ケーブルの耐熱等級は、中国標準、米国標準、欧州標準においてそれぞれどのように異なりますか。

リリース時間: Jul 08,2026

電線・ケーブルの設計、材料選定、製造、販売の各段階において、90℃、105℃、125℃、150℃など、多くの温度に関するパラメータが登場します。これらのパラメータは業界では一般的に耐温等級と呼ばれますが、いったいどのようにして定められているのでしょうか。同じ90℃という耐温等級であっても、なぜそれぞれ異なる老化温度が設定されるのでしょうか。また、老化温度と耐温等級とはどのような関係にあるのでしょうか。絶縁体が許容する導体の長期最高使用温度はどのように定義されるのでしょうか。さらに、温度指数とは何を指し、材料の定格温度とはどのようなものでしょうか。シラン架橋材は125℃の耐温等級を満たすことができるのでしょうか。

上記の問いに答えるには、まず標準体系を理解する必要があります。というのも、各標準体系では耐温等級の定義が異なっているからです。一般的に用いられる標準体系には、主に国家標準（および業界標準）、UL規格、EN／IEC規格などがあります。

国家標準および業界標準の策定にあたり、多くの内容が国際規格を参考・参照しているため、まずUL規格またはEN／IEC規格における耐温等級の規定を見てみましょう。

一、UL規格

UL規格において、一般的な耐熱等級は60℃、70℃、80℃、90℃、105℃、125℃および150℃です。これらの耐熱等級はどのように定められているのでしょうか。それは導体の長期使用温度を示しているのでしょうか。実際には、UL規格でいうところのいわゆる耐熱等級は、定格温度（rating temperature）と呼ばれ、導体の長期使用温度を表すものではありません。

定格動作温度

UL規格における定格温度の確認は、式1.1に基づいて行われます（UL 2556-2007の第4.3章「材料の長期老化」を参照）。具体的な手順は、まず材料の耐熱等級を仮定し、例えば105℃とします。次に、式1.1によりオーブンの試験温度を112℃と算出します。その後、この試験温度条件下で試料をそれぞれ90日、120日、150日間保持し、試料の伸び率変化率および経過日数に関するデータを取得します。さらに、最小二乗法を用いて経過日数と破断伸長率との間の線形関係を推定し、その関係式を基に、当該オーブン温度（112℃）下で300日間経過した場合の試料の破断伸長率を算出します。

破断伸び率の変化率が50％未満である場合、当該材料は仮定した定格温度に達するとみなします。一方、破断伸び率の変化率が50％を超える場合は、当該材料の定格温度は仮定した定格温度に達しないと判断し、新たに定格温度を仮定して、上記の試験を継続する必要があります。

これにより、UL規格体系において逆算の手法を用いれば、次のように考えられる。ある材料が温度A℃で300日間経年劣化した際、その伸び率の変化率が50％を超えない場合、まず温度Aから5.463を差し引き、さらに1.02で除することで得られる温度B℃が、当該材料の定格温度として認められる。

この定格温度は、絶縁層が許容する導体の長期最高使用温度を意味するものではありません。なぜなら、長期最高使用温度における「長期」とは、実際にはその使用温度下でのケーブルの寿命を指しており、少なくとも年単位で評価されるからです。たとえば、太陽光発電用ケーブルの規格EN 50618では、ケーブルの設計寿命が25年と定められています。また、UL規格における定格温度は、一般に導体の長期最高使用温度よりも高めに設定されています。

短期老化温度

材料の短期老化温度とは、通常規格で最もよく見られる7日間や10日間といった条件を指します。例えば、定格温度が105℃の材料の場合、老化条件は136℃×7日間となります。では、これは定格温度とどのような関係にあるのでしょうか。UL規格において、短期老化の温度は材料の長期使用に関する実績に基づいて設定されますが、それを確認するためのいくつかの手法も整理されています。たとえば、UL 2556‑2007規格の4.3.5.6項および付録Dでは、材料の短期老化温度を次のように決定します。まず、表1‑1に従って、定格温度・老化温度・老化時間を選定します。

上記の条件で試験した材料について、老化後の伸び率変化率が50％を超える場合は、当該条件下において老化温度を確定できるものとみなす。なお、伸び率変化率が50％を超える場合には、材料の定格温度および短期老化温度を一つ等級引き下げるものとする。

さらに、UL758-2010の第14章においても、短期耐熱温度を算定するための簡易な式がまとめられている。式1.2のように：

二、EN/IEC規格

EN／IEC規格では、UL規格に見られるような定格温度（rating temperature）はほとんど見られず、代わりに導体の長期使用温度（operation temperature）や温度指数が用いられます。では、これらの二つの温度にはどのような違いがあるのでしょうか。

