JP3349746B2 - 絶縁組成物および電力ケーブル - Google Patents
絶縁組成物および電力ケーブルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温、高電界下におい
ても優れた特性を維持できる絶縁組成物と、これを絶縁
体に用いた電力ケーブルに関する。
ても優れた特性を維持できる絶縁組成物と、これを絶縁
体に用いた電力ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】低密度ポリエチレンを架橋させた架橋ポ
リエチレン（ＸＬＰＥ）は、現在、電力ケーブルの絶縁
体として汎用されている。ＸＬＰＥを絶縁体とした電力
ケーブルは、導体、導電性樹脂組成物よりなる遮蔽層、
および低密度ポリエチレンに架橋剤および老化防止剤を
配合した組成物よりなる絶縁層の３層を、架橋が起こら
ない低温度で同時に押し出し成形し、次いで連続的に、
高温、高圧の架橋ゾーンおよび低温、高圧の冷却ゾーン
を通過せしめることによって製造される。
リエチレン（ＸＬＰＥ）は、現在、電力ケーブルの絶縁
体として汎用されている。ＸＬＰＥを絶縁体とした電力
ケーブルは、導体、導電性樹脂組成物よりなる遮蔽層、
および低密度ポリエチレンに架橋剤および老化防止剤を
配合した組成物よりなる絶縁層の３層を、架橋が起こら
ない低温度で同時に押し出し成形し、次いで連続的に、
高温、高圧の架橋ゾーンおよび低温、高圧の冷却ゾーン
を通過せしめることによって製造される。
【０００３】このようにして得られた電力ケーブルは、
その特性が優れていることから、適用電圧の高電圧化が
進み、近年、２７５ｋＶの長距離送電用に、また短距離
５００ｋＶの発電所引き出し用等に適用されるまでにな
った。
その特性が優れていることから、適用電圧の高電圧化が
進み、近年、２７５ｋＶの長距離送電用に、また短距離
５００ｋＶの発電所引き出し用等に適用されるまでにな
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが昨今、絶縁性
能上の弱点になり易いケーブル接続部の数を減らすこ
と、接続部収納用の地下マンホールの数を減じて建設費
を低減すること等の要請から、接続部間隔の長尺化が強
く求められるようになってきた。接続部間隔の長尺化の
具体策とは、端的に言えば、絶縁層の厚さを薄くしたケ
ーブルの開発である。ケーブル径が細くなり、同一ドラ
ム径でより長尺に巻き取り可能なため、例えば、従来技
術の短距離用５００ｋＶケーブルの絶縁層厚さは３２ｍ
ｍであるのに対し、接続部が必要となる長距離用５００
ｋＶケーブルの場合、絶縁層厚さは、約１７％低減され
た２７ｍｍであることが要請されている。このように絶
縁層厚さが低減されることによって生じる開発課題は数
多くあるが、その本質は、絶縁層の単位厚さ当りに負荷
される電界が高まることによって生ずるものである。そ
のため、絶縁耐力の一層の向上、および誘電特性、特に
誘電正接（ｔａｎδ）特性値の低減を図ることが要請さ
れる。本発明で解決しようとする課題は、絶縁層厚さの
低減によっても優れた誘電正接（ｔａｎδ）特性を維持
できる絶縁組成物および電力ケーブルを提供することで
ある。
能上の弱点になり易いケーブル接続部の数を減らすこ
と、接続部収納用の地下マンホールの数を減じて建設費
を低減すること等の要請から、接続部間隔の長尺化が強
く求められるようになってきた。接続部間隔の長尺化の
具体策とは、端的に言えば、絶縁層の厚さを薄くしたケ
ーブルの開発である。ケーブル径が細くなり、同一ドラ
ム径でより長尺に巻き取り可能なため、例えば、従来技
術の短距離用５００ｋＶケーブルの絶縁層厚さは３２ｍ
ｍであるのに対し、接続部が必要となる長距離用５００
ｋＶケーブルの場合、絶縁層厚さは、約１７％低減され
た２７ｍｍであることが要請されている。このように絶
縁層厚さが低減されることによって生じる開発課題は数
多くあるが、その本質は、絶縁層の単位厚さ当りに負荷
される電界が高まることによって生ずるものである。そ
のため、絶縁耐力の一層の向上、および誘電特性、特に
誘電正接（ｔａｎδ）特性値の低減を図ることが要請さ
