家庭用電線、PVC ケーブル、イーサネットの種類と電話ケーブルのガイド

ケーブルワイヤの種類: 機能の概要

ケーブルおよびワイヤ製品は幅広い構造に及び、それぞれが電気的、機械的、環境的要件の特定の組み合わせに合わせて設計されています。最も広いレベルでは、ケーブルは主な機能 (電力伝送、信号伝送、データ通信、制御) によって分類されます。各カテゴリ内では、定格電圧、電流容量、周波数範囲、設置環境、規制要件に適合するように、導体材料、絶縁タイプ、シールド、およびジャケット化合物が指定されています。

間の区別 ワイヤー そして ケーブル は有用な出発点です。ワイヤは、絶縁の有無にかかわらず、単線またはより線の単一の電気導体です。ケーブルは、2 つ以上の絶縁導体の集合体、または外部保護ジャケットを備えた 1 つの絶縁導体が共通のシース内で束ねられたものです。日常的な使用では、これらの用語は同じ意味で使用されることがよくありますが、技術仕様や調達の文脈では、その違いが重要です。

• 電源ケーブル: 電気エネルギーを電源から負荷まで運びます。住宅用の低圧配線から定格数万ボルトの高圧送電ケーブルまで対応します。
• データおよびネットワーク ケーブル: デバイス間でデジタル信号を伝送します。ツイストペア (イーサネット、電話)、同軸、光ファイバーの構造が含まれます。
• 制御ケーブルと計装ケーブル: 産業用オートメーション システムのセンサー、コントローラー、アクチュエーター間で低レベル信号 (4 ～ 20 mA、0 ～ 10 V) を伝送します。通常、全体または個別のペアのシールドを備えた多導体。
• 同軸ケーブル: 誘電体と編組または箔シールドで囲まれた中心導体。放送、電気通信、およびアンテナ用途での RF 信号伝送に使用されます。
• 光ファイバーケーブル: データは、電流ではなく、ガラスまたはプラスチックの光ファイバーを通る光パルスとして伝送されます。高帯域幅、長距離、または電磁干渉に対する耐性が必要な場合に使用されます。
• 特殊ケーブル: 特定の規制または環境要件に対応する、耐火性、ハロゲンフリー、装甲、水中対応、高温、鉱物絶縁構造を含めます。

家庭用電線の種類：住宅用電気配線を解説

住宅の電気配線では、いくつかの標準化されたケーブル タイプが使用され、それぞれが国の配線規定によって特定の回路タイプと設置場所に割り当てられます。北米の建設現場では、NEC (National Electrical Code) が配線方法を管理しています。 IEC 規格および国内同等規格 (英国では BS 7671、オーストラリアでは AS/NZS 3000) が他の地域にも適用されます。特定の回路に対してどのワイヤ タイプが正しいかを知ることで、規定違反、火災の危険、およびコストのかかる再作業を防止できます。

NM-Bケーブル(非金属シースケーブル/Romex)

NM-B は、北米の住宅建設で最も一般的な住宅配線ケーブルです。これは、個別に絶縁された 2 つまたは 3 つの銅導体と裸の銅アース線で構成され、すべて熱可塑性の外側ジャケットに包まれています。 NM-B は、屋内の乾燥した場所に対してのみ評価されており、湿った場所、地下通路、露出した屋外の設置には適していません。標準的な回路サイズを使用 15 アンペア回路用の 14 AWG ワイヤ そして 20 アンペア回路用の 12 AWG 。 「B」の指定は、導体温度定格が 90°C であることを示します。

UF-Bケーブル（地中給電ケーブル）

UF-B ケーブルは NM-B と同様に構築されていますが、導体が緩い外側シースの内側に個別に被覆されるのではなく、固体の PVC 化合物に直接包まれています。この堅牢な構造により、UF-B は耐湿性と耐日光性を備えているため、屋外照明、別棟、景観回路用の導管なしで地中に直接埋設するのに適しています。 NM-Bが禁止されている地上の濡れた場所や湿気の多い場所にも設置できます。

THHN/THWN ワイヤー

THHN (熱可塑性高耐熱性ナイロンジャケット) および THWN (熱可塑性耐熱耐水性ナイロンジャケット) は、内蔵ケーブルとして使用するのではなく、電線管を通して引っ張られるように設計された単導線です。これらは、ガレージ、地下室、および EMT、硬質電線管、または PVC 電線管内で導体が走行するあらゆる設備における電線管配線の標準的な選択肢です。 THHN/THWN 導体は、回路機能を識別するために、さまざまな色分けされた絶縁色で利用できます。デュアル THHN/THWN-2 定格は現在最も一般的で、乾式 (90°C) と湿式 (75°C) の両方の電線管設置をカバーします。

外装ケーブル (AC) およびメタルクラッド ケーブル (MC)

