電線
電線(でんせん、electrical wire)とは、電気を導くための線のこと。
電気を伝送するための線状の部材である(出典の ページ番号が必要)。
主たる素材として用いられるのは銅、銅合金、アルミニウムなどの良導体である
電線は大別すると、電力を輸送する電力用電線、電気信号を伝送する通信ケーブル、モータや発電機などの内部にありコイル状に巻かれていてエネルギー変換に使われる巻線がある。
単線の太さは、アメリカやイギリスでは番号で表示しアメリカではAWG(American Wire Gauge、別名Brown and Sharpe's Gauge)、イギリスではSWG(Standard Wire Gauge)が用いられる。
一方、日本では直径をミリメートルで表す。たとえばAWG「ナンバー10 (#10)」は直径2.588ミリメートルに相当し、SWGの「ナンバー10 (#10)」は直径3.251ミリメートルに相当する。
18世紀の初頭に自然哲学者たちは静電気の実験をさかんに行い、その応用を探っていた。
そういった人々のひとり、イギリスの王立協会フェローのスティーヴン・グレイは1730年、湿った麻紐を乾いた絹糸で吊るしたものを使って伝導と絶縁の原理を実演して見せた。そしてこの湿った麻紐で数百フィートの距離でも静電荷を伝えられることを発見した。麻紐を乾いた絹糸で吊ると実験がうまくゆくが、金属線で吊ると電気が失われてしまうことも発見し、絶縁体と導体の区別も始まった。湿った麻紐の代わりに金属線を使用すると数マイルの長さの先まで電荷を伝えることもできた。
このシステムを6年後にジョン・ウッズが改良。
1747年にウィリアム・ワトソンが2マイルの長さのワイヤーを設置。この電線は昔のウェストミンスター橋を経由してテムズ川へとつながれ、電線の端には助手が立ち、片方の手でワイヤーの端を持ち、もう片方の手に金属棒を持ちその棒でテムズ川の水に触れた。この回路が電気を通すことを実証するためにワトソンはライデン瓶からの静電気放電を行い、「予想されていた結果を完全に立証した」と報告した。
1795年にスペインのフランシスコ・サルヴァ(Don Francisco Salva)が科学アカデミーに提出した論文には紙を絶縁体として使う技法の開発の経緯およびそれを実際に初めて使った記録が残されており、電信の実験を説明するくだりでは地中に埋設するケーブルで伝送を行う技法も開示されているのである。
サルヴァは電信で22種のアルファベットを送信するためにはそれぞれの文字に1本づつワイヤーが必要だったので計22本のワイヤーが必要となり、ワイヤ1本づつをピッチでコーティングした紙のカバーで覆ったものを作り、それを束ねた、と説明している(電線をある程度高い位置に敷設しても子供がいたずらをするから、その意味でもコーティングによる絶縁は必要だ、というようなことも説明されている)
サルヴァは次のようなことも書いた。
ワイヤーケーブルというのは実際には地中のチューブの中に設置することができ、その場合、絶縁をよりしっかりするために樹脂のコートによって一重あるいは二重に覆われなければならない。
この着想はスペインのマドリッドとアランフエスを結ぶ26マイルの電信線となって実現し、電信による通信に成功した(そして地中に敷設することで見えなくなり子供たちのいたずらも防げた。)
パヴェル・シリングは19世紀の(バルト・ドイツ人系の)ロシア人外交官で技術者であり、電信技術にかかわったり地雷の電気的な起爆の技術にもかかわっていたが、水中ケーブルのプロトタイプを開発し、それを「subaqueous galvanic conducting cord 水中ガルバニック導電コード」と呼んだ。そしてそれをナポレオン戦争の時期にネヴァ川とセーヌ川で地雷を起爆させるために使った。シリングの水中ケーブルは銅線を絶縁体となるインド産のゴムで覆いニスで仕上げたものだった、と言われている。
アメリカで確認可能な最初期の電線の使用はおそらく1844年にワシントンDCとメリーランド州ボルチモアの間に引かれた商用の電信線である。この最初期のケーブルは鉄製で、製造が難しかった。このころは、鉄製のケーブルの滑りを良くして生産性を向上させるために硫酸銅を使って薄い銅コーティングをほどこしたりしていた。しばらくするうちに銅のほうが鉄よりも電気の伝導性能が良いということが理解されるようになり、電線の素材として鉄に代わって銅が使われるようになった。
そして1913年までに国際電気標準会議(IEC)がIACS(International Annealed Copper Standard 国際焼きなまし銅標準)を確立し、これが100 %の電気伝導率(導電率)の基準となった。
日本における最初の電線製造についてははっきりしない。初めてかどうかはともかくとして、年代が確認できる電線製造としては1832年(天保3年)に大坂において
平川製線(現在は理研電線株式会社)の先祖にあたる人物が銅線をつくっていたことは確認できる。あとは1854年(安政元年)に京都で津田電線の津田幸兵衛が銅線を水車を用いて引き始めたことも確認できる。明治元年前後に作られた国産電信機には細い絹巻線が使われた。