れる。本発明で解決しようとする課題は、絶縁層厚さの
低減によっても優れた誘電正接（ｔａｎδ）特性を維持
できる絶縁組成物および電力ケーブルを提供することで
ある。
【０００５】電力ケーブルの絶縁層の誘電特性に起因す
る誘電損Ｗｄは、次式によって表すことができる。 Ｗｄ＝（Ｖ2／３）ωＣ0εrｔａｎδ Ｖ：送電系統電圧 ω：送電電力の角周波数（ω＝２πｆ、ｆ：周波数／Ｈ
ｚ） Ｃ0：ケーブルの構造で決まる幾何学的静電容量 Ｃ0＝２πε0Ｌ／ｌｎ（Ｒ／ｒ） ε0：真空の誘電率 Ｌ：ケーブルの長さ Ｒ及びｒ：絶縁層の外径及び内径 εr：絶縁層材料の比誘電 ｔａｎδ：絶縁層材料の誘電正接 上の式からわかるように、誘電損は、送電系統電圧Ｖの
自乗に比例し、ケーブルの構造要因を含む幾何学的静電
容量Ｃ0が、上式で表せることから、ケーブルの長さに
比例して大きくなり、絶縁厚さの低減もまた、誘電損を
大きくする要因である。絶縁層材料の誘電特性と誘電損
の関係は、上式に見られるように、比誘電率と誘電正接
の積εrｔａｎδに比例するものである。
る誘電損Ｗｄは、次式によって表すことができる。 Ｗｄ＝（Ｖ2／３）ωＣ0εrｔａｎδ Ｖ：送電系統電圧 ω：送電電力の角周波数（ω＝２πｆ、ｆ：周波数／Ｈ
ｚ） Ｃ0：ケーブルの構造で決まる幾何学的静電容量 Ｃ0＝２πε0Ｌ／ｌｎ（Ｒ／ｒ） ε0：真空の誘電率 Ｌ：ケーブルの長さ Ｒ及びｒ：絶縁層の外径及び内径 εr：絶縁層材料の比誘電 ｔａｎδ：絶縁層材料の誘電正接 上の式からわかるように、誘電損は、送電系統電圧Ｖの
自乗に比例し、ケーブルの構造要因を含む幾何学的静電
容量Ｃ0が、上式で表せることから、ケーブルの長さに
比例して大きくなり、絶縁厚さの低減もまた、誘電損を
大きくする要因である。絶縁層材料の誘電特性と誘電損
の関係は、上式に見られるように、比誘電率と誘電正接
の積εrｔａｎδに比例するものである。
【０００６】電力ケーブルの誘電損が現実の問題となる
のは、ＸＬＰＥを絶縁層に用いたケーブルでは、送電系
統電圧が２７５ｋＶ以上の長距離送電線路の場合であ
る。前述のように、誘電損の諸要因のうち、ＶおよびＣ
0は定数となるため、特性改善の検討は、絶縁材料の誘
電特性について行われることになる。絶縁材料の誘電特
性のうち、比誘電率εrは、材料の定数であるため改善
の対象になり得ず、もっぱら、ｔａｎδ特性値の改善が
求められることになる。
のは、ＸＬＰＥを絶縁層に用いたケーブルでは、送電系
統電圧が２７５ｋＶ以上の長距離送電線路の場合であ
る。前述のように、誘電損の諸要因のうち、ＶおよびＣ
0は定数となるため、特性改善の検討は、絶縁材料の誘
電特性について行われることになる。絶縁材料の誘電特
性のうち、比誘電率εrは、材料の定数であるため改善
の対象になり得ず、もっぱら、ｔａｎδ特性値の改善が
求められることになる。
【０００７】ＸＬＰＥを絶縁層に用いた電力ケーブルの
誘電損の具体例として、長距離用５００ｋＶケーブルの
場合について考えると、このケーブルの絶縁層厚さは２
７ｍｍであり、常用最高温度９０℃であるから、望まし
いｔａｎδ特性値は、温度が９０℃、絶縁層の最大スト
レスが３０ｋＶ／ｍｍの条件で、約０.０５％以下とい
うものである。
誘電損の具体例として、長距離用５００ｋＶケーブルの
場合について考えると、このケーブルの絶縁層厚さは２
７ｍｍであり、常用最高温度９０℃であるから、望まし
いｔａｎδ特性値は、温度が９０℃、絶縁層の最大スト
レスが３０ｋＶ／ｍｍの条件で、約０.０５％以下とい
うものである。
【０００８】上述の状況を目安にして、従来技術の材料
を評価したところ、９０℃、２０ｋＶ／ｍｍでｔａｎδ
は０.１％を越え、要請に応えられないものであった。
従来技術による材料のｔａｎδ特性の詳細についてみれ
ば、およそ６０℃以下の温度では、測定ストレス５〜３
０ｋＶ／ｍｍの範囲でｔａｎδは０.０５％以下で、誘
電損の望ましい特性を満たしている。しかしながら、７
０℃を越える温度領域では、電界ストレスが高くなるに
ともなってｔａｎδ特性値の増大が生じ、９０℃の場
合、５ｋＶ／ｍｍでは、ｔａｎδは０.０２％以下の小
さな値であるが、２０ｋＶ／ｍｍでは、ｔａｎδは０.
