ケーブルアクセサリに関するIEC 60840の理解

高電圧電力ケーブルの世界では、信頼性が何よりも重要です。たった1つの故障でも、広範囲にわたる停電、高額な修理費用、さらには安全上の危険を引き起こす可能性があります。そのため、ケーブルとその付属品が数十年にわたる使用期間にわたって安全に機能するように設計、試験、実証されていることを保証するために、国際規格が存在するのです。これらの規格の中でも、IEC 60840は高電圧ケーブルシステムにとって最も重要な規格の1つです。

1. IEC 60840とは何ですか？

IEC 60840は、固定設備用の電力ケーブルシステム（ケーブル単体および付属品単体を含む）の試験方法と要件を規定する国際規格です。この規格は、電気・電子技術の規格を策定する国際機関である国際電気標準会議（IEC）によって発行されています。

この規格は、定格電圧が30kV（Um = 36kV）を超え、150kV（Um = 170kV）以下の範囲を対象としています。簡単に言うと、これは高電圧の電力ケーブルの範囲に適用されます。都市間、発電所から変電所、大規模な工業団地内など、長距離にわたって電力を送電するために使用される種類のケーブルです。

電圧表記は何を意味しますか？

• U = 定格電圧（通常の動作電圧）

• Um = 最大システム電圧（システムが維持できる最高電圧）

したがって、IEC 60840 で "a 30 kV から 150 kV まで " と記載されている場合、それはこの重要な電圧範囲で動作するケーブル、つまり現代の電力伝送の基幹となるケーブルを指しています。

2. この規格は何を対象としているのか？

IEC 60840は、単芯ケーブルおよび個別にシールドされた三芯ケーブル、ならびにそれらの付属品に適用されます。対象となる付属品は以下のとおりです。

• ケーブル接続部（直線接続部、異なる種類のケーブル間の移行接続部。ただし、押出成形ケーブルと紙絶縁ケーブル間の接続部は除く）

• 終端部（屋内用および屋外用）

• ケーブルシステムで使用されるその他の接続装置

しかし、この規格は海底ケーブルなどの特殊なケーブルを対象としておらず、標準試験の変更や全く異なる試験条件が必要となる場合がある。また、押出成形絶縁ケーブルと紙絶縁ケーブルの間の移行部も除外される。。

3. テストフレームワーク：3つのレベルの保証

IEC 60840は、3つの異なるレベルからなる包括的な試験フレームワークを確立しています。

A. 型テスト
型式試験は、設計および製造プロセスがすべての性能要件を満たすアクセサリを製造できることを検証するために、少数のサンプルに対して実施されます。これらの試験は最も厳しいもので、電気的、機械的、熱的、および環境的性能を網羅しています。

付属品については、型式試験には以下が含まれます。

• 部分放電測定 ― 空隙内または界面における微視的な放電を検出する

• 商用周波数耐電圧試験 - 動作条件下での絶縁強度を検証する

• 雷インパルス電圧試験 ― サージ現象をシミュレートするため

• 加熱サイクル電圧テスト - 負荷時の熱性能を確認するため

• 曲げ試験—機械的な柔軟性を確認するため

• 水浸透試験—シールの完全性を確認するため

B. サンプルテスト
サンプル試験（受入試験とも呼ばれる）は、生産バッチから無作為に抽出したサンプルに対して定期的に実施されます。これにより、工場が型式試験で確立された品質を一貫して再現できることが検証されます。通常、サンプル試験には、型式試験の手順の一部、すなわち部分放電測定、耐電圧試験、寸法検査などが含まれます。

C．定期検査
工場出荷前に、すべての付属品に対してルーチン検査が実施されます。これらの検査は比較的短時間で済みますが、個々の製造上の欠陥を検出するために不可欠です。

• 目視検査

• 部分放電測定

• 商用周波数耐電圧試験

• 寸法検証

• 材料特性チェック

4．事前資格試験：究極の試練

高い電気的ストレスを受けるケーブル、具体的には、計算された公称導体電気的ストレスが 8.0 kV/mm を超えるケーブル、または公称絶縁電気的ストレスが 4.0 kV/mm を超えるケーブルについては、IEC 60840 は事前認定試験を要求している。。

事前認定試験は工場試験ではなく、長期にわたる実地試験です。型式試験に合格した後、ケーブルシステム全体（ケーブルと付属品）を実際の使用環境に近い屋外に設置します。1.7U₀の電圧を印加し、1年間で180回の加熱サイクルを実施します。

この試験は、ケーブルシステムが商業施設への設置が承認される前に、実際の運用環境で数十年にわたって耐えられることを確認するためのものです。

5. 2020年版の新機能は何ですか？

2020年に発行されたIEC 60840の最新版（第5.0版）では、いくつかの重要な技術的変更が導入されました。:

これらの変更は、火災安全性、環境性能、最新の開閉装置技術との互換性への重視といった、業界のニーズの変化を反映したものだ。

6．IEC 60840と他の規格との関連性

IEC 60840は、押出成形絶縁ケーブルに関する一連の規格の一部です。

IEC 62067はIEC 60840に準拠していますが、重要な違いが1つあります。IEC 62067は高ストレスケーブル設計のみを認識し、システムベース（ケーブルとアクセサリを合わせたもの）での試験のみを受け入れますが、IEC 60840は高ストレス設計と通常ストレス設計を区別しています。

7．IEC 60840が重要な理由

製造業者にとって、IEC 60840はケーブルアクセサリの設計と試験に関する明確で国際的に認められた枠組みを提供する。この規格で要求される試験に合格することは、ほとんどの国で市場参入を果たすために不可欠である。

電力会社やプロジェクト開発者にとって、IEC 60840規格に準拠したアクセサリを指定することは、品質と信頼性を保証するものです。これは、アクセサリが一度だけでなく、型式試験、サンプル試験、定期試験など、電気的、熱的、機械的、環境的なストレス下での性能を検証するために、厳格な試験を受けていることを意味します。

エンジニアや設置業者にとって、IEC 60840を理解することは、適切なアクセサリの選択、試験報告書の解釈、および設置が要求される基準を満たしていることの確認に役立ちます。

8. 業界とともに進化する基準

IEC 60840は静的な規格ではありません。1988年の初版（ケーブルのみを対象）から1999年の第2版（アクセサリを追加）、2004年、2011年の改訂を経て、現在の2020年版に至るまで、複数回の改訂を経て進化してきました。。

規格は継続的に改訂され、改良が続けられている。改訂1（2023年）では、用語、試験手順、および要件が更新され、特定の試験が関連するIEC文書と整合された。2025年には訂正版が発行された。。

この継続的な進化により、IEC 60840は耐火材料からSF₆フリーの開閉装置に至るまで、最新技術との関連性を維持し、業界が頼りにする信頼性を提供し続けることが保証されます。

IEC 60840は、30kV～150kVの高電圧ケーブル付属品の品質保証の基盤となる規格です。この規格は、付属品が現場に設置される前にその性能を検証するための、型式試験、サンプル試験、ルーチン試験、事前認定といった包括的な試験体制を確立しています。電気的、熱的、機械的、および環境的性能に関する試験方法を規定することで、電力供給を維持するために不可欠な付属品が、想像しうる限り最も過酷な条件下でも、多くの場合数十年にわたって耐久性を発揮するように設計・製造されることを保証します。

製造業者、電力会社の技術者、プロジェクト開発者など、どのような立場であっても、IEC 60840を理解することは、指定、設置、保守するケーブルアクセサリが最高の安全性と信頼性の基準を満たしていることを保証するために不可欠です。