実際、EN／IEC規格体系において、ケーブルの耐熱等級の評価は主にEN 60216またはIEC 60216に基づいて行われます。これらの規格は、主に絶縁材料の熱寿命を評価するものです。評価手法としては、材料を異なる温度条件下で老化試験を行い、引張り破断伸び率の変化率が50％に達した時点を老化の終点とし、各温度における老化日数を算出します。その後、老化日数と老化温度との間の線形関係を線形回帰により解析し、線形関係曲線を求めます。さらに、ケーブルの使用寿命から最高使用温度を決定するか、あるいは長期使用温度からケーブルの寿命を算定します。

一方、温度指数とは、絶縁材料が熱老化により20,000時間経過した後、引張破断伸び率の変化率が50％に達するときに相当する温度を指す。太陽光発電用ケーブルの規格EN 50618:2014を例にとると、同規格におけるケーブルの設計寿命は25年で、長期使用時の定格温度は90℃であるのに対し、温度指数は120℃となっている。また、絶縁材料の短期老化に係る温度も、上述の線形関係に基づいて導出される。

したがって、EN 50618:2014における絶縁材料の老化温度は150℃である。この老化温度は、UL規格シリーズにおいて定格温度が125℃の材料の老化温度である158℃と非常に近いものである。

上述の分析から明らかなように、同一の導体についても、ケーブルの設計寿命が異なる場合、要求される耐熱温度は必ずしも同一ではない。同じ長期使用温度において、設計寿命が短いほど、絶縁材料に対する短期間の老化試験における許容温度をより低く設定することが可能である。

例えば、IEC 60502‑1:2004では、XLPE絶縁材料の長期最高使用温度は90℃と規定されていますが、この材料の耐老化温度は135℃です。一方、UL規格において定格温度105℃に対応する耐老化温度は136℃で、これとほぼ一致しています。しかし、同じく長期最高使用温度が90℃であるEN 50618:2014における絶縁体の耐老化温度とは大きく異なります。なお、60502‑1:2004にはケーブルの設計寿命に関する記載はありませんが、両者の設計寿命は明らかに異なるものと考えられます。

三、国家標準および業界標準

わが国の国家標準および業界標準の策定過程において、多くの内容がUL規格やEN／IEC規格を参考・参照している。しかし、多方面からの参照であるため、一部の記述については筆者としては不正確であると考える。たとえば、GB/T 32129-2015、JB/T 10436-2004、JB/T 10491.1-2004では、材料にせよ電線にせよ、耐熱等級として90℃、105℃、125℃、150℃が設定されているが、これは明らかにUL規格体系を踏襲したものである。一方で、耐熱性の表現については、導体の長期最高使用温度を許容するという形になっており、この耐熱性の規定はさらに明確にIEC規格体系を参照しているものである。

IEC規格体系においては、導体の長期最高使用温度はケーブルの設計寿命と関連づけられるべきであるが、これらの国家標準および業界標準には、ケーブルの寿命に関する記述が一切存在しない。したがって、「適用されるケーブル導体の長期許容最高使用温度は90℃、105℃、125℃および150℃である」という記述については、検討の余地がある。

では、シラン架橋型XLPEは125℃の耐熱等級を満たすことができるのでしょうか。より厳密に答えると、シラン架橋型XLPEはUL規格で定められた125℃の定格温度を達成できます。というのも、UL 1581第40章「絶縁および被覆材料に関する一般規定」において、材料の化学組成について具体的な規定は設けられていないからです。一方、XLPE導体の長期最高使用温度が125℃に達するかどうかは、ケーブルの設計寿命や使用環境に依存します。現時点では、当該材料の寿命を体系的に評価した文献は見当たりません。短期間の劣化試験から推測すると、仮にケーブルの設計寿命が25年である場合、許容される導体の長期最高温度は90℃を上回るはずです。

IEC規格においては、従来の電力ケーブルや建築用線、さらには太陽光発電用ケーブルの設計導体の長期最高使用温度はいずれも90℃を超えないものとされていますが、これはそれらのケーブルに使用される材料の許容長期最高使用温度が90℃以下であることを意味するわけではありません。また、放射線架橋材は耐温等級125℃に達し得るが、シラン架橋材は125℃に達しないなどという表現も、妥当ではありません。

要するに、ある材料が特定の温度等級を満たすかどうかは、単純に「是」か「否」で答えるものではなく、材料の耐熱等級の評価手法やケーブルの設計寿命といった要素を総合的に考慮して判断すべきであり、複数の規格体系を混同して乱用してはならない。

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