１％を越えてしまうのである。
を評価したところ、９０℃、２０ｋＶ／ｍｍでｔａｎδ
は０.１％を越え、要請に応えられないものであった。
従来技術による材料のｔａｎδ特性の詳細についてみれ
ば、およそ６０℃以下の温度では、測定ストレス５〜３
０ｋＶ／ｍｍの範囲でｔａｎδは０.０５％以下で、誘
電損の望ましい特性を満たしている。しかしながら、７
０℃を越える温度領域では、電界ストレスが高くなるに
ともなってｔａｎδ特性値の増大が生じ、９０℃の場
合、５ｋＶ／ｍｍでは、ｔａｎδは０.０２％以下の小
さな値であるが、２０ｋＶ／ｍｍでは、ｔａｎδは０.
１％を越えてしまうのである。
【０００９】このように、従来技術の問題点は、高温度
側で、ストレス増加によってｔａｎδ特性値が急増する
ことにある。この現象について、発明者らが鋭意検討し
た結果、従来技術の材料からなるＸＬＰＥ中に電気伝導
性の不純物が存在していることによって起こるものであ
ることが、判明した。さらに、この電気伝導性不純物
は、極微量であるため、通常の分析手段では同定しがた
い濃度レベルのものであることもわかった。
側で、ストレス増加によってｔａｎδ特性値が急増する
ことにある。この現象について、発明者らが鋭意検討し
た結果、従来技術の材料からなるＸＬＰＥ中に電気伝導
性の不純物が存在していることによって起こるものであ
ることが、判明した。さらに、この電気伝導性不純物
は、極微量であるため、通常の分析手段では同定しがた
い濃度レベルのものであることもわかった。
【００１０】上述の内容をさらに詳しく述べると以下の
通りである。電力ケーブルの絶縁層材料であるＸＰＬＥ
のｔａｎδ特性は、主として、材料中の有極性化学構造
の不純物に起因する双極子要因によるものと、材料中の
イオン解離性の不純物の解離イオンに起因する電導要因
のものの２種にわけて考えることができる。ＸＬＰＥの
ベース材料として有極性コモノマ成分を含まない低密度
ＰＥを用いた場合、双極子要因のｔａｎδに寄与する材
料中の有極性化学構造の不純物として挙げられるもの
は、ベース低密度ＰＥ中のもの、配合される架橋剤や老
化防止剤に関係するもの、および製造工程中の汚染に起
因するものが挙げられる。現在のＸＬＰＥ材料技術の水
準では、双極子要因のｔａｎδの主な原因は、架橋剤と
して用いたジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）の架橋反応
残さであるアセトフェノンおよびクミルアルコールであ
り、これらに起因するｔａｎδは、低温側で大きく、高
温になるに伴って小さくなり、電界ストレスの増加があ
っても変化しない性質である。そして、通常の電力ケー
ブルの場合、この要因によるｔａｎδ値は、最大でも
０.０２％を越えず、誘電損の点でも問題視されるレベ
ルではない。
通りである。電力ケーブルの絶縁層材料であるＸＰＬＥ
のｔａｎδ特性は、主として、材料中の有極性化学構造
の不純物に起因する双極子要因によるものと、材料中の
イオン解離性の不純物の解離イオンに起因する電導要因
のものの２種にわけて考えることができる。ＸＬＰＥの
ベース材料として有極性コモノマ成分を含まない低密度
ＰＥを用いた場合、双極子要因のｔａｎδに寄与する材
料中の有極性化学構造の不純物として挙げられるもの
は、ベース低密度ＰＥ中のもの、配合される架橋剤や老
化防止剤に関係するもの、および製造工程中の汚染に起
因するものが挙げられる。現在のＸＬＰＥ材料技術の水
準では、双極子要因のｔａｎδの主な原因は、架橋剤と
して用いたジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）の架橋反応
残さであるアセトフェノンおよびクミルアルコールであ
り、これらに起因するｔａｎδは、低温側で大きく、高
温になるに伴って小さくなり、電界ストレスの増加があ
っても変化しない性質である。そして、通常の電力ケー
ブルの場合、この要因によるｔａｎδ値は、最大でも
０.０２％を越えず、誘電損の点でも問題視されるレベ
ルではない。
【００１１】電導要因のｔａｎδの原因物質は、非常に
微少な濃度でも影響を及ぼすことから、化学種の同定に
は至っていないが、ベース低密度ＰＥが含有しているイ
オン解離性のもの、配合される架橋剤や老化防止剤中の
イオン解離性の不純物および製造工程中の汚染に起因す
るもののすべてが対象とされ、イオン解離性の不純物の
総和された濃度が特性値に関係すると考えられる。通
常、電導要因のｔａｎδは、低温側で小さく、高温にな
るにともなって急激に大きくなり、さらに、電界ストレ
