JPH04181611A - Power cable - Google Patents

Power cable

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JPH04181611A
JPH04181611A JP2307140A JP30714090A JPH04181611A JP H04181611 A JPH04181611 A JP H04181611A JP 2307140 A JP2307140 A JP 2307140A JP 30714090 A JP30714090 A JP 30714090A JP H04181611 A JPH04181611 A JP H04181611A
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JP
Japan
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layer
semiconducting layer
insulation body
water
power cable
Prior art date
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Pending
Application number
JP2307140A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Maeda
和則 前田
Isamu Tomaru
都丸 勇
Kenji Nagai
健二 永井
Susumu Takahashi
享 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04181611A publication Critical patent/JPH04181611A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

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  • Conductive Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve anti-water-tree characteristics inside an insulation body by constructing anti-conductive layer for constituting a cable in a double construction of either a rubber having a specific composition or a plastic composition respectively. CONSTITUTION:Inner and outer semiconductive layer 2, 4 are provided on a conductor 1 and on an insulation body 3 mainly composed of a bridge polyethylene or a bridge polyethylene copolymer respectively. Those layers 2 and 4 are constructed in respective double layers, and formed in combination of a rubber including acetylene black by 30 to 80 weight part or a semiconductor layer 5a of a plastic composition, and a rubber including (Ketien black EC) by 10 to 60 weight part or a semiconductor layer 5b of a plastic composition. The layer 5b absorbs each sort of ion invading from outside, so as to prevent diffusion of ion into the insulation body 3, and smoothens the layer 5a, by using it on the interface to the insulation body 3, thus anti-water-tree characteristics into the insulation body can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、架橋ポリエチレンまたは架橋性ポリエチレ
ン共重合体を主成分とする絶縁体を設けた電力ケーブル
、特に内部半導電層および外部半導電層の改良された電
力ケーブルにして耐水トリー性の改善された電力ケーブ
ルに関するものである。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] This invention relates to a power cable provided with an insulator mainly composed of crosslinked polyethylene or crosslinkable polyethylene copolymer, particularly an inner semiconducting layer and an outer semiconducting layer. The present invention relates to an improved power cable having improved water resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ポリエチレンもしくはポリエチレン系共重合体は優れた
絶縁性を有し・、しかも加工し易いことから、今日では
これを用いた電力は−プルが広く用いられており、特に
架橋により熱的特性を向上した架橋ポリエチレンまたは
架橋性ポリエチレン共重合体を主体とする絶縁物を絶縁
体として用いた電力ケーブルは電力ケーブルの主流をな
してきているものである。
Polyethylene or polyethylene-based copolymers have excellent insulating properties and are easy to process, so today they are widely used for power generation, especially when crosslinking improves thermal properties. Power cables using insulators mainly composed of crosslinked polyethylene or crosslinkable polyethylene copolymers have become the mainstream of power cables.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このような架橋ポリエチレンまたは架橋性ポリエチレン
共重合体を主体とする絶縁物を絶縁体とするケーブルに
おいては製造時や、使用時に混入する微量の水分が電界
との相互作用で絶縁体中に水トリーと呼ばれる劣化現象
を示し、ここに水分の補給があるとさらにこれが進展し
、絶縁性能を著しく阻害することが知られている。
In cables whose insulators are made of cross-linked polyethylene or cross-linked polyethylene copolymers, trace amounts of water mixed in during manufacturing or use can cause water trees to enter the insulator due to interaction with the electric field. It is known that this deterioration phenomenon occurs when moisture is supplied, and this progresses further when moisture is supplied, significantly impeding insulation performance.

このような水トリーの発生原因としては、ポリエチレン
絶縁体中の異物やボイドの存在、絶縁体と内部半導電層
または外部半導電層との界面の欠陥が考えられており、
これらを少なくするために製造上各種の対策が採られて
きた。
The causes of such water trees are thought to be the presence of foreign matter or voids in the polyethylene insulator, and defects at the interface between the insulator and the inner or outer semiconducting layer.
Various measures have been taken in manufacturing to reduce these.

しかしながらこのような対策が採られてもなお水トリー
の防止に関しては不十分であった。
However, even if such measures were taken, prevention of water tree was still insufficient.

またケーブル上に金属シースあるいは金属遮水層を設け
たり、導体を水密構造にして水トリーの発生原因となる
水分そのものを絶縁体中に進入することを防止する方法
も一部には行われているがコスト高となる上、製造能力
の低下を来すという問題がある。
In addition, some methods have been used, such as installing a metal sheath or metal water-shielding layer on the cable, or making the conductor watertight to prevent moisture itself, which causes water trees, from entering the insulator. However, there are problems in that it not only increases costs but also reduces manufacturing capacity.

