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地下埋設用ケーブルの選び方：実践ガイド
2026-09-09 16:22地下ケーブルの敷設は、配電、再生可能エネルギープロジェクト、工場、都市インフラにおいて最も一般的かつ重要な作業の一つです。地下ケーブルは天候、破壊行為、頭上の障害物から保護されますが、湿気、土壌の化学組成、埋め戻しや交通による機械的ストレス、放熱の難しさといった特有の課題に直面します。地下敷設に適したケーブルを選ぶには、ケーブルの構造、絶縁、外装、設置条件を慎重に検討する必要があります。このガイドでは、数十年にわたり信頼性の高い性能を発揮する地下ケーブルを選定するための手順を段階的に解説します。
1. 地下設置が通常と異なる理由
空中に敷設されるケーブルとは異なり、地下に敷設されるケーブルは以下の問題に対処しなければならない。
湿気と水の浸入 – 地下水、雨水、結露は、損傷した被覆や接続部を通してケーブル内部に浸入する可能性があります。
土壌中の化学物質 – 酸性またはアルカリ性の土壌は、金属製の装甲や鞘を腐食させる可能性があります。
機械的ストレス – 埋め戻し、圧縮、交通、地盤変動などがケーブルに圧力をかける。
放熱性 – 土壌は空気よりも熱伝導率が低く、乾燥した土壌は非常に高い熱抵抗率を持つ。
げっ歯類と木の根による被害 – げっ歯類はプラスチック製の被覆をかじり破ることがあり、木の根はケーブルを押しつぶしたり貫通したりすることがあります。
将来の掘削作業 – 地下ケーブルは偶発的な掘削によって損傷を受ける可能性がある。
こうした理由から、地下ケーブルは、直接埋設またはダクト設置用に特別に設計され、堅牢な絶縁体、防水層、および機械的保護を備えている必要がある。
2. ステップ1：インストール環境を理解する
ケーブルを選定する前に、設置場所に関する詳細な情報を収集する必要があります。
A. 土壌の種類と熱抵抗率
土壌がケーブルから熱を逃がす能力は、ケーブルの電流容量（アンペア数）に直接影響します。土壌の熱抵抗率（°C・m/Wで測定）は大きく異なります。
| 土壌の種類 | 熱抵抗率（℃・m/W） | 許容電流効果 |
|---|---|---|
| 湿った粘土 | 0.5～1.0 | 優れた冷却性能、高い許容電流 |
| 湿ったローム土壌 | 1.0～1.5 | 適度な冷却 |
| 乾いた砂 | 2.0～3.0 | 冷却性能不良、大幅な出力低下 |
| 砂利 | 3.0～4.0 | 冷却性能が非常に低い |
実践的な手順：現場で土壌の熱抵抗率を測定するか、地域の地質データを参照してください。土壌が乾燥した砂や砂利の場合は、より大きな導体を使用するか、熱抵抗率の低い砂で埋め戻し材を改良する必要があるかもしれません。
B. 地下水位
ケーブルを地下水位より下に設置する場合は、連続浸水に耐えられる定格のものを使用する必要があります。防水層（膨張性テープ、ゲル、または鉛被覆）は不可欠です。
C. 機械的負荷
ケーブルは道路、鉄道、または交通量の多い地域の下に埋設される予定ですか？もしそうであれば、圧縮力に耐えられるよう、頑丈な装甲（鋼線またはテープ）が必要です。
D. 環境化学物質
土壌に工業用化学物質、塩分、または農業排水が含まれている場合、ケーブルの外被と装甲は耐薬品性でなければならない。
E. 埋設深度
埋設深度は機械的保護と放熱の両方に影響を与える。深く埋設するほど保護性能は向上するが、熱抵抗が増加するため許容電流は減少する。
3. ステップ2：導体材料の選択
| 材料 | 利点 | デメリット |
|---|---|---|
| 銅 | 導電率が高く、同じ許容電流容量でより小型化でき、終端処理が容易です。 | 重く、高価 |
| アルミニウム | 軽量で安価、電力配電で広く使用されている | 同じ許容電流容量にはより大きなサイズが必要で、特殊なコネクタが必要です。 |
ガイダンス：地下配電線や大型フィーダー線には、コストが低いアルミニウムが好まれることが多い。病院やデータセンターなどの重要施設、あるいは設置スペースが限られている場所では、銅の方が適している場合がある。
4. ステップ3：断熱材の選択
絶縁材は、湿気、熱、電気的ストレスに耐えなければなりません。地下ケーブルによく使用される材料は以下のとおりです。
| 材料 | 温度定格 | 主要プロパティ |
|---|---|---|