スの増加によって、指数関数的に増大する性質がある。
ＸＬＰＥを絶縁層に用いた電力ケーブルの誘電損で問題
になるのは、このイオン解離性の不純物の解離イオンに
起因する電導要因のｔａｎδで、特に、前述の絶縁層厚
低減による高ストレス化が、問題をいっそう深刻にして
いるのである。
微少な濃度でも影響を及ぼすことから、化学種の同定に
は至っていないが、ベース低密度ＰＥが含有しているイ
オン解離性のもの、配合される架橋剤や老化防止剤中の
イオン解離性の不純物および製造工程中の汚染に起因す
るもののすべてが対象とされ、イオン解離性の不純物の
総和された濃度が特性値に関係すると考えられる。通
常、電導要因のｔａｎδは、低温側で小さく、高温にな
るにともなって急激に大きくなり、さらに、電界ストレ
スの増加によって、指数関数的に増大する性質がある。
ＸＬＰＥを絶縁層に用いた電力ケーブルの誘電損で問題
になるのは、このイオン解離性の不純物の解離イオンに
起因する電導要因のｔａｎδで、特に、前述の絶縁層厚
低減による高ストレス化が、問題をいっそう深刻にして
いるのである。
【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、電気伝導性不純物総量の少ない絶縁組
成物と、絶縁層の材料としてこの絶縁組成物を用いるこ
とによって、高温、高電圧下でも優れたｔａｎδ特性を
有する電力ケーブルを提供することを目的としている。
たものであって、電気伝導性不純物総量の少ない絶縁組
成物と、絶縁層の材料としてこの絶縁組成物を用いるこ
とによって、高温、高電圧下でも優れたｔａｎδ特性を
有する電力ケーブルを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の絶縁組成物は、低密度ポリエチレンに架橋
剤および老化防止剤を配合し架橋せしめた樹脂組成物で
あって、この樹脂組成物が、この樹脂組成物を有機溶剤
で抽出処理し、抽出前の該樹脂組成物の誘電正接（ｔａ
ｎδ１）および体積抵抗率（ρ１）と、抽出後の該樹脂
組成物の誘電正接（ｔａｎδ２）および体積抵抗率（ρ
２）との比が、温度９０℃、ストレス３０ｋＶ／ｍｍの
条件下で、ｔａｎδ１／ｔａｎδ２≦５および／または
ρ２／ρ１≦５である関係を満足するものであることを
特徴としている。
め、本発明の絶縁組成物は、低密度ポリエチレンに架橋
剤および老化防止剤を配合し架橋せしめた樹脂組成物で
あって、この樹脂組成物が、この樹脂組成物を有機溶剤
で抽出処理し、抽出前の該樹脂組成物の誘電正接（ｔａ
ｎδ１）および体積抵抗率（ρ１）と、抽出後の該樹脂
組成物の誘電正接（ｔａｎδ２）および体積抵抗率（ρ
２）との比が、温度９０℃、ストレス３０ｋＶ／ｍｍの
条件下で、ｔａｎδ１／ｔａｎδ２≦５および／または
ρ２／ρ１≦５である関係を満足するものであることを
特徴としている。
【００１４】また請求項２に記載の電力ケーブルは、前
記請求項１に記載の絶縁組成物を絶縁体として用いたこ
とを特徴としている。
記請求項１に記載の絶縁組成物を絶縁体として用いたこ
とを特徴としている。
【００１５】
【作用】絶縁組成物中に含まれ、電力ケーブルの絶縁層
中に持ち込まれる電気伝導性不純物の混入源は、前述し
たように、組成物の構成材料であるベース低密度ＰＥお
よび架橋剤および老化防止剤の不純物として混入するも
のと、組成物の製造工程中に混入するものの２経路が挙
げられる。そして、何れの経路によって混入した電気伝
導性不純物であれ、その総和がｔａｎδ特性に関係する
ことになる。したがって、絶縁組成物中に含まれる電気
伝導性不純物の総量によって、選別する方法が最も効果
的であるといえる。本発明の基本的な要件は、「組成物
を抽出処理する前と後でのｔａｎδと体積抵抗率ρ」に
よって、電気伝導性不純物の総量を把握し、「温度９０
℃、ストレス３０ｋＶ／ｍｍの条件下で、ｔａｎδ1／
ｔａｎδ2≦５および／またはρ2／ρ1≦５」であるも
のを用いることにある。
中に持ち込まれる電気伝導性不純物の混入源は、前述し
たように、組成物の構成材料であるベース低密度ＰＥお
よび架橋剤および老化防止剤の不純物として混入するも
のと、組成物の製造工程中に混入するものの２経路が挙
げられる。そして、何れの経路によって混入した電気伝
導性不純物であれ、その総和がｔａｎδ特性に関係する
ことになる。したがって、絶縁組成物中に含まれる電気
伝導性不純物の総量によって、選別する方法が最も効果
的であるといえる。本発明の基本的な要件は、「組成物