本発明はこのような従来の技術の問題を解決することを
目的とするものである。
The present invention aims to solve these problems of the conventional technology.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の概要について述べれば以下のとおりである。 The outline of the present invention is as follows.

本発明者はかかる状況の下に鋭意検討の結果、絶縁体中
の水トリー劣化現象を防止し、しかも従来と殆ど変わら
ない製造技術および製造コストで製造できる電力ケーブ
ルについて研究したところ電力ケーブルの半導電層とし
てアセチレンブラックとケッチエンブランクECとを併
用することにより、達成できることを見出した。すなわ
ちその性ポリエチレン共重合体を主成分とする絶縁体上
に半導電層を有する電力ケーブルにおいて、前記半導電
層が二層構造にして、何れか一方の半導電層がケッチェ
ンブラックECを10〜60重量部を含有するゴムまた
はプラスチック組成物からなり、他の一方の半導電層が
アセチレンブラックを30〜80重量部を含有するゴム
またはプラスチック組成物からなることを特徴とする電
力ケーブル。
Under these circumstances, the inventor of the present invention has made extensive studies and has researched a power cable that can prevent the water tree deterioration phenomenon in the insulator and can be manufactured using manufacturing technology and manufacturing costs that are almost the same as conventional ones. It has been found that this can be achieved by using acetylene black and Ketchen Blank EC together as a conductive layer. That is, in a power cable having a semiconducting layer on an insulator mainly composed of a polyethylene copolymer, the semiconducting layer has a two-layer structure, and one of the semiconducting layers is made of Ketjen Black EC. A power cable comprising a rubber or plastic composition containing from 30 to 80 parts by weight of acetylene black, the other semiconductive layer comprising a rubber or plastic composition containing from 30 to 80 parts by weight of acetylene black.

2)アセチレンブラックを含有する半導電層が絶縁体に
接し、ケッチェンブラックECを含有する半導電層が内
部半導電層においては導体側、外部半導電層においては
ケーブル外周側にあることを特徴とする請求項1記載の
電力ケーブル。
2) The semiconducting layer containing acetylene black is in contact with the insulator, and the semiconducting layer containing Ketjenblack EC is on the conductor side in the inner semiconducting layer and on the cable outer circumferential side in the outer semiconducting layer. The power cable according to claim 1.

〔作用〕[Effect]

本発明の電力ケーブルにおいては、ケッチェンブラック
ECが外部から進入してくる各種イオンを吸着し、絶縁
体中へのイオンの拡散を防止し、アセチレンブランクを
絶縁体との界面に用いることにより、平滑にし、絶縁体
中の耐水トリー性を向上するものである。
In the power cable of the present invention, Ketjenblack EC adsorbs various ions entering from the outside and prevents ions from diffusing into the insulator, and by using an acetylene blank at the interface with the insulator, It smoothes the surface and improves the water resistance in the insulator.

〔実施例) 本発明の電力ケーブルの構造の一例は第1図に示すよう
に、撚線導体1の上に内部半導電層2、さらにその上に
絶縁体3、外部半導電層4が設けられているが、内部半
導電層2においてはアセチレンブラックを含有する半導
電層5aが絶縁体側に、ケ・ノチェンブラソクECを含
有する半導電層5bが導体側に設けられており、外部半
導電層4においてはアセチレンブラックを含有する半導
電層5aが絶縁体側に、ケッチェンブラックECを含有
する半導電層5bかケーブルの外周側に設けられている
。上記においで絶縁体および内外半導電層はコモンノド
を用いて同時押し出しすることにより層間を一体化し、
能率良く製造することができる。
[Example] As shown in FIG. 1, an example of the structure of the power cable of the present invention is as shown in FIG. However, in the inner semiconducting layer 2, a semiconducting layer 5a containing acetylene black is provided on the insulator side, a semiconducting layer 5b containing Kenochen Black EC is provided on the conductor side, and the outer semiconducting layer In No. 4, a semiconducting layer 5a containing acetylene black is provided on the insulator side, and a semiconducting layer 5b containing Ketjenblack EC is provided on the outer peripheral side of the cable. In the above, the insulator and the inner and outer semiconducting layers are extruded simultaneously using a common throat to integrate the layers,
It can be manufactured efficiently.

本発明において、アセチレンブラックの含有量を30〜
80重量部とした理由は、適当な半導電性により、電界
を緩和できるためであり、30重量部未満では導電性が
不十分であり、80重量部を超えた場合は硬くなり過ぎ
て製造上問題があるからである。
In the present invention, the content of acetylene black is 30 to
The reason for using 80 parts by weight is that the electric field can be relaxed with appropriate semiconductivity; if it is less than 30 parts by weight, the conductivity is insufficient, and if it exceeds 80 parts by weight, it becomes too hard, making it difficult to manufacture. This is because there is a problem.

