PVケーブル｜耐候・耐UV・低損失の直流配線

PVケーブル

PVケーブルは、太陽光発電（Photovoltaic）システムの直流側に用いる耐候・耐熱・耐紫外線性に優れた専用電線である。屋外の高温・低温、雨水、直射日光、オゾン、塩害といった過酷環境で長期使用されることを前提に、二重絶縁構造やハロゲンフリー難燃シースを備える。導体は錫めっき軟銅撚り線が一般的で、サイズは2.5/4/6/10 mm²が多く、1,000～1,500 V級の高い直流定格に対応する。国際的にはIEC 62930やEN 50618（旧PV1-F）、ケーブル記号H1Z2Z2-Kなどが広く流通し、耐熱温度は運転90～120℃、短時間ではさらに高温に耐える仕様が用いられる。

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定義と用途

PVケーブルは、PVモジュールと接続箱・集電箱・パワーコンディショナ間の直流配線を対象とする専用ケーブルである。一般の建物内配線と異なり、長距離の屋外布設や屋根上敷設、モジュール裏の狭隘空間での曲げ、日射による高温化、結露や水たまり接触など、厳しい条件を想定する。そのため、耐候・耐UV・耐オゾン・耐摩耗・難燃・耐移行性（可塑剤移行の抑制）といった特性が規格で要求される。

構造と材料

PVケーブルの典型構造は、錫めっき銅撚り導体（可とう性確保、腐食抑制）に架橋ポリオレフィン（XLPO）または架橋ポリエチレン（XLPE）の絶縁、さらに同材質の外被シースを重ねた二重絶縁である。色は極性識別のため黒・赤（または黒・白）を使い、マーキングには定格電圧、導体サイズ、規格番号、製造年週などを印字する。外径はサイズにより異なるが、曲げ半径は一般に外径の4～6倍以上が推奨される。

規格と呼称

欧州域ではEN 50618（旧PV1-F）からH1Z2Z2-Kへの移行が進み、国際的にはIEC 62930が参照される。難燃性はIEC 60332-1-2、低発煙性はIEC 61034、低ハロゲン性はIEC 60754-1/2などで評価される。コネクタはIEC 62852に適合した直流用接続器（通称MC4など）を組み合わせるのが通例である。

電気定格と温度特性

PVケーブルの定格電圧は1.0/1.8 kV（AC/DC相当）など高直流に対応し、近年の1,500 V級ストリングにも適用される。導体許容温度は常時90℃（一部120℃）、周囲温度や敷設方式により許容電流は変動する。屋根上は周囲温度が実効的に高くなるため、温度係数による減額（ディレーティング）が不可欠である。直流では集電方向に電流が合流していくため、上位ケーブルほど電流が大きくなり、サイズ選定を段階的に見直す。

設計・選定（許容電流と電圧降下）

  1. 許容電流：規格表の基準値に対し、周囲温度、布設層数、結束・管内充填率、敷設姿勢（日射による加熱）で補正する。
  2. 電圧降下：長尺の直流配線は損失を招く。おおよそΔV＝I×2L×R（往復長2L、Rは導体抵抗）で見積もり、系統全体で2～3％以内を目安にする。
  3. サイズ選定：4 mm²は住宅～小規模で汎用、6 mm²は長距離や大電流で有利、10 mm²は集電幹線や高出力で検討する。
  4. 短絡・過電流保護：ストリング並列数が多い場合は逆流電流対策にストリングヒューズや遮断器を配置する。

施工と取り付け

  • 曲げと固定：最小曲げ半径を守り、エッジ部では保護材を介在させる。固定は耐候性結束バンドや金具を使用する。
  • 水仕舞い：ケーブルは水が溜まる低部に垂れ下げない。ボックスへの引き込みは下向きドリップループを確保する。
  • 引込・貫通：金属エッジ通過部ではブッシング・グロメットで被覆損傷を防ぐ。
  • 混触禁止：高温配管・油類・角部材との接触を避け、熱源から離隔を取る。

接続部品と信頼性

PVケーブルはIEC 62852適合のDCコネクタと組み合わせ、同一メーカー同一シリーズで対向接続するのが望ましい。いわゆる“互換”品の混在は接触抵抗の上昇やシール性低下を招き、発熱・トラッキング・浸水故障の原因となる。圧着は規定ダイスで所定の圧着高さに仕上げ、引張試験値と外観（バレルからの素線はみ出し無、被覆ダメージ無）を確認する。

劣化要因と耐候性試験

直射日光のUV、温湿度サイクル、オゾン、塩霧、機械的摩耗が主要な劣化要因である。シース硬化や微細クラック、絶縁抵抗の低下、端末部シール不良からの浸水がトラブルの典型である。規格では耐UV・耐オゾン・難燃・発煙性などを規定し、屋外長期信頼性を担保する。実運用では定期点検時に外観・触診（硬化・べたつき）・端末シールを確認し、必要に応じてサンプルの絶縁抵抗測定を行う。

保護・検査（コミッショニング）

  1. 極性・導通：ストリング組成ごとに極性誤接続の有無を確認する。
  2. 絶縁抵抗：乾燥状態でメガにより測定し、しきい値を満たすことを確認する。
  3. 端末シール：コネクタのロック・Oリング・ケーブルクランプを点検し、トルクを規定に合わせる。
  4. 帳票：ルート図、サイズ・長さ、許容電流根拠、電圧降下計算、補正係数の記録を残す。

安全と法規・標準の要点

PVケーブルは直流アークに留意し、抜差しは無負荷で行う。可燃物近傍では難燃性の高い仕様を選定し、屋内貫通部は防火区画の処理を行う。国・地域の電気設備規程や建築防火要件に適合し、製品はIEC 62930やEN 50618、コネクタはIEC 62852などの適合証明を確認するとよい。仕様の整合・施工品質・点検保全が揃って初めて長期の出力維持と安全性が確保される。