難燃ケーブルの包括的なガイド：定格、規格、鉱山安全

危険な産業区域における電力配電システムの健全性は、難燃ケーブルの技術仕様に大きく依存します。電気的故障が壊滅的な二次的イベントを引き起こす可能性のある高負荷環境では、これらのコンポーネントが主要な技術的障壁となります。鉱業および重工業分野における火災安全は、単なる規制上のハードルではありません。それは、巨額のインフラ投資を保護し、閉鎖的でリスクの高い空間での操業継続性を維持するために設計された、基本的なエンジニアリング要件です。サイトの火災緩和戦略の有効性は、しばしばその難燃ケーブルの特定の定格にかかっています。

技術的な故障は、単一のイベントであることはめったにありません。通常は連鎖反応です。この技術概要では、難燃性の背後にある化学工学、鉱業安全を管理するグローバルな規制の枠組み、および特殊な鉱業インフラストラクチャを標準的な産業用配線と区別する重要なパフォーマンスメトリックを検証します。

メカニズムの理解：難燃性ケーブルの仕組み

熱事象発生時の難燃ケーブルの性能は、材料科学の直接的な結果です。耐火ケーブルとは区別することが重要です。耐火ケーブルは火災中の回路の完全性を維持するように設計されていますが、難燃ケーブルはケーブルが燃料源になるのを防ぐことに焦点を当てています。標準的なPVCまたはポリエチレン（PE）絶縁は、しばしば火災の伝送線として機能します。これにより、炎はケーブルトレイを横切り、隣接するギャラリーに急速に広がる可能性があります。安全性が確保されていない単一のジャンパーケーブルが、難燃ケーブルで満たされたトレイ全体の安全性を迂回し、システム全体の損失につながったプロジェクトを目にしたことがあります。

難燃ケーブルは、特殊な化合物を使用してこの伝播を阻止します。これらは通常、難燃剤を配合した高グレードのPVCまたは低煙ゼロハロゲン（LSZH）材料です。

科学は3つの主要な反応に関与しています

吸熱冷却は、この保護の基盤であり続けます。ケーブルジャケットが臨界温度に達すると、三水和アルミナ（ATH）や水酸化マグネシウム（MDH）などの内部成分が化学分解を起こし、水蒸気を放出します。このプロセスは大量の熱エネルギーを吸収します。これにより、ケーブルの表面温度が効果的に低下します。同時に、炭化層が形成されます。この材料は、外表面に安定した不燃性の炭素質層を生成するように設計されています。この炭化層は熱絶縁体として機能します。酸素を遮断し、下層のポリマーが可燃性の揮発性物質を放出するのを防ぎます。

多くの高度なケーブル設計では、ガス希釈が二次的ではありますが重要な役割を果たします。燃焼プロセス中に不活性ガスが放出されると、ケーブルの近傍の酸素濃度が希釈されます。これにより、炎が窒息します。外部熱源が除去された後に火災が自己消火するように強制することにより、難燃ケーブルは、局所的な電気的故障が施設全体の災害に発展しないことを保証します。

焦げ付いて発火し、煙と稲妻のシンボルが出ている、ほつれた電気ケーブルのイラスト。

難燃定格とグローバルスタンダード

技術専門家は、製品が目的に適合しているかどうかを判断するために、標準化された難燃性試験に依存する必要があります。国際的および地域的な基準は、難燃ケーブルがストレス下でどのように機能するかについての唯一の客観的な尺度を提供します。

一般的なIECおよびUL規格

IEC 60332シリーズは、燃焼伝播を評価するための主要な国際基準であり続けています。

IEC 60332-1は、単一の絶縁電線に対する垂直燃焼試験を含みます。これは基本的な要件ですが、ケーブルが単独で設置されることはめったにない産業用設置の現実を反映することはほとんどありません。
IEC 60332-3 は、はるかに厳格な評価です。これは、垂直ラダーに取り付けられた「束」のケーブルをテストします。これは、実際のケーブルトレイに見られる高い火災負荷をシミュレートします。このテストでは、高出力バーナーへの暴露後の炭化材料の垂直方向の広がりを測定します。火災が指定された限界を超えて広がる場合、ケーブルは不合格となります。IEC 60332-3 評価なしの垂直設置は、重大な運用リスクと見なします。

北米では、Underwriters Laboratories（UL）規格が基準となっています。UL 1581およびUL 1666は、垂直シャフトおよびライザーにおける炎の広がりに対処しています。これらの環境は特に危険です。垂直シャフトは自然の煙突として機能し、熱と火を信じられないほどの速さで上に引き上げることができます。空気処理スペースまたはプレナムの場合、UL 910テストは、炎の広がりと煙の光学密度に対してさらに厳しい制限を課します。

これらの基準を満たす難燃性ケーブルの選択は、高度なリスク管理を必要とするあらゆるプロジェクトの前提条件となります。

特別フォーカス：鉱業用難燃性ケーブル（MA & MSHA）

鉱業は、標準的な産業コードでは完全には対応できない環境問題をもたらします。メタンガスの潜在性、石炭粉塵、換気の制限の組み合わせは、地下での防火を独自の専門分野にしています。したがって、鉱業向けの難燃性ケーブルは、世界で最も厳格な安全プロトコルを遵守する必要があります。

MA（鉱業保証）規格

　MA（鉱業保証）認証中国の鉱山で使用される機器には、MA認証が必須要件となっています。この規格は、特に閉鎖されたトンネル内での煙の致死性に焦点を当てています。地下火災では、熱そのものよりも煙の吸入の方が危険な場合が多いのです。MA認証を取得した鉱山用ケーブルは、煙の密度と毒性に関して厳格な試験を受けます。その目的は、酸性または不透明なヒュームに圧倒されることなく、人員が最大限の避難時間を確保できるようにすることです。MAマークが付いていないケーブルは、深部立坑環境には使用できません。