またケッチェンブラックECの含有量を10〜60重量
部とした理由は耐水トリー性の確保と半導電性の保持の
上から定められたものである。10重量部未満では耐水
トリー性、半導電性も不十分であり、80重量部を超え
た場合は、機械的特性が低下し、粘度も大きくなり過ぎ
るので好ましくはない。
The reason for setting the content of Ketjenblack EC to 10 to 60 parts by weight was determined from the viewpoint of securing water resistance and maintaining semiconductivity. If it is less than 10 parts by weight, the water resistance and semiconductivity will be insufficient, and if it exceeds 80 parts by weight, the mechanical properties will deteriorate and the viscosity will become too high, which is not preferable.

本発明の実施に当たり、耐熱性を向上するために架橋側
を混入した組成物として用いることは従来のボIJエチ
レン同様に好ましい。この架橋側の1 例は、2・5ジ
メチル−2・5ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−
3、α・α” ビス(1−ブチルパーオキソ)ジイソプ
ロピルヘンゼン、ジクミルパーオキサイド等の過酸化物
系架橋側、トリアリルイソシアヌレート等のイソシアネ
ート系架橋助剤をあげることができる。その添加量はV
LDPE100重量部に対して1.5〜3.0重量部が
好ましい。
In carrying out the present invention, it is preferable to use a composition containing a crosslinked side in order to improve heat resistance, as in the case of conventional BoIJ ethylene. One example of this crosslinking is 2,5 dimethyl-2,5 di(t-butylperoxy)hexyne-
3. α・α” Bis(1-butylperoxo)diisopropylhenzene, peroxide-based crosslinking agents such as dicumyl peroxide, and isocyanate-based crosslinking aids such as triallylisocyanurate can be mentioned. Addition thereof The amount is V
It is preferably 1.5 to 3.0 parts by weight per 100 parts by weight of LDPE.

又放射線による架橋も可能である。Crosslinking by radiation is also possible.

上記の配合の組成物をケーブルの導体の外部乙こ押出被
覆し、架橋すれば本発明の電力ケーブルが得られる。
The power cable of the present invention can be obtained by extrusion coating the outside of a cable conductor with the composition having the above formulation and crosslinking.

本発明の電力ケーブルが優れたものであることを立証す
るために下記の試験を行った。
The following tests were conducted to demonstrate the superiority of the power cable of the present invention.

導体断面積100mm2の導体上に、それぞれアセチレ
ンブラックとケッチェンブラックECとを配合したポリ
エチレン組成物を厚さInで、アセチレンブラックが絶
縁体に接するように押出被覆するとともに、過酸化物を
配合したポリエチレン組成物を絶縁層として3mm厚に
押出被覆して、加熱架橋し、電力ケーブルを製造した。
On a conductor with a conductor cross-sectional area of 100 mm2, a polyethylene composition containing acetylene black and Ketjenblack EC was extruded and coated to a thickness of In so that the acetylene black was in contact with the insulator, and peroxide was blended. A power cable was manufactured by extrusion coating a polyethylene composition as an insulating layer to a thickness of 3 mm and crosslinking with heating.

同時に本発明の節回を外れた電力ケーブル及び現用のX
LPE電カケ−プルを比較用として製造した。
At the same time, the unregulated power cable of the present invention and the current X
An LPE electrical cable was manufactured for comparison.

これらのケーブルについて水トリー発生密度及び外観を
評価した結果は第1表に示すとおりである。
The results of evaluating the water tree density and appearance of these cables are shown in Table 1.

第  1  表 なお、水トリーの試験は第2図示すようにして行った。Table 1 The water tree test was conducted as shown in Figure 2.

図において11は架橋ポリエチレンシート、12はその
裏面に設けた半導電性塗料塗布層で接地電極を形成する
。15はアセチレンブラック充填半導電性混和物シート
、16はケッチェンブラック充填半導電性混和物シート
である。
In the figure, 11 is a crosslinked polyethylene sheet, and 12 is a semiconductive paint coating layer provided on the back surface of the sheet to form a ground electrode. 15 is an acetylene black filled semiconductive mixture sheet, and 16 is a Ketjen black filled semiconductive mixture sheet.

ケッチェンブラック充填半導電性混和物シートの上面に
は水槽14を設けて水電極を形成し、これに10kv、
1k)Izの電圧を高圧電極13より印課できるように
構成する。この電極間に30日課電した後にシート1中
C二発生した水トリーを観察した。
A water tank 14 is provided on the upper surface of the Ketjen black filled semiconductive mixture sheet to form a water electrode, and a 10 kV,
1k) The configuration is such that the voltage Iz can be applied from the high voltage electrode 13. After applying electricity between the electrodes for 30 days, water trees generated in the sheet 1 were observed.

