JPH0121567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はクラフトパルプとプラスチツク繊維
との混抄紙からなる絶縁紙の改良並びにこれを使
用した電気装置に係るものである。 近時送電々圧の超高圧化にともない、電力ケー
ブルは勿論、各種の電気装置もこれに対応した絶
縁体が要求され、油浸下で使用される絶縁紙の改
良を含めて各種の試みがなされている。 それらの要求特性はインパルス耐電圧や誘電特
性などに優れていることであり、このため種々の
改善案が出されているが、クラフトパルプにプラ
スチツク繊維を混抄した絶縁紙を使用することも
有力な解決策の一つである。 しかし従来は専ら単一材料のプラスチツク繊維
混抄紙が考えられてきたが、この発明者は種々検
討の結果、混抄紙を２枚以上重ねて一体化して複
合ラミネートとすることと、重ね合せて一体化す
る接合層の混抄紙に含有されるプラスチツク繊維
を互に異なる分子構造の高分子材料とすることよ
り、従来の混抄紙よりも一層優れた半合成絶縁紙
を提供するものであり、更にはこの混抄紙を用い
た電気装置を提供するものである。 クラフトパルプとプラスチツク繊維との混抄紙
に使用される高分子材料としてはεやtanδが小さ
いのみならず、ポリプロピレンもしくはこれと同
等以上の融点（150℃以上）のものが特に好まし
いものとされ始めている。前記のように比較的高
融点の高分子材料を必要とする理由は、金属シー
スの接続時の鉛工作業（絶縁体表面で約150℃）
や短時間の短絡電流による温度上昇（導体表面で
140〜150℃）に耐えて、導体に多層に巻かれてい
るテープが相互に融着しないことが必要とされて
いるからである。 このような目的のためには前記のポリプロピレ
ン（PP）の他、ポリメチルペンテン（TPX）、
ポリカーボネート（PC）、エチレン・四弗化エチ
レン共重合物（AF）や四弗化エチレン・六弗化
ポリプロピレン（FEP）などが考えられている。 このようなプラスチツク材料のうちある特定の
材料即ち単一材料のシートのみを使用するより
も、化学構造の異なつたものを電界の方向に対し
てできる丈薄層に積み重ねる方が高い破壊電圧が
得られることが実験により確認された。

【表】 正のインパルス電圧
例えば表１に示すようにPPCシートとTPXシ
ートまたはPCシートとの組み合せにより、複合
層の効果が大きいことが判る。 多層ラミネートによる破壊電圧上昇の効果は、
実験によると分子構造がかなり異なつた二種類の
シートが層状に密に重なつて存在した場合、一方
の材質中で伸展したストリーマーが異種材質との
境界面において恰も光の散乱現象のように界面に
並行して、そして電界とは直角散乱して直進が妨
げられる結果として説明される。 そして、異質のテープを導体上に交互巻した場
合は、隣接するテープがテープ幅の約1/3に相等
するズレ（ラツプ巻、突き合せ巻の両方とも）を
生ずるように、重なり合つているから、上下に隣
接する異質のテープの一部は、テープ厚に相当す
る油隙に面しており、一方のテープを貫通したス
トリーマーは容易に油隙を直進する。 従つて、破壊ストレスはそれぞれのテープの単
独の値の平均値にほゞ等しくなり、薄層分割の効
果を発現し難い。薄層分割の効果を得るために
は、異なつた分子構造の材質の薄いテープが正確
に重なり合うように接着している必要がある。 一方電力ケーブルやコンデンサーの如き電気装
置の多層テープ巻絶縁では、乾燥油浸工程や、使
用中の熱サイクルにおいて油圧の伝達が容易であ
るように、積層方向の油流抵抗がある範囲内にあ
ることが好ましい。このためには絶縁テープがフ
イルム状であるよりもいわゆる紙様構造を呈して
いることが好ましい。 またプラスチツク材料のうち、ポリプロピレン
やポリカーボネートは、フイルム構造の場合は、
油による膨潤や機械的ストレスによるクレージン
グを生じ易い欠点があるが、前記の紙様構造で
は、分散されてこの欠点が現われなくなつたり、
あるいは細分化によりストレス緩和されて、それ
らの欠点が除去されることが実験的に確められて
いる。 ポリオレフイン繊維とクラフトパルプとの混抄
紙は、古くは特公昭38−8421に開示され、ポリエ
チレン繊維20〜50重量％のクラフトポリエチレン
混抄紙の電力ケーブルへの利用が提案されてい
る。この提案ではポリエチレンとセルロースとの
結合をスーパーカレンダーによる融着加工プロセ
スによつているため、必要な機械的強度が得られ
ず、またポリエチレンの絶縁油による溶解を阻止
できないため実用化には至らなかつたものであ
る。 一方ポリオレフイン以外の繊維のクラフトパル
プの混抄も前記したスーパーカレンダー加工では
同様に必要な機械的強度が得られず実用化には至
つていない。 然しながら、最近二三年来、プラスチツク繊維
を混抄する製紙技術の進歩と熱ロールを利用する
融着加工技術の進歩によつて、種々のプラスチツ
ク繊維の利用が可能となり、繊維のサイズ、形状
の選択により、コストも性能の面もともに他の低
損合成絶縁に対抗し得ることが確められた。 この発明は前記のような最新技術に立脚して実
現されたもので、その発明の要旨とするところ
は、第１にクラフトパルプとプラスチツク繊維と
からなる混抄紙を少くも二枚以上重ね合せて構成
し、一体化した複合ラミネートにおいて、相隣れ
る混抄紙に配合されているプラスチツク繊維を互
に異なつた分子構造の高分子材料からなるように
した絶縁紙であつて、このような異種プラスチツ
クによる混抄紙相互は重ね合せにより極めてよく
熱融着され一体化しており、更にプラスチツク繊
維の混抄率は紙の全重量に対し30重量％以上が好
ましいものである。 ここに混抄紙を形成するプラスチツク繊維とし
てはPP、TPX、PC、FEPなど融点が150℃以上
で、ε、tanδの積ができるだけ小さいものが好適
である。 この発明による絶縁紙の例を、従来技術による
絶縁紙と比較して表２で示す。

