JPH0463484B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0463484B2 JPH0463484B2 JP58129466A JP12946683A JPH0463484B2 JP H0463484 B2 JPH0463484 B2 JP H0463484B2 JP 58129466 A JP58129466 A JP 58129466A JP 12946683 A JP12946683 A JP 12946683A JP H0463484 B2 JPH0463484 B2 JP H0463484B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulator
- weight
- parts
- cables
- polyethylene
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は絶縁耐力に優れた固体絶縁電力ケーブ
ルに関するものである。 近年高電圧電力ケーブルの領域に於て、油浸絶
縁電力ケーブル（OFケーブル）に代つてゴム、
プラスチツク絶縁体を用いた固体絶縁ケーブルが
使用されるようになつてきている。 ところで固体絶縁ケーブルはOFケーブルに比
べて保守管理が容易であるという長所を有するも
のの絶縁信頼性はOFケーブルよりも未だかなり
劣つている。固体絶縁ケーブルは現在154〜
275KVの高電圧領域まで実用化されているが、
上記した絶縁信頼性の点からその絶縁厚は同クラ
スのOFケーブルの５割以上増大することを余儀
なくされている。高電圧電力ケーブルの絶縁厚の
肉厚化はケーブル外径の増大をもたらし、ケーブ
ルの運搬、布設に対して大きな障害となる。この
ような事情から絶縁厚の低減、即ち絶縁耐力に優
れた固体絶縁体の出現が望まれている。 ゴム、プラスチツク系固体絶縁ケーブルの中
で、絶縁耐力、誘電特性、機械特性、押出加工性
等が考慮され、高電圧領域には結晶性ポリオレフ
イン中でもポリエチレン（PE）或いは架橋ポリ
エチレン（XLPE）が主に使用されている。 ポリエチレン、架橋ポリエチレンの絶縁破壊機
構は比較的良く調べられており、それらの結晶構
造により絶縁破壊強度がかなり変化することが判
つている。即ちポリエチレン、架橋ポリエチンに
於ては絶縁体中の電子が電界により加速されエネ
ルギーを増し、あるエネルギーに達すると電子な
だれ増殖等で絶縁体の固体構造を破壊し、絶縁破
壊に至ると考えられているが、このような高電界
中での電子加速性が結晶域と非結晶域とでは異な
つている。 規則正しい分子構造を持つ結晶域中での電子の
加速性は本来大きいが、一方ガラス転移温度以上
の温度領域になると、非結晶域の自由体積が増
し、自由体積中での電子の加速性がより顕著にな
る。多くの結晶性ポリオレフインのガラス転移温
度は室温以下、例えばポリエチレンでは−60℃付
近、ポリプロピレン（PP）では〜−20℃付近で
あり、ケーブルの常用使用温度（室温〜90℃）以
下である。従つて室温以上の温度領域で結晶性ポ
リオレフインを絶縁体として用いる場合は、結晶
性を増加させ、非結晶域の自由体積を減少させる
ことが、絶縁破壊強度の増加につながるものと考
えられる。 従来結晶性ポリオレフインの結晶性を増加させ
るために、シートもしくはフイルム状の加工物の
場合であれば、延伸、熱処理等により、分子鎖の
配向を行ない、再結晶化を行なうことができる
が、導体上に厚肉を押出被覆して形成したケーブ
ルの絶縁体にあつては、前記の方法は採用できな
いことは明らかである。 本発明者等は種々検討の結果、結晶性ポリオレ
フインに結晶化促進の核になるような造核剤を添
加することによつて結晶性を向上させることに着
目し、しかもこの造核剤として芳香族カルボン酸
系化合物が、タルク、クレー等の無機フイラー造
核剤よりも極めて優れた結晶化作用を示すことを
見出した。 この芳香族カルボン酸系化合物としては、安息
香酸ソーダ、塩基性二安息香酸アルミニウム、ハ
ロゲン化芳香族ジカルボン酸系化合物等があげら
れる。ただし、芳香族カルボン酸又はその無水物
は含まない。そしてこの添加量は、結晶性ポリエ
