ケーブル選定およびメンテナンス管理ソリューション

(I) 問題の背景
電気ケーブルシステムの長期的な安全、安定、かつ効率的な運転を確保することは、生産、日常生活、施設運営の継続性を保証する上で重要です。適切な選択はシステムの信頼性の基盤であり、一貫した効果的なメンテナンス管理は故障防止、ケーブル寿命の延長、経済的損失や安全上の事故の防止のための核心的な保障です。選択原則を無視したり、メンテナンス管理が不十分な場合、ケーブルの過負荷、過熱、絶縁の早期劣化、ショート回路、さらには火災リスクにつながりやすくなります。

(II) 解決策

2.1 科学的な選択原則
ケーブルの選択は単に負荷要件に基づくものではなく、包括的な多角的かつ先見的な考慮が必要です。その核心原則は以下の通りです：

負荷電流のマッチング: 最初に考慮すべきは連続運転負荷電流値です。線路電流は、設備の消費電力、起動電流（起動頻度と期間を考慮）、およびシステムの設計最大電流などの要素に基づいて正確に計算する必要があります。選択されたケーブルの定格電流容量は、この計算電流値以上でなければならず、関連する国家/業界標準（例：GB/T 12706, IEC 60502など）に基づいて適切な導体断面積を選択する必要があります。過負荷運転は厳禁です。
環境温度補正: 環境温度はケーブルの電流容量に大きく影響します。

高温環境: 例えば、暑い工場、熱帯地域、ケーブルトレイ/ラダーラックが密集しているエリア、または熱源に近い場所。該当温度に対する適切な補正係数（通常1未満）を使用して定格電流を降額する必要があります。耐熱性の高い絶縁材料（例えば、交連ポリエチレン（XLPE）はPVCよりも耐熱性が高い）またはより高温に耐えるケーブルを優先的に使用してください。
低温環境: 低温は材料の脆弱化を引き起こし、取り付けや曲げ性能に影響を与えます。選択時にケーブルの低温耐性等級を考慮する必要があります。

設置方法と放熱条件:

空気中（露出、トレイ/ラダーラック、コンダイト）、土壌への直接埋設、コンダイト設置、またはバンドル設置を区別してください。
異なる設置方法は放熱能力が大きく異なり、電流容量に直接影響します。例えば、埋設ケーブルでは土壌の熱抵抗と埋設深度を考慮する必要があります；密なバンドリングは電流容量を大幅に減少させ、特定の設置方法に対応した電流容量表を参照するか、降額係数を適用する必要があります。放熱に有利な方法を優先するか、より大きな余裕を許容してください。

電圧レベルのマッチング: ケーブルの定格電圧（例えば、0.6/1kV, 8.7/15kVなど）は、システムの動作電圧と可能性のある瞬時過電圧の合計以上でなければならず、十分な絶縁強度を確保する必要があります。
絶縁タイプと被覆材:

絶縁材料: 温度評価、機械強度、誘電特性、難燃性（例えば、低煙無鹸 - LSZH）に基づいて選択します。
被覆材: 環境要求に適合する必要があります：

一般的な環境: PVC、PEなど。
高機械保護要件: 鋼帯、鋼線鎧装ケーブル。
腐食抵抗（例えば、化学プラント、塩霧地域）: 非磁性金属鎧装（例えば、アルミニウム合金テープ）または特殊な防食被覆。
難燃性/耐火性: 適切なレベルの難燃性ケーブル（ZA, ZB, ZCなど）または耐火性ケーブル（例えば、鉱物絶縁 - MI）を選択してください。
UV耐性: 屋外使用や直射日光にさらされる場合は、UVに耐える材料（例えば、黒色の耐候性PVC/PE）が必要です。

短絡電流要件: ケーブルは、システムの最大可能な短絡電流による熱効果をその持続時間内に耐え、損傷なく維持できる必要があります。短絡熱耐電流の計算を行い、十分な断面積を持つケーブルを選択するか、他の保護措置を講じる必要があります。