XLPE （架橋ポリエチレン） | 連続使用時90℃、短絡時250℃ | 優れた絶縁耐力、低い誘電損失、耐湿性、長い耐用年数。現代の地下ケーブルの標準規格です。 |
EPR （エチレンプロピレンゴム） | 連続使用時90℃、短絡時150℃ | 非常に柔軟で耐候性に優れており、鉱業用ケーブルや産業用ケーブルによく使用される。 |
| PVC | 連続使用時70℃、短絡時160℃ | 低コストだが、低電圧用途に限定される。重要な地下設備には推奨されない。 |
| PE（ポリエチレン） | 70℃連続運転（標準） | 優れた耐湿性を持ち、防水層や海底ケーブルの敷設に使用されます。 |
推奨事項：XLPEは、最高電圧クラスまでの地下電力ケーブルに最適な絶縁材です。
5. ステップ4：外鞘と鎧を選ぶ
外側の鞘は、湿気、化学物質、機械的損傷から保護します。装甲は、さらなる機械的強度を提供します。
A. 外被材
| 材料 | 物件 | 最適な用途 |
|---|---|---|
| PVC | 汎用性が高く、コスト効率が良い | 乾燥した土壌、屋内ダクト |
| PE（ポリエチレン） | 優れた耐湿性 | 湿った土壌、直接埋設、海底 |
LSZH （低煙・ハロゲンフリー） | 低煙、ハロゲンフリー（安全性） | 公共建築物、トンネル（ダクト内にある場合） |
| PUR（ポリウレタン） | 優れた耐摩耗性と耐薬品性 | 過酷な産業環境 |
B. 装甲の種類
| 装甲タイプ | 工事 | 最適な用途 |
|---|---|---|
| SWA（鋼線装甲） | 亜鉛メッキ鋼線がケーブルに巻き付けられている | 多芯ケーブル、直接埋設、高い機械的保護性能。 |
| AWA（アルミニウム線装甲） | ケーブルに巻き付けられたアルミニウム線 | 単芯ケーブル（非磁性）；渦電流による発熱を防ぎます。 |
| STA（スチールテープアーマー） | らせん状に巻かれたスチールテープ | ワイヤーアーマーよりも引張強度が低い機械的保護。 |
| ワイヤーブレード | 銅または鋼鉄の編組線 | 軽度の保護。シールドケーブルによく用いられる。 |
ガイダンス：
直接埋設する多芯ケーブルの場合、SWAケーブルが標準的な選択肢となる。
単芯ケーブル（例えば、大型フィーダーケーブル）の場合は、磁気損失を避けるためにAWAを使用してください。
海底ケーブルには、二重装甲（鋼線）がよく用いられる。
6. ステップ5：防水要件を確認する
地中ケーブルは、導体に沿って、または絶縁体とシースの間に水が浸入するのを防ぐ必要があります。防水機能には以下が含まれます。
水膨張性テープ – 濡れると膨張し、水の流れを遮断します。
防水粉末 – テープに似ているが、粉末状である。
充填コア – 導体間の隙間は、防水化合物（例：ワセリン、ゲル）で満たされています。
鉛被覆 – 継ぎ目のない鉛層が完全な防水バリアを提供する（高電圧海底ケーブルに使用される）。
ガイダンス：湿った地面に直接埋設する場合は、防水テープと頑丈な外被を備えたケーブルを選択してください。重要な用途では、鉛被覆ケーブルを検討してください。
7. ステップ6：ケーブルサイズ（許容電流と電圧降下）を決定する
導体のサイズは、地下設置時の定格電流低下係数を考慮し、許容電流（電流容量）と電圧降下の両方の要件を満たす必要があります。
A. 許容電流低減
ケーブルの基本許容電流値は、以下の場合に低減されます。
周囲温度 – 土壌温度（通常は20℃を基準とする）。
土壌の熱抵抗率 – 抵抗率が高いほど許容電流は減少します。
埋設深度 – 埋設深度が深くなるほど許容電流は減少します。
グループ化 – 同じ溝に複数のケーブルを敷設すると、互いに熱を伝わります。
例：95 mm²のXLPE銅ケーブルは、空気中での基本許容電流が240 Aである場合があります。3本のケーブルをグループにして、乾燥した砂の中に深さ1 mに埋設した場合、定格電流は160 Aに低下する可能性があります。
B. 電圧降下
長距離の地下配線では、電圧降下がケーブルのサイズを決定する重要な要素となることが多い。電圧降下は次の式を用いて計算する。
単相：Vd = 2 × I × ρ × L / A
三相：Vd = √3 × I × ρ × L / A
ここでρは導体材料の抵抗率である（銅：0.0175 Ω·mm²/m、アルミニウム：0.0282 Ω·mm²/m、20℃）。