チレン100重量部に対し、0.01〜1.0重量部が好ま
しいことが判つた。 ここに芳香族カルボン酸系化合物の添加量を結
晶性ポリエチレン100重量部に対し0.01〜1.0重量
部とした理由は、0.01重量部未満では造核剤とし
ての配合量が少な過ぎて結晶性の向上に効果が不
充分なためであり、1.0重量部を越えた場合は、
結晶性の向上の効果が飽和し、かつ誘電特性への
悪影響も現われてくるためである。また造核剤の
分散を向上するために、金属石けん等の界面活性
剤を造核剤と等量程度添加するとそれなりの効果
を発揮するが、誘電特性を重視する場合は必ずし
も用いる必要はない。 絶縁体として使用される結晶性ポリオレフイン
の代表的なものはポリエチレン（PE）、ポリプロ
ピレン（PP）、ポリプテン−１（PB−１）、ポリ
−４−メチルペンテン−１（TPX）等であり、
PEの如く熱変形温度の低いポリマーの場合には
架橋して用いることも勿論可能である。また、
PP、TPX等の可撓性に乏しいポリマーに対して
はアルキルベンゼン等の絶縁性の可塑剤を添加す
ることにより、ガラス転位温度を下げ、可撓性を
向上させることが有効であるが、この場合にも造
核剤の添加の効果は当然有する。 次に本発明の実施例及び比較例について述べ
る。導体断面積400mm2に絶縁層厚さ11mmのケーブ
ルを下表のＡ〜Ｄの４種の材料を用いて製造し
た。なお導体直上の半導電層と絶縁体表面の半導
電層とは絶縁層とともに同時押出しによつて製造
し、いわゆる３層構造のケーブルとしたものであ
る。
ルに関するものである。 近年高電圧電力ケーブルの領域に於て、油浸絶
縁電力ケーブル（OFケーブル）に代つてゴム、
プラスチツク絶縁体を用いた固体絶縁ケーブルが
使用されるようになつてきている。 ところで固体絶縁ケーブルはOFケーブルに比
べて保守管理が容易であるという長所を有するも
のの絶縁信頼性はOFケーブルよりも未だかなり
劣つている。固体絶縁ケーブルは現在154〜
275KVの高電圧領域まで実用化されているが、
上記した絶縁信頼性の点からその絶縁厚は同クラ
スのOFケーブルの５割以上増大することを余儀
なくされている。高電圧電力ケーブルの絶縁厚の
肉厚化はケーブル外径の増大をもたらし、ケーブ
ルの運搬、布設に対して大きな障害となる。この
ような事情から絶縁厚の低減、即ち絶縁耐力に優
れた固体絶縁体の出現が望まれている。 ゴム、プラスチツク系固体絶縁ケーブルの中
で、絶縁耐力、誘電特性、機械特性、押出加工性
等が考慮され、高電圧領域には結晶性ポリオレフ
イン中でもポリエチレン（PE）或いは架橋ポリ
エチレン（XLPE）が主に使用されている。 ポリエチレン、架橋ポリエチレンの絶縁破壊機
構は比較的良く調べられており、それらの結晶構
造により絶縁破壊強度がかなり変化することが判
つている。即ちポリエチレン、架橋ポリエチンに
於ては絶縁体中の電子が電界により加速されエネ
ルギーを増し、あるエネルギーに達すると電子な
だれ増殖等で絶縁体の固体構造を破壊し、絶縁破
壊に至ると考えられているが、このような高電界
中での電子加速性が結晶域と非結晶域とでは異な
つている。 規則正しい分子構造を持つ結晶域中での電子の
加速性は本来大きいが、一方ガラス転移温度以上
の温度領域になると、非結晶域の自由体積が増
し、自由体積中での電子の加速性がより顕著にな
る。多くの結晶性ポリオレフインのガラス転移温
度は室温以下、例えばポリエチレンでは−60℃付
近、ポリプロピレン（PP）では〜−20℃付近で
あり、ケーブルの常用使用温度（室温〜90℃）以
下である。従つて室温以上の温度領域で結晶性ポ
リオレフインを絶縁体として用いる場合は、結晶
性を増加させ、非結晶域の自由体積を減少させる
ことが、絶縁破壊強度の増加につながるものと考
えられる。 従来結晶性ポリオレフインの結晶性を増加させ
るために、シートもしくはフイルム状の加工物の
場合であれば、延伸、熱処理等により、分子鎖の
配向を行ない、再結晶化を行なうことができる
が、導体上に厚肉を押出被覆して形成したケーブ
ルの絶縁体にあつては、前記の方法は採用できな
いことは明らかである。 本発明者等は種々検討の結果、結晶性ポリオレ
フインに結晶化促進の核になるような造核剤を添
加することによつて結晶性を向上させることに着