1873年(明治6年)には明治政府主導で工部大学校(現在の東大工学部の前身)が東京に開校し6学科が設置され、そのひとつに電信学科(電気学科)もあり、イギリス人教師(主にウィリアム・エドワード・エアトン)から電気や電線についても講義が行われた。同校の電気工学科第2期生の岩田武夫は工部大学校の学生時代から青函海峡(青森-函館間)のケーブル工事にたずさわった。電気工学科第3期生の中野初子(なかの・はつね) は卒業後、帝国大学の助教のちに教授となり高圧送電を成し遂げた。同学科第3期生の藤岡市助は在学中の1878年に日本初のアーク灯点灯実験に参加し後に「日本の電気、電灯の父」と言われるようになった。同じく第3期生の浅野応輔は卒業直後に工部大学校の教授となり、後にいくつか勤務先を経て1899年(明治32年)には東京帝国大学工科大学(現:東京大学工学部)の教授となり、海底ケーブル敷設工事や銅線の絶縁体等の研究に実績を上げた。
1887年(明治20年)、東京電燈は既に完成していた第1電灯局に続き第2電灯局が完成し架空電線による電力の供給を始めた。
電力を供給するために使用される電線。
裸電線とは、被覆がなく導体がそのままむき出しになっているもの。多くの使用環境で空気による空間が絶縁体となる。人体が接触することによる感電や、漏電、短絡などの危険があるが、電線のどの場所からも電力を取り出せる利点がある。
鋼心アルミより線(ACSR:Aluminium Conductors Steel Reinforced)
銅合金より線 - 銅線
光ファイバ複合架空地線(OPGW:Optical Ground Wire)
OPGWはその呼称のとおり地線(アース線)として用いられる。
架線(架空電車線)
絶縁電線とは、導体が絶縁体で覆われているもの。
屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線(OC:Outdoor Crosslinked polyethylene)
屋外用ポリエチレン絶縁電線(OE:Outdoor polyethylene)
高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線(PDC:Plane transformer Drop wire Crosslinked polyethylene)
高圧引下用エチレンプロピレンゴム絶縁電線(PDP:Plane transformer Drop wire ethylene Polyethylene rubber)
屋外用ビニル絶縁電線(OW:Outdoor Weatherproof)
引込用ビニル絶縁電線(DV:Drop wire PVC)
600Vビニル絶縁電線(IV:Indoor PVC)
600V二種ビニル絶縁電線(HIV:Heat resistant Indoor PVC):耐熱被覆のもの
けい素ゴム絶縁ガラス編組絶縁電線(KGB:Glass fiber Braid):耐熱性
ネオン管用ビニル絶縁電線(NV:Neon PVC)
1000V蛍光放電灯用ビニル絶縁電線(100V FLV:Fluorescent Lamp PVC)
電力用のケーブル(Cable)とは、一般に、絶縁電線を更に保護被覆で覆ったもの。
その他の分野における用法はケーブルを参照。
なお、オーディオ分野などでは、慣例的に絶縁電線のことをケーブルと呼称する場合も多い。
導体となる線の数により、単芯、2芯、3芯などがある。
OFケーブル(Oil Filled)
コルゲートケーブル:直接埋設用
600Vビニル絶縁ビニルシースケーブル(VV:PVC PVC)
丸型(VV-R:VV Round)
平型(VV-F:VV Flat)
架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CV:Crosslinked polyethylene PVC)
デュプレックス型(CVD):2本の芯線(熱源である導体)が独立して絶縁・保護されているため、CVの2芯より許容電流が高い。
トリプレックス型(CVT):3本の芯線(熱源である導体)が独立して絶縁・保護されているため、CVの3芯より許容電流が高い。
カドラレックス型(CVQ):4本の芯線(熱源である導体)が独立して絶縁・保護されているため、CVの4芯より許容電流が高い。
分岐付ケーブル(ブランチケーブル)
耐火ケーブル(FP-C:Fire Proof Conduit):消防設備の電力供給用。30分通電。
耐熱ケーブル(HP:Heat Proof):消防設備の小勢力回路用。15分通電。
制御用ケーブル(CVV:Control PVC PVC)
キャブタイヤケーブル : 移動機器の電源供給用
エレベータ用ケーブル : エレベータの電源供給用。荷重や繰り返しの変形に特に強くなっている。
高温箇所・船舶用
無機絶縁ケーブル(MI:Mineral Insulation):保護銅管と各導体を耐熱性の高い無機絶縁物で絶縁したもの