AC ケーブル (一般に BX と呼ばれます) と MC ケーブルは両方とも、プラスチックではなく、柔軟な金属外装 (連結されたスチールまたはアルミニウム ストリップ) を外側のシースとして使用します。外装は物理的損傷に対する機械的保護を提供し、MC ケーブルでは内部接地線と組み合わせると接地経路として機能します。どちらのタイプも、商業建築や、未完成の地下室やガレージの露出した配線など、コードに追加の保護が必要な住宅用途で使用されます。

サービスエントランスケーブル（SEおよびUSE）

SE (サービス エントランス) ケーブルは、ユーティリティ メーターから主分電盤に電力を供給します。大型のアルミニウムまたは銅の導体 (通常は 2 AWG ～ 4/0 AWG) と耐湿性の外側ジャケットが使用されています。 USE (地下サービス入口) は、パッド取り付け変圧器または地下ユーティリティ接続からの地下サービス給電用の直接埋設型です。

PVC絶縁電線の構造と特性

ポリ塩化ビニル (PVC) は、電線およびケーブルで世界中で最も広く使用されている絶縁材および被覆材です。電気絶縁性能、機械的靭性、耐薬品性、難燃性、および低原材料コストの組み合わせにより、住宅、商業、産業用配線用途におけるデフォルトの選択肢となっています。

電線の絶縁に PVC が使用される理由

電線絶縁用の PVC コンパウンドは、必要な電気的および機械的特性を実現するために、可塑剤、安定剤、難燃剤を配合して配合されています。主なパフォーマンス特性は次のとおりです。

• 絶縁耐力: 標準の PVC 絶縁は、次の電界強度に耐えます。 10～20kV/mm 、ほとんどの建築用ワイヤーの 600 V 定格に十分以上です。
• 温度定格: 標準 PVC の連続導体温度は 70°C と定格されています (PVC/A グレード)。より高性能の配合物は 90°C に達します (THHN および NM-B 導体で使用)。 105°C を超える場合は、PVC よりも架橋ポリエチレン (XLPE) またはシリコーンゴムが推奨されます。
• 難燃性: PVC に含まれる塩素は火炎伝播を自然に抑制します。ほとんどの標準的な PVC ワイヤコンパウンドは、点火源が取り除かれると自己消火し、IEC 60332 または UL 燃焼試験要件を満たします。
• 耐油性および耐薬品性: PVC は幅広い油、酸、アルカリに耐性があるため、偶発的な化学接触が予想される産業環境に適した PVC 絶縁電線になります。
• 耐湿性: PVC は吸水性が低いため、適切に配合すると湿気の多い場所でも断熱特性を維持します。

PVC絶縁の限界

PVC 絶縁には、安全性が重要な用途において 2 つの重大な制限があります。まず、燃えるとPVCが放出されます。 塩化水素ガスと濃い黒煙 密閉空間では非常に有毒で電子機器を腐食させます。これにより、火災避難シナリオにおける煙の毒性が主な懸念事項となるトンネル、空港、データセンター、公共の建物で LSZH (低煙ゼロハロゲン) 化合物の採用が推進されています。第 2 に、PVC は可塑剤の配合に応じて -15°C ～ -30°C 未満の温度で脆くなるため、追加の保護がなければ極寒の気候での屋外設置での使用が制限されます。

一般的な PVC 絶縁電線のタイプ

• H07V-U / H07V-R / H07V-K (IEC): 単芯 PVC 絶縁建築用ワイヤ。単線 (U)、より線 (R)、および柔軟なより線 (K) 導体のバリエーションがあります。定格 450/750 V。北米の THHN と同等の汎ヨーロッパ規格。
• NYM / NYY (ドイツ語/ヨーロッパ): 固定設置用の PVC 絶縁、PVC シース多心ケーブル。 NYY は、直接埋葬が承認されている、より重い外被を備えたバージョンです。
• BV / RV (中国標準): アジアの住宅および商業建築で広く使用されている単芯 PVC 絶縁電線。 BV は固体導体を使用します。 RV は、パネル配線と機器の接続に柔軟なより線導体を使用します。

イーサネット ケーブルと電話ケーブル: 主な違い

イーサネット ケーブルと電話ケーブルは両方ともツイスト ペア構造で、外側からはほぼ同じに見えます。どちらも小径の銅導体、PVC または LSZH 絶縁体、および同様の全体的なジャケット直径を使用しています。違いは、導体の数、撚り率、コネクタのタイプ、電気仕様、およびそれぞれがサポートするように設計された周波数範囲にあります。

電話ケーブル（POTS / 構造化配線）

従来の電話ケーブル (局線またはツイストペア電話ケーブルとも呼ばれる) は、標準の POTS (Plain Old Telephone Service) 音声帯域を占める非常に低い周波数でアナログ音声信号を伝送します。 300Hz～3.4kHz 。一般的な 2 回線の電話設備では、22 ～ 26 AWG 範囲の導体を備え、RJ11 または RJ14 コネクタで終端された 4 導体ケーブル (2 本のツイストペア) が使用されます。低周波アナログ信号は信号の完全性を維持するために厳しいツイスト レートを必要としないため、データ グレード ケーブルに比べてツイスト レートは緩やかです。