2.2 システマティックなメンテナンス管理方法
定期的かつ目的的なメンテナンス点検は、潜在的なリスクを早期に発見し、エスカレートを防ぐための鍵です。主な方法は以下の通りです：

定期的な赤外線サーモグラフィ検査（巡回検査）:

主要目的: 接続部、端子、コネクタ、ケーブル端など、重要な接続点での異常温度上昇を非接触で正確に検出すること。
頻度: 重要なエリアや重負荷線路では四半期から半年ごと、一般的なエリアでは最低でも年1回、大規模イベント前後や最高温度シーズン中は頻度を増やすことを推奨します。
利点: 不良接続、過負荷、相間不平衡などの潜在的な故障を早期に発見し、火災ハザードを防ぐことができます。

環境適性チェック:

湿潤/腐食環境: 特に接合部でのケーブル外被の完全性（損傷、劣化、割れ）を重点的に検査します。終端部の密封と接続箱の防水性も確認します。必要に応じて専用のシール材や防水接続を使用してください。
機械的損傷リスクのあるエリア: ケーブル外被の傷、圧迫、鋭利な物体からの圧迫を検査します；トレイ/ラダーラックと支持台の安定性を確認します；埋設部分での違法な掘削や重機械の通過を確認します。

絶縁性能モニタリングと診断（予防試験）:

定期的な絶縁抵抗試験: メガオームメーターを使用して、相間および地対の絶縁抵抗を測定し、著しい劣化や水分侵入を識別します。
誘電損失係数（Tanδ）または部分放電試験（MV/HVケーブル用）: 絶縁の老化と潜在的な欠陥を評価するためのより高度な診断ツール。規制により定められた定期的な間隔で実施します。

ライフサイクル管理と交換戦略:

記録と分析: 詳細なケーブル記録（モデル、長さ、設置日、位置、過去の試験データ、修理履歴）を維持します。
老化状態の評価: 使用年数、負荷履歴、環境条件、過去の試験データ（絶縁抵抗、Tanδ、部分放電など）を考慮して、ケーブル全体の老化状態を評価します。
予防的な交換: 設計寿命に近づいた重要な回路ケーブルや老化状態が悪いと評価されたケーブルに対して、計画的な交換戦略を開発し、受動的な故障によるより大きな損失を避けます。

保管とスペア管理:

保管条件: スペアケーブルは室内の涼しく乾燥した通風の良い倉庫に保管する必要があります。
直射日光を避ける: 長時間の直射日光は厳禁で、紫外線による劣化によって被覆と絶縁が劣化、割れ、脆化するのを防ぎます（特にPVCの場合）。屋外の一時保管には遮光シートで覆うことが必要です。
適切な保管: 雑然とした積み重ね、重い荷重、または急激な曲げを避けて機械的損傷や変形を防ぎます。ケーブル端部はしっかりと密封しておくことが重要です。

(III) 実施の要点

詳細な手順書の作成: 上記の選択原則とメンテナンス方法を本プロジェクトの「ケーブル選択技術仕様」および「ケーブルシステムメンテナンス手順」に正式化します。
人員の訓練: 技術者、購買担当者、メンテナンス電気技師が選択原則とメンテナンス方法を理解し、厳格に遵守するようにします。特に温度補正係数、IRスキャンの解釈、およびシール検査要件に注意します。
記録の確立: 各重要なケーブルルートについて、選択根拠、設置記録、試験データ、メンテナンスログを含む完全なアーカイブを維持します。
ツールの提供: メンテナンス担当者に必要なツールと計器（例えば、IRカメラ、メガオームメーター、記録帳）を提供します。
クローズドループ管理: 検査中に発見された問題を迅速に報告、評価、修理します；根本原因を文書化し分析し、管理措置を継続的に改善します。