安全の縁の下の力持ち：耐火ケーブルの考察

現代の建物の電気システムの複雑なエコシステムでは、ほとんどのコンポーネントは目に見える形で存在し、高く評価されています。しかし、壁、天井、そして配管の中に、見落とされがちな重要な安全機能が隠されています。それが耐火ケーブルです。

単に電気を運ぶだけの標準的なケーブルとは異なり、耐火ケーブルは、火災発生時に回路の完全性を維持し、一定期間動作を継続するという、唯一かつ重要な使命を担って設計されています。この機能こそが、壊滅的な事態と管理された緊急事態を区別するものであり、火災警報器、非常照明、スプリンクラーポンプ、排煙システムといった重要システムに、最も必要な時に電力を供給します。

標準的なケーブルが火災で故障する理由

一般的な電気ケーブルは、PVC（ポリ塩化ビニル）またはXLPE（架橋ポリエチレン）で絶縁された銅導体と、多くの場合PVC製の外装でできています。これらの材料は、火災にさらされると以下のようになります。

• 溶けて滴り、火が広がる可能性があります。

• 急速に燃焼し、濃くて有毒な酸性の煙を発生させます。

• 絶縁が失敗すると短絡が発生し、システムが早期にシャットダウンする原因となります。

耐火ケーブルは、特殊な材料と巧妙な構造を組み合わせることで、こうした故障を防ぐように設計されています。

鎧：主要な耐火素材

耐火性は、ケーブルの構造に使用されている材料によって決まります。最も一般的で効果的な材料は次のとおりです。

1. マイカテープ：スターパフォーマー
これはほとんどの耐火ケーブルの核となるものです。雲母は天然に存在するケイ酸塩鉱物で、次のような特徴があります。

• 高耐火性: 劣化することなく 1000°C を超える温度に耐えることができます。

• 電気絶縁性: 直火にさらされても電気絶縁性を維持します。

• 柔軟性: 導体の周りにテープとして巻き付けると、ケーブルを柔軟なまま設置できます。

火災が発生すると、周囲のプラスチック絶縁体は焦げて燃え尽きますが、マイカテープはセラミックのような丈夫な絶縁シースに溶け込み、銅導体を保護し続けるため、電気が流れ続けるようになります。

2. 鉱物絶縁体（MIケーブル）
これらは最も堅牢な耐火ケーブルの一部です。その構造は独特です。

• 導体: 固体銅棒。

• 断熱材: 酸化マグネシウム (酸化マグネシウム) の圧縮粉末。

• シース：継ぎ目のない銅管。

MgOは優れた無機絶縁体であり、完全に不燃性で、極めて高温でも安定しています。MIケーブルは火災に浸漬されても動作を継続できるため、最も重要かつ高リスクの用途に最適です。

3. セラミックシリコンゴム
外層や断熱材としてよく使用されるこのシリコンベースの化合物は、燃焼時に硬く保護的なセラミック炭を形成するように配合されています。この炭は熱バリアとして機能し、内部導体を保護し、絶縁性を維持します。

4. 低煙ゼロハロゲン（LSZH）化合物
LSZH素材は単体では必ずしも耐火性があるわけではありませんが、外装シースとしてよく使用されます。火災発生時には煙の発生が非常に少なく、有毒なハロゲンガス（PVC由来の塩素など）も発生しません。ハロゲンガスは火災による死亡事故の大きな原因です。そのため、LSZH素材はマイカテープコアと組み合わせることで、真に安全なケーブル（回路の完全性）を実現するのに最適な選択肢となります。

ビルド：制作プロセス

耐火ケーブルの製造は、精密なエンジニアリングプロセスです。ここでは、最も一般的なマイカベースのケーブルに焦点を当て、その製造工程を簡略化してご紹介します。

ステップ1：導体の撚り合わせ
銅線を撚り合わせて、必要なサイズ (例: 2.5mm²、4mm²) の柔軟なコアを形成します。

ステップ2：重要なラップ - マイカテープの貼り付け
銅導体はテーピングヘッドに通され、1層または2層のマイカテープが螺旋状に巻き付けられます。この工程は極めて重要で、防火層に隙間ができないよう、重なり具合と張力を完璧に制御する必要があります。

ステップ3：一次断熱
マイカで包まれた導体は、通常はXLPEなどの一次絶縁層で覆われます。この絶縁層は、通常動作時の電気的ストレスに対処し、機械的な保護を提供します。

ステップ4：組み立てと被覆
多芯ケーブルでは、個別に絶縁された芯線が中央のフィラーの周りに撚り合わされます。最終工程は、視認性と安全性を高めるため、明るいオレンジ色または赤色のLSZH化合物で作られた外側のシースを押出成形することです。

ステップ5：厳格なテスト
耐火ケーブルは、業界で最も厳しい試験にかけられます。最も重要なのは耐火試験です。この試験では、ケーブルサンプルを特殊な炉に取り付け、規定の時間（例：30分、60分、または120分）にわたり、少なくとも830℃の温度にさらし、機械的衝撃と水噴霧を加えます。その間、ケーブルに通電し、ケーブルが機能し続けることを確認します。

耐火ケーブルは、材料科学と工学の傑作です。火災を防ぐためではなく、火災が悲劇に発展するのを防ぐために設計されています。重要な救命システムの稼働を維持することで、安全な避難と効果的な消火活動に必要な貴重な時間を確保します。次にLSZHケーブルの鮮やかな赤やオレンジ色の被覆を目にしたとき、それが私たちの壁の中で静かに見守る、複雑で重要な保護層であることを実感するでしょう。