目し、しかもこの造核剤として芳香族カルボン酸
系化合物が、タルク、クレー等の無機フイラー造
核剤よりも極めて優れた結晶化作用を示すことを
見出した。 この芳香族カルボン酸系化合物としては、安息
香酸ソーダ、塩基性二安息香酸アルミニウム、ハ
ロゲン化芳香族ジカルボン酸系化合物等があげら
れる。ただし、芳香族カルボン酸又はその無水物
は含まない。そしてこの添加量は、結晶性ポリエ
チレン100重量部に対し、0.01〜1.0重量部が好ま
しいことが判つた。 ここに芳香族カルボン酸系化合物の添加量を結
晶性ポリエチレン100重量部に対し0.01〜1.0重量
部とした理由は、0.01重量部未満では造核剤とし
ての配合量が少な過ぎて結晶性の向上に効果が不
充分なためであり、1.0重量部を越えた場合は、
結晶性の向上の効果が飽和し、かつ誘電特性への
悪影響も現われてくるためである。また造核剤の
分散を向上するために、金属石けん等の界面活性
剤を造核剤と等量程度添加するとそれなりの効果
を発揮するが、誘電特性を重視する場合は必ずし
も用いる必要はない。 絶縁体として使用される結晶性ポリオレフイン
の代表的なものはポリエチレン（PE）、ポリプロ
ピレン（PP）、ポリプテン−１（PB−１）、ポリ
−４−メチルペンテン−１（TPX）等であり、
PEの如く熱変形温度の低いポリマーの場合には
架橋して用いることも勿論可能である。また、
PP、TPX等の可撓性に乏しいポリマーに対して
はアルキルベンゼン等の絶縁性の可塑剤を添加す
ることにより、ガラス転位温度を下げ、可撓性を
向上させることが有効であるが、この場合にも造
核剤の添加の効果は当然有する。 次に本発明の実施例及び比較例について述べ
る。導体断面積400mm2に絶縁層厚さ11mmのケーブ
ルを下表のＡ〜Ｄの４種の材料を用いて製造し
た。なお導体直上の半導電層と絶縁体表面の半導
電層とは絶縁層とともに同時押出しによつて製造
し、いわゆる３層構造のケーブルとしたものであ
る。
【表】
上記の表に於て絶縁体ＡはLDPEに所定量の架
橋剤例えばジクミルパーオキサイドと老化防止剤
を混合したもので現用の架橋ポリエチレン電力ケ
ーブル相当品で比較例である。絶縁体Ｂは絶縁体
Ａの配合にジベンジリデン系造核剤（東洋インキ
製商品名EC−１）を0.3重量部混合したもので本
発明の実施例である。またB′は芳香族カルボン
酸の添加剤として安息香酸を0.3重量部混練した
比較例であり、B″はその塩の安息香酸ソーダを
0.3重量部混練した本発明の実施例である。絶縁
体、Ａ，Ｂ，B′，B″の押出温度は120℃であり、
押出後高温加圧加熱油中に導いて架橋処理を施し
た。 絶縁体ＣはHDPEに所定量の老化防止剤を混練
したものであり比較例である。絶縁体Ｄは絶縁体
Ｃに芳香族アミン−ハロゲン化芳香族ジカルボン
酸縮合物系の造核剤（東洋インキ製商品名；
LSA−１）を0.05重量部混練したもので本発明の
実施例である。絶縁体Ｃ及びＤの押出温度は200
℃であり、80℃の加圧加熱油中に導いて冷却し
た。 上記のようにして製造された各ケーブルについ
て標準負極性衝撃電圧による絶縁破壊電圧及び商
用周波数の誘電正接（tanδ）を測つた結果は下表
のとおりである。
橋剤例えばジクミルパーオキサイドと老化防止剤
を混合したもので現用の架橋ポリエチレン電力ケ
ーブル相当品で比較例である。絶縁体Ｂは絶縁体
Ａの配合にジベンジリデン系造核剤（東洋インキ
製商品名EC−１）を0.3重量部混合したもので本
発明の実施例である。またB′は芳香族カルボン
酸の添加剤として安息香酸を0.3重量部混練した
比較例であり、B″はその塩の安息香酸ソーダを
0.3重量部混練した本発明の実施例である。絶縁
体、Ａ，Ｂ，B′，B″の押出温度は120℃であり、
押出後高温加圧加熱油中に導いて架橋処理を施し
た。 絶縁体ＣはHDPEに所定量の老化防止剤を混練
したものであり比較例である。絶縁体Ｄは絶縁体
Ｃに芳香族アミン−ハロゲン化芳香族ジカルボン
酸縮合物系の造核剤（東洋インキ製商品名；
LSA−１）を0.05重量部混練したもので本発明の
実施例である。絶縁体Ｃ及びＤの押出温度は200
℃であり、80℃の加圧加熱油中に導いて冷却し
た。 上記のようにして製造された各ケーブルについ
