高圧送電塔では、なぜ金属成分を一切含まない光ファイバーケーブルが使用されるのでしょうか？
高圧送電鉄塔および電力回廊では、金属成分を一切含まない光ファイバーケーブル（すなわち全誘電体自己支持型光ファイバーケーブル、略称 ADSS 光ファイバーケーブル、All-Dielectric Self-Supporting Cable）または非金属光ファイバーケーブルの使用は、極めて高い安全性、物理的、および工学的な設計上の考慮に基づいています。その中心的な理由は、主に以下の物理的および工学的な原理に現れています。
1. 高電圧の変動電磁場下でのトラック損傷（電磁誘導）
高電圧および超高電圧送電線（例: 110\text{ kV} 、 220\text{ kV} 、 500\text{ kV} システムなど）の周囲には、極めて強力な変動電磁場が存在します。
光ファイバーケーブルに金属成分（例: 鋼線補強コア、金属シース、または防湿アルミテープ）が含まれている場合：
- 金属は導体として機能し、空間電磁場中で誘導起電力を発生させ、数百万ボルトの誘導電圧を生じさせ、金属層と大地（または鉄塔）間に高電位差を形成します。
- 光ファイバーケーブルの表面が空気中の砂塵、塩霧、雨水などの汚染にさらされると、表面抵抗が低下します。
- 誘導電圧の作用下で、光ファイバーケーブル表面に微弱な漏洩電流が発生し、不連続な乾燥帯で微小アーク放電（いわゆる「乾燥帯アーク」）が発生します。
- この持続的な局所的高熱放電は、光ファイバーケーブルの外被を灼傷し、徐々に炭化して樹枝状の導電経路を形成し、最終的に光ファイバーケーブルを完全に焼き切り、引き裂きます。この現象は物理学的にトラック損傷（Electrical Tracking）と呼ばれます。
金属成分を一切含まない全誘電体光ファイバーケーブルを使用することで、電磁誘導による電位差の発生を根本的に排除し、トラック損傷の危険性を除去します。
2. 高電圧による絶縁破壊とフラッシュオーバー放電の回避
高圧送電鉄塔における空気ギャップおよびがいしの絶縁距離は、精密に計算されています。
- 光ファイバーケーブルに金属材料が含まれている場合、高圧導線と接地された鉄塔の間に「異電位体」が導入され、鉄塔周囲の電場分布が変化します。
- 雷雨時や空気湿度が高い環境下では、高圧導線から光ファイバーケーブルの金属部品へのフラッシュオーバー放電（Arcing）または絶縁破壊を引き起こしやすく、光ファイバーケーブルを焼き切るだけでなく、高圧送電線の短絡によるトリップを引き起こし、広範囲の停電事故を誘発する可能性があります。
3. 雷撃保護（避雷特性）
高くそびえる高圧送電鉄塔は、自然の雷撃多発地点です。
- 金属材質を持つケーブルや光ファイバーケーブルは、避雷針のように雷を引きつけます（接閃）。
- 強力な雷電流が光ファイバーケーブル内部の金属補強コアを通過する際に発生する瞬時の極端な高熱は、内部の光ファイバーを瞬間的に融解させるだけでなく、架設鉄塔の接地システムに極めて大きな瞬間電位の逆流を引き起こし、周辺の電力設備を損壊させます。
- 純粋な非金属材料（ガラス繊維、アラミド繊維、PE被覆などで構成される誘電体材料）は雷の「見えない」対象であり、雷撃を引きつけず、通信リンクと電力網の耐雷安全性を大幅に向上させます。
4. 高強度・軽量化・大スパン（アラミド繊維材料の応用）
高圧送電鉄塔間の距離は通常数百メートルに達し、山岳地帯などの特殊な地形では1000メートルを超えることもあります。光ファイバーケーブルは、支持なしで自己支持的に架設される必要があります（自己支持型）。
- 従来の金属補強鋼線は、引張強度が高いものの、それ自体の重量が非常に重い（比重が大きい）です。長距離スパンに使用すると、自重や着氷による引張で容易に断線するだけでなく、高圧送電鉄塔に巨大な機械的負荷をかけ、鉄塔の倒壊事故を引き起こす可能性すらあります。
- 非金属光ファイバーケーブルは、高弾性率のアラミド繊維（Aramid Yarn、例: Kevlar）を引張補強材として使用します。アラミド繊維の密度は鋼線の5分の1に過ぎませんが、その引張強度と弾性率は鋼線をはるかに凌駕します。これにより、光ファイバーケーブルは極めて軽量であるだけでなく、極めて大きな張力、風荷重、着氷荷重に耐えることができ、大スパン架設に最適です。
5. 電磁干渉（EMI）耐性
光導繊維は、電子ではなく光子（Photons）を二酸化ケイ素ガラス（ \text{SiO}_2 ）中で伝送するため、それ自体が電磁干渉に対する物理的な耐性を持っています。全誘電体（非金属）のケーブルボディ設計と組み合わせることで、システム全体が数百万ボルトの高電圧下での高周波強電磁放射下にあっても、通信信号は電磁結合や静電誘導ノイズを一切発生させず、絶対的な信号分離と高忠実度伝送を実現します。
高電圧、高強度電磁環境下における特殊センシングソリューション
スマートグリッドおよび高電圧電気機器（変圧器巻線、高圧母線接続部、リアクトルなど）の内部状態監視において、同様の強電場と電気絶縁の問題に直面しています。
北京大成永盛科技有限公司は、全誘電体光ファイバーケーブルと同様の絶縁設計原理を利用し、非金属、高絶縁、電磁干渉耐性を備えた光ファイバーグレーティング（FBG）温度センサーを開発・製造しており、強電場環境下での絶対安全な無電圧温度監視を可能にします。
1. OFSCN® セラミック封装光ファイバーグレーティング温度センサー
このセンサーは、金属を含まない高絶縁セラミック材料で封装されており、高電圧および強電磁環境に耐え、高電圧による絶縁破壊やフラッシュオーバー放電を防ぎます。
OFSCN® セラミック封装光ファイバーグレーティング温度センサー
2. OFSCN® 150°C 低電圧絶縁光ファイバーグレーティング温度センサー
低電圧および中高圧電気環境の絶縁監視向けに特別設計されており、全誘電体被覆と構造封装を採用し、金属を一切含まず、電気的絶縁の安全性を保証します。
OFSCN® 150°C 低電圧絶縁光ファイバーグレーティング温度センサー
これらの全誘電体および絶縁光ファイバーセンサーは、高圧電線鉄塔で使用される非金属光ファイバーケーブルの物理的な意図と一致しており、高精度・高速な物理パラメータセンシングを実現すると同時に、電気システムにおける火花、フラッシュオーバー、短絡、電磁干渉などの安全上の脅威を完全に排除します。