を抽出処理する前と後でのｔａｎδと体積抵抗率ρ」に
よって、電気伝導性不純物の総量を把握し、「温度９０
℃、ストレス３０ｋＶ／ｍｍの条件下で、ｔａｎδ1／
ｔａｎδ2≦５および／またはρ2／ρ1≦５」であるも
のを用いることにある。
【００１６】絶縁層に存在するイオン解離性の不純物の
総量を把握するのに、「該組成物を架橋せしめたものを
有機溶剤で抽出処理する前後のｔａｎδと体積抵抗率
ρ」で評価するのは、本発明の特徴的な手段である。前
述したように、絶縁層中に存在するイオン解離性の不純
物の濃度は、極めて微少であるため、その物質は同定し
がたい。そのため、イオン解離性不純物の濃度は、通常
の化学分析手法より、ｔａｎδ、体積抵抗率ρといった
電気的評価の方が、感度に優れるのである。
総量を把握するのに、「該組成物を架橋せしめたものを
有機溶剤で抽出処理する前後のｔａｎδと体積抵抗率
ρ」で評価するのは、本発明の特徴的な手段である。前
述したように、絶縁層中に存在するイオン解離性の不純
物の濃度は、極めて微少であるため、その物質は同定し
がたい。そのため、イオン解離性不純物の濃度は、通常
の化学分析手法より、ｔａｎδ、体積抵抗率ρといった
電気的評価の方が、感度に優れるのである。
【００１７】「組成物を架橋せしめたものを有機溶剤で
抽出処理」するのは、極めて微少濃度であるイオン解離
性不純物の抽出液中濃度を、できるだけ高濃度化するこ
とが目的である。有機溶剤には、無極性溶剤および有極
性溶剤のいずれかが用いられる。無極性溶剤としては、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、
キシレン等が挙げられる。有極性溶剤としては、水、炭
素数５以下のアルコール、炭素数５以下のケトン、炭素
数５以下のエステル、炭素数５以下のニトリル、炭素数
５以下の酸アミド、炭素数５以下のカーボネート、γブ
チロラクトン、Ｎメチルピロリドン等が挙げられる。
抽出処理」するのは、極めて微少濃度であるイオン解離
性不純物の抽出液中濃度を、できるだけ高濃度化するこ
とが目的である。有機溶剤には、無極性溶剤および有極
性溶剤のいずれかが用いられる。無極性溶剤としては、
ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ベンゼン、トルエン、
キシレン等が挙げられる。有極性溶剤としては、水、炭
素数５以下のアルコール、炭素数５以下のケトン、炭素
数５以下のエステル、炭素数５以下のニトリル、炭素数
５以下の酸アミド、炭素数５以下のカーボネート、γブ
チロラクトン、Ｎメチルピロリドン等が挙げられる。
【００１８】抽出前後のｔａｎδの比、体積抵抗率ρの
比が「ｔａｎδ1／ｔａｎδ2≦５、ρ2／ρ1≦５」との
規定は、９０℃、３０ｋＶ／ｍｍの高温、高電界下にお
いてもｔａｎδが０.０１〜０.０５％程度であることを
確保するために必要な規定であり、本発明者が数多くの
検討の結果定めた値である。この規定を越える特性値を
有する組成物を架橋してなるＸＬＰＥのｔａｎδは、９
０℃で評価した場合、ストレスが３０ｋＶ／ｍｍを越え
ない条件でも０.０５％を越え、電導要因となるもので
ある。
比が「ｔａｎδ1／ｔａｎδ2≦５、ρ2／ρ1≦５」との
規定は、９０℃、３０ｋＶ／ｍｍの高温、高電界下にお
いてもｔａｎδが０.０１〜０.０５％程度であることを
確保するために必要な規定であり、本発明者が数多くの
検討の結果定めた値である。この規定を越える特性値を
有する組成物を架橋してなるＸＬＰＥのｔａｎδは、９
０℃で評価した場合、ストレスが３０ｋＶ／ｍｍを越え
ない条件でも０.０５％を越え、電導要因となるもので
ある。
【００１９】組成物を架橋せしめたものを有機溶剤で抽
出処理する場合の条件は、基本的な要件ではない。必要
なことは、架橋された組成物中に存在するイオン解離性
の不純物のほとんどすべてを抽出できる条件を確保する
ことである。このための一般的な条件は、架橋された組
成物を、できる限り薄くして溶剤に接触させることであ
る。なお、抽出の加速のために、超音波を利用するこ
と、あるいは加温された溶剤を用いるソックスレ抽出等
も利用できる。
出処理する場合の条件は、基本的な要件ではない。必要
なことは、架橋された組成物中に存在するイオン解離性
の不純物のほとんどすべてを抽出できる条件を確保する
ことである。このための一般的な条件は、架橋された組
成物を、できる限り薄くして溶剤に接触させることであ
る。なお、抽出の加速のために、超音波を利用するこ
と、あるいは加温された溶剤を用いるソックスレ抽出等