て標準負極性衝撃電圧による絶縁破壊電圧及び商
用周波数の誘電正接（tanδ）を測つた結果は下表
のとおりである。
【表】
【表】
上記の表から判るように本発明の電力ケーブル
は絶縁体として結晶性ポリオレフインを用い、そ
の配合中に芳香族カルボン酸系化合物を造核剤と
して用いることにより、破壊電圧の顕著な向上を
見るほか、その添加量は極めて少量添加するのみ
であるため、誘電特性への悪影響のない電力ケー
ブルを提供するものである。
は絶縁体として結晶性ポリオレフインを用い、そ
の配合中に芳香族カルボン酸系化合物を造核剤と
して用いることにより、破壊電圧の顕著な向上を
見るほか、その添加量は極めて少量添加するのみ
であるため、誘電特性への悪影響のない電力ケー
ブルを提供するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結晶性ポリオレフインを絶縁体とする電力ケ
ーブルに於て、前記結晶性ポリオレフイン中に造
核剤として芳香族カルボン酸系化合物が含有され
ていることを特徴とする電力ケーブル。 ２ 結晶性ポリオレフイン100重量部に対し、芳
香族カルボン酸系化合物を0.01〜1.0重量部含有
せしめている特許請求の範囲第１項記載の電力ケ
ーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12946683A JPS6023904A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 電力ケ−ブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12946683A JPS6023904A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 電力ケ−ブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6023904A JPS6023904A (ja) | 1985-02-06 |
| JPH0463484B2 true JPH0463484B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=15010184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12946683A Granted JPS6023904A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 電力ケ−ブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023904A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU745419B2 (en) | 1998-09-16 | 2002-03-21 | Japan Polyolefins Co., Ltd. | Electrical insulating resin material, electrical insulating material, and electric wire and cable using the same |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56116207A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-11 | Showa Electric Wire & Cable Co | Electrically insulating composition |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP12946683A patent/JPS6023904A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6023904A (ja) | 1985-02-06 |
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