MSHA（鉱山安全衛生局）基準

米国では、鉱山安全衛生局（MSHA）難燃性ケーブルの基準を設定しています。MSHAの承認を受けるには、ケーブルは30 CFR Part 7, Subpart Kに記載されている耐炎性要件を満たす必要があります。これは単純な実験室での試験ではありません。ケーブルを特定の時間、高温の炎にさらし、その結果生じる炭化長を測定します。この試験に合格したケーブルには、永久的な「P番号」（例：P-xxx-MSHA）が付与されます。この番号はケーブルジャケットに直接エンボス加工されます。この永久的なマーキングにより、安全検査官や現場のエンジニアは、元の梱包材が廃棄された後でも、一目でコンプライアンスを確認できます。

鉱山における低煙ゼロハロゲン（LSZH）の進化

従来の難燃性ケーブルは、燃焼を抑制するために塩素などのハロゲン化ポリマーを頻繁に使用しています。これらの素材は炎を消す効果がありますが、燃焼時には濃い黒煙と塩化水素のような腐食性ガスを発生させます。現代の産業または鉱業の文脈では、これはしばしば許容できません。

LSZHコンパウンドは、ケーブル安全技術の現在の最高峰を表しています。これらの素材は2つの明確な利点を提供します。第一に、高い視認性を維持します。LSZH難燃ケーブルは、火災発生時でも避難誘導サインや避難経路が見えるように、非常に軽く半透明の煙を発生させます。第二に、酸腐食のリスクを排除します。ハロゲンフリーガスは、湿気と反応して酸を形成しません。これにより、人間の呼吸器系とデリケートなデジタルインフラの両方を保護します。

業界には明確なトレンドが見られます。LSZHはもはやハイエンド施設向けのオプションアップグレードではありません。機器交換のコストと有毒物質への曝露リスクが高すぎて無視できない、あらゆる深坑操業または高密度工業プラントの標準仕様になりつつあります。

技術選定基準：適切な鉱山用ケーブルの選び方

1. 物理的完全性

適切な難燃性ケーブルを選択するには、定格容量を超えた動作環境の評価が必要です。機械的負荷が主な考慮事項です。シャトルカーや連続採掘機などの移動式採掘機器では、ケーブルは継続的な摩耗と屈曲に耐える必要があります。このような場合、Type SHD-GCのようなケーブルがよく使用されます。これは、堅牢な機械的強度と高レベルの難燃性を兼ね備えています。

2. 熱平衡

電気的パラメータも精査する必要があります。難燃性は物理法則を緩和するものではありません。内部の発熱を防ぐためには、適切な導体サイズが不可欠です。過負荷のケーブルは、内部火災の主な原因となります。内部コア温度が絶縁体の定格を超えると、ジャケットの難燃性は無関係になります。

3. 垂直リスクの軽減

エンジニアは、垂直設置における「煙突効果」を考慮する必要があります。垂直シャフト内の高密度ケーブル配線の場合、IEC 60332-3のような、束ねまたはトレイでの難燃性試験に合格した難燃性ケーブルを指定することが不可欠です。単線試験では、これらの構成には不十分です。グループ化されたケーブル間の相互作用は、異なる熱力学を生成し、それを正確にシミュレートできるのは束試験のみです。

難燃性および経年劣化に関する研究

最近の技術研究では、調達時に見落とされがちな重要な要因が強調されています。それは、難燃性の経時劣化です。実験室環境でMSHA基準を満たすケーブルでも、鉱山の水、作動油、熱サイクルに5年間さらされた後では、性能が異なる可能性があります。湿気や化学物質への暴露により、難燃性添加剤の一部がジャケット素材から溶出することがあります。

計算流体力学（CFD）モデルを用いた技術的な研究により、ポリマー被覆の経年劣化に伴い、火災の延焼速度が著しく増加する可能性があることが示されています。このことは、老朽化したインフラに対する定期的な目視検査と定期的な試験の必要性を強調しています。被覆が脆くなったり、化学的劣化の兆候が見られたりする場合、自己消火能力は損なわれている可能性が高いです。安全担当者は、難燃性ケーブルを、施設の元の安全評価を維持するために計画的な交換が必要なライフサイクル資産として扱うべきです。ケーブルがまだ通電しているからといって、安全であると仮定しないでください。

結論

難燃ケーブルは産業リスク管理において極めて重要です。熱抑制の仕組みを理解し、IEC 60332、MA、MSHAなどの規格に従うことは、専門家が人々と投資を保護するための賢明な選択をするのに役立ちます。産業がより過酷で自動化が進むにつれて、信頼性が高く認定された難燃ケーブルの重要性はさらに増しています。

ケーブルの選択は単なる予算項目以上のものです。それは安全性と信頼性への長期的な投資です。深い地下では、優れた難燃ケーブルが、小さな問題と本格的な緊急事態との違いを生む可能性があります。コストだけでなく、リスクに基づいて選択してください。

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About HEBEI-HUATONG Founded in 1993, HEBEI- HUATONG is a global cable manufacturing enterprise with production facilities located in Tangshan (Hebei Province, China), Busan (South Korea), Panama, Kazakhstan, Tanzania, Cameroon, and Angola. Its core product portfolio includes submersible pump cables for oil extraction, mobile flexible cables for port cranes, and marine engineering cables such as shipboard cables. The company provides robust support for the continuous, safe, and efficient operation of industrial sectors worldwide, including offshore and onshore oil & gas exploration, and material handling via port cranes.