も利用できる。
【００２０】
【実施例】以下、具体的実施例を示して、本発明の効果
を明らかにする。 （実施例１）ベースの低密度ＰＥとして、不純物レベル
の小さいＬＤＰＥ（Ａ）（ＭＦ＝１ｇ／１０分、ｄ＝
０.９２ｇ／ｃｍ3）を用意した。架橋剤ＤＣＰ、および
老化防止剤（４，４’−チオビス−（６−第３ブチル−
３−メチルフェノール）を用意し、溶剤精製により、不
純物レベルを極小に抑さえた（不純物レベルａ）。ベー
スのＬＤＰＥ（Ａ）１００重量部に、架橋剤を２重量
部、老化防止剤を０.２重量部配合した組成物を作製し
た。得られた組成物を、絶縁層９ｍｍ、導体断面積４０
０ｍｍ2の３層同時押出、乾式架橋方式により、常法に
したがって、電力ケーブルを製造した。
を明らかにする。 （実施例１）ベースの低密度ＰＥとして、不純物レベル
の小さいＬＤＰＥ（Ａ）（ＭＦ＝１ｇ／１０分、ｄ＝
０.９２ｇ／ｃｍ3）を用意した。架橋剤ＤＣＰ、および
老化防止剤（４，４’−チオビス−（６−第３ブチル−
３−メチルフェノール）を用意し、溶剤精製により、不
純物レベルを極小に抑さえた（不純物レベルａ）。ベー
スのＬＤＰＥ（Ａ）１００重量部に、架橋剤を２重量
部、老化防止剤を０.２重量部配合した組成物を作製し
た。得られた組成物を、絶縁層９ｍｍ、導体断面積４０
０ｍｍ2の３層同時押出、乾式架橋方式により、常法に
したがって、電力ケーブルを製造した。
【００２１】（実施例２）添加剤（架橋剤および老化防
止剤）を精製する際、その不純物レベルを若干上げた
（不純物レベルｂ）以外は、実施例１と同様にして、電
力ケーブルを製造した。
止剤）を精製する際、その不純物レベルを若干上げた
（不純物レベルｂ）以外は、実施例１と同様にして、電
力ケーブルを製造した。
【００２２】（実施例３）ベースＬＤＰＥとして、不純
物レベルの高いもの（Ｂ）を用いた以外は、実施例１と
同様にして、電力ケーブルを製造した。
物レベルの高いもの（Ｂ）を用いた以外は、実施例１と
同様にして、電力ケーブルを製造した。
【００２３】（比較例１）添加剤の精製を行わなかった
（不純物レベルｃ）以外は、実施例１と同様にして、電
力ケーブルを製造した。
（不純物レベルｃ）以外は、実施例１と同様にして、電
力ケーブルを製造した。
【００２４】（比較例２）ベースＬＤＰＥとして不純物
レベルの高い（Ｂ）を用い、かつ不純物レベルｂの添加
剤を使用した以外は、実施例１と同様にして、電力ケー
ブルを製造した。
レベルの高い（Ｂ）を用い、かつ不純物レベルｂの添加
剤を使用した以外は、実施例１と同様にして、電力ケー
ブルを製造した。
【００２５】（比較例３）ベースＬＤＰＥとして不純物
レベルの高い（Ｂ）を用い、かつ添加剤の精製を行わな
かった（不純物レベルｃ）以外は、実施例１と同様にし
て、電力ケーブルを製造した。
レベルの高い（Ｂ）を用い、かつ添加剤の精製を行わな
かった（不純物レベルｃ）以外は、実施例１と同様にし
て、電力ケーブルを製造した。
【００２６】これら実施例および比較例の電力ケーブル
について、高温、高電界（９０℃、３０ｋＶ／ｍｍ）下
で、ケーブルのｔａｎδを測定した。結果を表１に示
す。
について、高温、高電界（９０℃、３０ｋＶ／ｍｍ）下
で、ケーブルのｔａｎδを測定した。結果を表１に示
す。
【００２７】また、実施例および比較例の各ケーブル絶
縁体から採取したフィルム（１００μｍ厚）について、
ｎヘキサンでソックスレ抽出し、抽出の前後におけるｔ
ａｎδ比とρ比を測定した。結果を表１に示す。
縁体から採取したフィルム（１００μｍ厚）について、
ｎヘキサンでソックスレ抽出し、抽出の前後におけるｔ
ａｎδ比とρ比を測定した。結果を表１に示す。
【００２８】表１に見られるように、比較例の電力ケー
ブルは、ベースＬＤＰＥおよび添加剤の両方あるいはい
ずれかが、不純物を多く含んでおり、そのいずれもが、
ケーブル採取フィルムのｔａｎδ1／ｔａｎδ2、ρ2／
ρ1の値が５を越え、またケーブルのｔａｎδ値が大き
かった。これに対し、実施例の電力ケーブルでは、ベー
スＬＤＰＥおよび添加剤の不純物が少なく、ケーブル採
取フィルムのｔａｎδ1／ｔａｎδ2、ρ2／ρ1の値がい
ずれも５以下であった。またそれに伴って、ケーブルの
ｔａｎδ値が小さく、高温、高電界下でも優れたｔａｎ
δ特性を保持していた。
ブルは、ベースＬＤＰＥおよび添加剤の両方あるいはい
ずれかが、不純物を多く含んでおり、そのいずれもが、
ケーブル採取フィルムのｔａｎδ1／ｔａｎδ2、ρ2／
ρ1の値が５を越え、またケーブルのｔａｎδ値が大き