【表】 この発明においてプラスチツク繊維の混抄率を
紙全体の30重量％以上とした理由はこれ以下の混
抄率では先に述べた異種プラスチツクによる薄層
分割の効果に乏しくなるためである。また、湿式
抄紙即ちプラスチツク繊維とパルプ繊維とを一緒
に水中に懸濁して抄紙を行なうため、比重１以下
の繊維は紙の表面（フエルト側と通称）に集り易
く、比重１以上の繊維の場合は逆に抄網側に沈積
し易いので、重ね合せる場合にはプラスチツク繊
維がより多く集積した側同志を隣接させた方が、
熱接着もし易く前記の効果を発揮し易い。 表２に示した比較例のPE混抄紙、PET混抄紙
はいづれも従来技術のスーパーカレンダー掛け処
理を行なつたもので、実施例は140℃以上で加熱
加圧して融着処理を施したものである。この発明
による最も大きな特徴は引張強度、気密度および
衝撃破壊強度の大幅な向上であり、ε、tanδもま
た新技術によるものが特性としてかなり秀れてい
る。 次にこの発明を図面により説明する。 第１図はこの発明の半合成絶縁紙の一例でクラ
フトパルプとプラスチツク繊維の混抄紙４，５の
２枚が重なり一体化された複合ラミネートにし
て、例えば混抄紙４はPP45％混抄のもの、混抄
紙５はPC30％混抄のもので構成された半合成絶
縁紙３である。 第２図はこのような半合成絶縁紙３を用いた電
気装置の一例として平角導体１の上にポリイミド
樹脂の如き耐熱樹脂の焼付皮膜２が設けられ、こ
れに前記の如き半合成絶縁紙３が設けられて、平
角紙巻線を構成しており、絶縁油を含浸した状態
で変圧器、誘動電動機、同期機を構成する。又、
第３図は前記のような半合成絶縁紙３を用いた電
気装置として電力ケーブルの場合を示し、油通路
９を有する導体１の周囲に半導電層６を設け、次
に半合成絶縁紙３、半導電層６、金属化紙テープ
巻層７、金属シース８が順次設けられ、ケーブル
内には絶縁油が含浸されて電力ケーブルを構成し
ている。 本発明の混抄複合ラミネートからなる半合成絶
縁紙を使用した電気装置としてOFケーブルにつ
いてこの発明の実施例と従来技術であるPE混抄
紙を使用したOFケーブルとを比較すると次の通
りである。

【表】

【表】 以上の如くこの発明の半合成絶縁紙はケーブル
絶縁体のみならず、油入変圧器巻線、油入コンデ
ンサー等の絶縁体として、またこれらの電力機器
類の電圧端子（ブツシング内部）やケーブル接続
部あるいはケーブル終端部等電気装置として使用
した場合に電気的に優れた特性を発揮し、その価
値も大きいものである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図はこの発
明の半合成絶縁紙の構造を示す縦断面図、第２図
は前記半合成絶縁紙を使用した巻線の構造を示す
横断面図、第３図はこの発明の電気装置として
OFケーブルの一例についての横断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クラフトパルプとプラスチツク繊維との混抄
   紙２枚以上を重ね合せて一体化した複合ラミネー
   トの、相隣れる層の混抄紙に含有されるプラスチ
   ツク繊維を互いに異なる分子構造の高分子材料と
   したことを特徴とする半合成絶縁紙。 ２ クラフトパルプに混抄されるプラスチツク繊
   維が150℃以上の融点を有する高分子材料からな
   る特許請求の範囲第１項記載の半合成絶縁紙。 ３ クラフトパルプに混抄されるプラスチツク繊
   維が紙全体の重量に対し30重量％以上である特許
   請求の範囲第１項記載の半合成絶縁紙。 ４ クラフトパルプとプラスチツク繊維２枚以上
   を重ね合せて一体化したラミネートの、相隣れる
   層の混抄紙に含有されるプラスチツク繊維を互い
   に異なる分子構造の高分子材料とし半合成絶縁紙
   を被覆した電気装置。 ５ 電気装置が油浸絶縁電力ケーブルもしくは電
   力コンデンサーである特許請求の範囲第４項記載
   の電気装置。 ６ 電気装置が巻線および巻線を装着した油入変
   圧器である特許請求の範囲第４項記載の電気装
   置。