DSL (デジタル加入者線) 電話ケーブルは、同じ基本構造のより高仕様のバリエーションであり、依然として RJ11 コネクタで終端され、既存の電話ペアを使用していますが、音声に使用される同じ銅線ペアで最大 17 MHz (VDSL2) 以上の周波数をサポートするように設計されています。高速 DSL のケーブル品質要件は、下位カテゴリのデータ ケーブルと大幅に重複します。

イーサネット ケーブル (構造化されたケーブル配線)

イーサネット ケーブルは、厳密に制御された電気パラメータを使用して高周波でデータを送信するように設計された 8 芯 (4 ツイストペア) ケーブルです。主な仕様は、帯域幅 (MHz)、減衰、クロストーク (NEXT、FEXT)、およびインピーダンスであり、これらすべてがケーブルの定格周波数範囲全体で定義された制限を満たす必要があります。カテゴリの評価により、サポートされるデータ レートと最大周波数が決まります。

• カテゴリー5e: 帯域幅 100 MHz、最大 100 m のギガビット イーサネット (1000BASE-T) をサポートします。新規インストールの最小許容カテゴリ。
• カテゴリー6: 250 MHz の帯域幅、最大 55 m までの 10 ギガビット イーサネットをサポートします。より厳しいツイスト レートを使用し、多くの場合中央のスプライン セパレーターを使用してペア間のクロストークを低減します。
• カテゴリー6A: 500 MHz の帯域幅、最大 100 m のチャネル長全体までの 10 ギガビット イーサネットをサポートします。エイリアン クロストーク パフォーマンスを実現するには、より大きな直径のケーブルとより厳格な設置方法が必要です。
• カテゴリー8: 帯域幅 2,000 MHz、最大 30 m の 25/40 ギガビット イーサネットをサポートします。一般的な水平ケーブル配線ではなく、データセンターのトップオブラック スイッチ接続で使用されます。

イーサネット ケーブルは RJ45 コネクタで終端します。RJ11 電話コネクタよりも物理的に幅が広く、電話コネクタの 4 つまたは 6 つではなく 8 つの接点が付いています。 RJ11 プラグは RJ45 ソケットに挿入できますが、RJ45 プラグは RJ11 ソケットには適合しません。これは、既存の構造化配線を再利用する際の一般的な混乱の原因です。

電話ケーブルをイーサネットに使用できますか?

標準の電話ケーブルは最新のイーサネットをサポートできません。ギガビット イーサネットに必要な 4 ペア (8 導体) に対して、2 ペア (4 導体) しかなく、その電気特性 (減衰、クロストーク、インピーダンス) はデータグレードの仕様に合わせて制御されていません。従来の 10BASE-T イーサネット (10 Mbps) は、技術的には 2 ペアのみを使用し、短距離を電話ケーブルで実行できますが、適切な構造のケーブルを敷設する代わりに電話配線を再利用することを正当化できるほど実用的な速度で動作するネットワーク標準は現在のものにはありません。

アプリケーションに適したケーブルの選択

住宅および小規模商用プロジェクトで最も一般的な配線の間違いは、回路の実際の電気要件や設置要件ではなく、外観やおおよその類似性によってケーブルを指定することです。シェルフ上では正しく見えるケーブルでも、電圧が過小評価されているか、設置環境に適していない、または終端ハードウェアと互換性がない可能性があります。これらすべてが安全性とコンプライアンス上の問題を引き起こし、設置後に修正するには費用がかかります。

のために 電源配線 の最小仕様要件は、定格電圧、設置周囲温度での通電容量（電流容量）、湿った場所または乾燥した場所への適合性、設置方法が電線管、直接埋設、または自由空気であるかどうかです。 NM-B は、北米の住宅内部回路の大部分をカバーしています。電線管内の THHN は、ガレージ、地下室、商業用途をカバーします。 UF-B は屋外での直接埋設ランに対応します。

のために データケーブル配線 Cat6 は、新たに構造化されたケーブル配線を設置するための実用的なベースラインです。Cat5e に比べて限界コストが最小限であり、将来のネットワーク アップグレードに対する余裕が大きくあります。 Cat6A は、商業ビル、データ集約型の職場、サーバー ルームのパッチ ケーブル配線など、チャネル全長 100 メートルでの 10 ギガビット接続が現在または当面の要件となる設備で保証されています。

のために PVC 対 LSZH 絶縁体の選択 、決定要因は設置場所と適用される建築基準法です。 LSZH は、空気処理スペース (プレナム)、密閉された公共スペース、交通インフラ、および火災時の煙の毒性が高いリスクを引き起こす場所に設置されるケーブルに対して、多くの管轄区域で義務付けられています。標準 PVC は、これらの要件の対象とならない一般産業用および住宅用配線の大部分に依然として受け入れられ、コスト効率が優れています。