かった。これに対し、実施例の電力ケーブルでは、ベー
スＬＤＰＥおよび添加剤の不純物が少なく、ケーブル採
取フィルムのｔａｎδ1／ｔａｎδ2、ρ2／ρ1の値がい
ずれも５以下であった。またそれに伴って、ケーブルの
ｔａｎδ値が小さく、高温、高電界下でも優れたｔａｎ
δ特性を保持していた。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高温下、高ストレス下においても誘電損失の小さい絶縁
組成物を得るための１種の判断基準が得られ、原材料の
低密度ポリエチレン、架橋剤、老化防止剤として、これ
ら原材料に含まれる電気的不純物の総量を、この判断基
準に合致するように、調整したものを使用することで高
温下、高ストレス下においても誘電損失の小さい絶縁組
成物を得ることができ、さらには誘電損失の小さい電力
ケーブルを得ることができる。
高温下、高ストレス下においても誘電損失の小さい絶縁
組成物を得るための１種の判断基準が得られ、原材料の
低密度ポリエチレン、架橋剤、老化防止剤として、これ
ら原材料に含まれる電気的不純物の総量を、この判断基
準に合致するように、調整したものを使用することで高
温下、高ストレス下においても誘電損失の小さい絶縁組
成物を得ることができ、さらには誘電損失の小さい電力
ケーブルを得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 中司 徹 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 松井 研二 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 中山 四郎 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 谷田 光隆 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 後藤 和彦 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 丹羽 利夫 東京都江東区木場一丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (56)参考文献 特開 昭55−66804（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−185535（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−243306（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−243307（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−243308（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−225003（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121207（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121208（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−121209（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−28108（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/16 - 3/56
Claims (2)
- 【請求項１】低密度ポリエチレンに架橋剤および老化防
止剤を配合し架橋せしめた樹脂組成物であって、 この樹脂組成物が、この樹脂組成物を 有機溶剤で抽出処
理し、抽出前の該樹脂組成物の誘電正接（ｔａｎδ１）
および体積抵抗率（ρ１）と、抽出後の該樹脂組成物の
誘電正接（ｔａｎδ２）および体積抵抗率（ρ２）との
比が、温度９０℃、ストレス３０ｋＶ／ｍｍの条件下
で、 ｔａｎδ１／ｔａｎδ２≦５ および／または ρ２／ρ１≦５ である関係を満足するものであることを特徴とする絶縁
組成物。 - 【請求項２】 前記請求項１に記載の絶縁組成物を絶縁