ここで水トリーの数を100とし、その相対数で示した
Here, the number of water trees is assumed to be 100, and the relative number is shown.

上記第1表から実施例1〜4の場合は、比較例2に比べ
て水トリーの発生の抑制効果が明らかである。比較例1
ではカーボンの充填量が少なく水トリーの発生の抑制効
果が小さいことがわかる。
From Table 1 above, in Examples 1 to 4, the effect of suppressing the occurrence of water trees is clear compared to Comparative Example 2. Comparative example 1
It can be seen that the amount of carbon filling is small and the effect of suppressing the occurrence of water trees is small.

つぎに実施例2と比較例2とで電力ケーブルを作成した
。ケーブル構造は内部半導電層、絶縁層、アセチレンブ
ラックを充填した外部半導電層およびケッチェンブラッ
クを充填した外部半導電層を有する4層構造である。な
お、絶縁層の厚さは31、内外半導電層の厚さはINで
ある。
Next, power cables were created using Example 2 and Comparative Example 2. The cable structure is a four-layer structure having an inner semiconducting layer, an insulating layer, an outer semiconducting layer filled with acetylene black, and an outer semiconducting layer filled with Ketjen black. Note that the thickness of the insulating layer is 31 mm, and the thickness of the inner and outer semiconducting layers is IN.

このようにして製造した各電力ケーブルについて、以下
に示す浸水課電試験を実施し、比較を行った。その結果
は第2表に示すとおりである。
Each of the power cables manufactured in this manner was subjected to the following submergence charging test and compared. The results are shown in Table 2.

第  2  表 この表から実施例2の場合、比較例2に比べて浸水課電
実施後の水トリー発生数が少なく絶縁破壊電圧が高いこ
とが判る。
Table 2 From this table, it can be seen that in Example 2, compared to Comparative Example 2, the number of water trees generated after water immersion charging was smaller and the dielectric breakdown voltage was higher.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は以上説明したように、半導電層をアセチレンブ
ラックを充填した半導電層およびケッチェンブラックを
充填した半導電層を組み合わせて2層構造としたので、
水トリー発生の抑制効果が得られ、かつ従来の技術は殆
ど変えずに能率良く耐水トリー性に優れた電力ケーブル
を提供することができる。
As explained above, the present invention has a two-layer structure in which the semiconductive layer is a combination of a semiconductive layer filled with acetylene black and a semiconductive layer filled with Ketjen black.
It is possible to provide an efficient power cable that is effective in suppressing the occurrence of water trees and has excellent water tree resistance without changing the conventional technology.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明により得られた電力ケーブルの一例を示
す断面図、第2図は水トリー試験の方法を説明する断面
図である。 1:撚線導体 2:内部半導電層 3:絶縁層 4;外部半導電層 5a:アセチレンブラックを含有する半導電層5b=ケ
ツチエンブラツクECを含有する半導電層
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a power cable obtained according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view illustrating a water tree test method. 1: Stranded wire conductor 2: Inner semiconducting layer 3: Insulating layer 4; Outer semiconducting layer 5a: Semiconducting layer containing acetylene black 5b = Semiconducting layer containing Ketchen Black EC

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)導体上あるいは架橋ポリエチレンまたは架橋性ポリ
エチレン共重合体を主成分とする絶縁体上に半導電層を
有する電力ケーブルにおいて、前記半導電層が二層構造
にして、何れか一方の半導電層がケッチェンブラックE
Cを10〜60重量部を含有するゴムまたはプラスチッ
ク組成物からなり、他の一方の半導電層がアセチレンブ
ラックを30〜80重量部を含有するゴムまたはプラス
チック組成物からなることを特徴とする電力ケーブル。 2)アセチレンブラックを含有する半導電層が絶縁体に
接し、ケッチェンブラックECを含有する半導電層が内
部半導電層においては導体側、外部半導電層においては
ケーブル外周側にあることを特徴とする請求項1記載の
電力ケーブル。
[Scope of Claims] 1) In a power cable having a semiconducting layer on a conductor or on an insulator mainly composed of crosslinked polyethylene or crosslinked polyethylene copolymer, the semiconducting layer has a two-layer structure, and any One of the semiconducting layers is Ketjenblack E.
A power source characterized in that the semiconductive layer is made of a rubber or plastic composition containing 10 to 60 parts by weight of C, and the other semiconductive layer is made of a rubber or plastic composition containing 30 to 80 parts by weight of acetylene black. cable. 2) The semiconducting layer containing acetylene black is in contact with the insulator, and the semiconducting layer containing Ketjenblack EC is on the conductor side in the inner semiconducting layer and on the cable outer circumferential side in the outer semiconducting layer. The power cable according to claim 1.
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