小型電気製品に電力を供給する目的で用いられる電線をコード(Cord)と呼ぶ。
ケーブルとは異なり絶縁被覆のみで、その外側に保護被覆を持たないため、細く柔軟で取り回しが良い。
また、通常は導体が撚り線である。
家庭用電気機械器具などでは機器と反対側の端部はプラグになっているものが多く、そのプラグをコンセントに差し込んで使用する。
ゴム絶縁袋打コード(FF:Flexible)
ビニル平型コード(VFF:PVC Flexible Flat)
主に電気機器の内部配線に使用する電線。
ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル(CPEV)
ポリエチレン絶縁ポリエチレンシースケーブル(CPEE)
ポリエチレン絶縁 (LAP) シースケーブル(CCP)
発泡ポリエチレン絶縁 (LAP) シースケーブル(PEC)
UTPケーブル(LAN、電話など)
カテゴリー5e(エンハンスト・カテゴリー5)
高周波用としては遮蔽(シールド)されている、という性質のために、低周波や直流での利用も多い。、不平衡ケーブルとして給電線(空中線に接続する線)などに使われる。50Ωや75Ωなどの特性インピーダンスを持つように、寸法や材質が設計・選択されている。
各種無線通信(業務無線、アマチュア無線など)用同軸ケーブル
漏洩同軸ケーブル 一種のアンテナとして利用する。鉄道や自動車のトンネル内でもケータイが使えるのはこのお陰である。
伝送線路の一つである。製造コストが安く、作るのも伝送線路としては簡単である。一定の特性インピーダンスを持つように、寸法や材質が設計・選択されている。同軸ケーブルより特性インピーダンスは高くなる。市販品で一般的な特性インピーダンスは 200Ω、300Ω、450Ωなどでアンテナに合わせて用意されている。
かつてはテレビ受像機とアンテナを接続するのにつかわれた。
各種無線通信(業務無線、アマチュア無線など)用フィーダ線(アマチュア無線でははしごフィーダが自作されることがある)
まず世界全体の順位と世界市場で高いシェアを持つ大メーカーについて説明し、次に日本国内市場のメーカーも一応説明する。
プリズミアン(イタリア)- 電線世界首位。
ドラッカ/Draka UK Ltd.(オランダ) - 2009年6月にプリズミアンとの合併発表。
大韓電線/Taihan Electric Wire(韓国)- プリズミアンと提携。
ネクサンス(フランス)- 電線世界2位。
オプティカーベル(ベルギー)- ネクサンス傘下、オプティカーベルの光ファイバケーブル事業に住友電工が40%出資で提携。
日本ハイボルテージケーブル(日本)- ネクサンス・ビスキャスと共同出資、富津工場(レンタル)にて紙絶縁ケーブル製造。
住友電気工業(日本) - 電線世界3位(日本の企業群は次の節で説明)
LS電線(韓国)- 電線世界4位。
スーペリア・エセックス/Superior Essex(アメリカ)- 北米最大の電線メーカー、LS電線傘下。
上の世界全体の大手のリストからは漏れたものの各国の国内では1〜5位に入るような無視できない大手メーカーを参考までに挙げる。
アメリカ合衆国 : ゼネラルケーブル(General Cable)
電線工業の業界団体である日本電線工業会によると、日本での電線製造企業の総数は400程度と推定されている。
そのうち、次の6社は大手6社と呼ばれている。
住友電気工業 - 電線世界3位・国内首位。
古河電気工業 - 電線世界5位・国内2位。
フジクラ(旧・藤倉電線)・三井系列 - 国内3位。
日立金属(合併前は日立電線)・日立系列 - 国内4位。
昭和電線ホールディングス(旧・昭和電線電纜)・元東芝系列
三菱電線工業(旧・大日日本電線)・三菱マテリアル系列
これら6社の持っていた事業はアライアンスにより以下の6社に「高圧電力ケーブル事業」と「建設・電販市場ケーブル事業」とで統合されている。
ジェイ・パワーシステムズ(住友電工+旧日立電線、現在は住友電工の完全子会社)
ビスキャス(古河電工+フジクラ)
昭和電線ケーブルシステム(昭和電線ホールディングス傘下、三菱電線工業がかつて出資していたエクシムを合併)
建設・電販市場ケーブル事業
住電日立ケーブル(住友電工+日立金属+タツタ電線)
フジクラ・ダイヤケーブル(フジクラ+三菱電線+西日本電線)
昭和電線ケーブルシステム(昭和電線ホールディングス傘下)
ジェイ-ワイテックス - 住友電工と日亜鋼業の鋼線索事業が統合。旧・興国鋼線索
OCC - 住友系列(NEC+住友電工)
東京特殊電線 - 古河電工系列
理研電線 - 古河電工系列(2008年4月古河電工グループに吸収)
西日本電線 - フジクラ系列
米沢電線 - フジクラ系列
東日京三電線 - 日立金属系列(旧・東日電線と旧・京三電線が合併)
花島電線 - 旧日立電線系列(2003年旧日立電線系列に吸収)
ユニマック - 昭和電線とフジクラの巻線事業が統合。
花伊電線 - 三菱電線系列
沖電線 - 沖電気系列
タツタ電線 - 新日鉱系列