体として用いたことを特徴とする電力ケーブル。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03909993A JP3349746B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 絶縁組成物および電力ケーブル |
| CA002116380A CA2116380A1 (en) | 1993-02-26 | 1994-02-24 | Polyethylene composition for use in insulations and joints of extra-high voltage power cables, and an extra-high voltage power cable and joint therefor employing this polyethylenecomposition |
| EP94400413A EP0613154B1 (en) | 1993-02-26 | 1994-02-25 | Process for preparing a polyethylene composition for use in insulations and joints of extra-high voltage power cables |
| US08/202,098 US5536777A (en) | 1993-02-26 | 1994-02-25 | Polyethylene composition for use in insulations and joints of extra-high voltage power cables, and an extra-high voltage power cable and joint therefor employing this polyethylene composition |
| DE69420063T DE69420063T2 (de) | 1993-02-26 | 1994-02-25 | Verfahren zur Herstellung einer Polyethylenzusammensetzung zum Isolieren und Verbinden von Hochspannungskabeln |
| KR1019940003622A KR100295105B1 (ko) | 1993-02-26 | 1994-02-26 | 초고전압선의절연체와접속부에쓰이는폴리에틸렌조성물및이폴리에틸렌조성물을이용한초고전압선과접속부 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03909993A JP3349746B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 絶縁組成物および電力ケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06251629A JPH06251629A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3349746B2 true JP3349746B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=12543635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03909993A Expired - Fee Related JP3349746B2 (ja) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | 絶縁組成物および電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3349746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7687990B2 (ja) * | 2022-03-30 | 2025-06-03 | 古河電気工業株式会社 | 電力ケーブル用絶縁性樹脂組成物および電力ケーブル |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP03909993A patent/JP3349746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06251629A (ja) | 1994-09-09 |
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