず、トレイタイプの収容体にも実施することができる。なお、トレイタイプの収容体に本実施の形態に係る耐火被覆構造を施工する場合には、トレイ上部の開放部分を保護するようアルミニウム箔付ガラスクロス等の金属箔付無機繊維クロスを下地として収容体に巻きつけて固定した後、第１層の耐火被覆体から順に施工していくのがより好適である。
【００４９】
また、かかる本実施の形態２のトレイタイプの電力ケーブルの耐火被覆構造１０１についても、上記実施例１と同様な３時間耐火試験を行ったところ、３時間加熱試験時の電力ケーブル表面最高温度は１０２．９℃（到達時間：１８０分）であり、判定基準を満たしていた。また、耐火被覆の厚さ方向の総熱抵抗を計算した結果、目標値である１．３ｍ2・Ｋ／Ｗ以下であった。
【００５０】
以上、好ましい実施の形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想および教示に基づいて、当業者であれば、種々の改変態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【００５１】
１、１０１  電力ケーブルの耐火被覆構造、３  電力ケーブル、５  収容体、７，９，１１，１３  耐火被覆体、２１  吸熱パック、２３  耐火断熱材、２５  外被材、３１  封止フィルム、３３  吸熱材、４３  金属箔、５１  金網。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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