注意事項：必ず許容電流と電圧降下の両方を確認してください。大きい方のサイズが優先されます。
8. ステップ7：設置方法と規格を検討する
A. 直接埋設 vs. ダクト設置
直接埋設：ケーブルを溝に直接敷設し、砂または適切な埋め戻し材で覆います。これは、公共事業の配電において最も一般的な方法です。SWAまたはAWAのアーマーと堅牢な外被が必要です。
ダクト内配線：ケーブルは保護ダクト（PVC、鋼鉄、またはコンクリート製）を通して引き込まれます。これにより交換が容易になりますが、ダクトの断熱性により許容電流が低下します。都市部のネットワークや、将来のアップグレードが見込まれる場所に適しています。
B. 埋め戻し材
ケーブルを覆う素材は、放熱性と機械的保護に影響を与える。
選別された砂またはふるい分けされた土壌：熱抵抗が低く、放熱性に優れている。
低含水率の輸入砂：熱抵抗が高い可能性があるため、保水材の添加を検討してください。
コンクリートまたは砂利：熱抵抗が高いため、必要がない限り避けてください。
C. 規格への準拠
地下ケーブルは、関連する規格に準拠しなければならない。
IEC 60502 – 押出成形絶縁体を用いた電力ケーブル（低電圧および中電圧）。
IEC 60840 – 高電圧ケーブル（30kV以上）。
IEC 60287 – 地中ケーブルの許容電流値の計算。
NEC（米国）－国家電気規程、第300条（地下設備）。
BS 7671 (英国) – IET配線規定。
9. ステップ8：マーキングと保護
A. ケーブルのマーキング
埋設ケーブルは、ケーブルの上に警告テープやメッシュを貼って、その存在を示すべきです。これは、誤って掘り起こしてしまうことを防ぐのに役立ちます。
B. ケーブル保護
コンクリートスラブまたはタイル：交通量の多い場所や浅く埋設された場所でケーブルを保護します。
砂の敷材：クッション層として機能します。
埋め戻し材を使用したケーブルトレンチ：鋭利な物体からケーブルを保護するために、適切な埋め戻し材を使用してください。
10．よくある間違いとその回避方法
| 間違い | 結果 | 防止 |
|---|---|---|
| 土壌の熱抵抗を無視する | 許容電流値の過小評価、過熱 | 土壌抵抗率を測定または推定し、低減係数を適用する。 |
| 湿った土壌でPVCシースを使用する | 水の浸入、腐食 | 防水性のあるPEまたはLSZHシースを使用してください。 |
| 単芯ケーブルに鋼鉄製の装甲を使用する | 渦電流加熱 | 単芯の場合はアルミニウム装甲（AWA）を使用してください。 |
| 将来の負荷を考慮していない | ケーブルが細すぎるので、アップグレードが必要です。 | 将来の成長を見越して余裕を持たせる。 |
| 防水機能をスキップする | ケーブルに沿った水の浸入 | 防水テープまたは充填コアを指定してください。 |
| 埋設深度が不適切 | 機械的損傷または許容電流の低下 | 最低水深については、地域の条例に従ってください。 |
11．地下ケーブル選定のためのチェックリスト概要
| ステップ | アクション |
|---|---|
| 1 | 現場の状況（土壌、水分、機械的負荷）を評価する。 |
| 2 | 導体材料（銅またはアルミニウム）を選択してください。 |
| 3 | 断熱材を選択してください（XLPEを推奨）。 |
| 4 | 外側の鞘の材質（PEまたはPVC）を選択してください。 |
| 5 | アーマーを選択してください（マルチコアの場合はSWA、シングルコアの場合はAWA）。 |
| 6 | 防水機能を確認してください。 |
| 7 | 導体のサイズは、許容電流と電圧降下を考慮して決定する。 |
| 8 | 基準への準拠を徹底してください。 |
| 9 | マーキングと保護に関する計画を立てる。 |
地下埋設に適したケーブルの選定は、単なるルーチン作業ではなく、信頼性、安全性、そして性能への長期的な投資です。土壌の種類に合わないケーブル、適切な装甲が施されていないケーブル、あるいは負荷に対してサイズが小さすぎるケーブルは、早期に故障し、高額な掘削、修理、そして停電につながります。環境評価、適切な材料の選択、定格電流の低下や電圧降下を考慮した適切なサイズ選定、そして規格への準拠といった体系的なアプローチに従うことで、何十年にもわたって使用できる地下ケーブルを選定できます。埋設電力の世界では、今日の適切な選択が、将来の大規模な掘削作業を未然に防ぐのです。