JPH07320559A - 電気ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紙／ポリプロピレン／紙の積層体の中心層が
放射線を照射したポリプロピレンフィルムで構成された
電気ケーブルを提供すること。 【構成】 複数の導体１、２と、少なくとも１つの半導
体層４と、絶縁流体を含浸させた層状絶縁体５と、外部
金属シース８とを備え、前記絶縁体５が紙／ポリプロピ
レン／紙の積層体で形成され、ポリプロピレンが、１０
０°Ｃで少なくとも３日間、デシルベンゼンに浸漬した
後、積層体の膨れ程度が５％以下であるように処理を行
うことを特徴とする、高電圧及び極高電圧用電気ケーブ
ルである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導体が絶縁体を含浸さ
せた層状の絶縁体で囲繞され、該絶縁体が紙／ポリプロ
ピレン／紙の積層体で構成された、高圧及び極高圧用の
電気ケーブルに関する。

【０００２】より具体的には、本発明は、上述の紙／ポ
リプロピレン／紙の積層体の中心層が放射線を照射した
ポリプロピレンフィルムで構成されたケーブルに関す
る。

【０００３】

【従来の技術】絶縁流体を含浸させた紙／ポリプロピレ
ン／紙の積層体で構成された層状の絶縁体で被覆した撚
り導体を備える、高圧又は極高圧を伝達するケーブル
は、古くから公知である。この型式のケーブルの場合、
導体は、クォイン（ｑｕｏｉｎ）型、又は「ミリケン
（Ｍｉｌｌｉｋｅｎ）」型であることが望ましい。一
方、「ミリケン」型導体は、寄生電流を最小にし得るよ
うに、互いに絶縁した部分に集中させた細い導体で形成
される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公知の型式のケーブルは、絶縁流体の部分にて、ポリプ
ロピレン層が長手方向及び交軸方向の双方に、特に、垂
直方向に膨れ、その結果、ケーブルの最終的な電気的性
質に影響の及ぶ幾つかの欠点が生じるという不利益があ
る。

【０００５】この欠点を解決するため、次のような幾つ
かの試みが為されている。即ち、ａ）ポリプロピレンフ
ィルムに予め含浸させること（英国特許第１，０４５，
５２７号）。ｂ）紙／ポリプロピレン／紙の積層体を有
する導体の被覆部分を湿気環境にて製造し、次に、その
被覆した導体を乾燥させ、その乾燥工程中の紙の収縮に
より、絶縁流体の存在下でのポリプロピレンの膨れが補
正されるようにしたこと（米国特許第４，５７１，３５
７号、同第４，６０２，１２１号）。ｃ）膨れ程度の少
ないケーブルを製造すること。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のｃ）の
範囲に属する技術である。

【０００７】ポリプロピレンの中心層と異なり、長手方
向への膨れに関して、最も重大な欠点は、その積層体の
外周層を形成する紙に膨れが生じないことに起因する。

【０００８】このため、中心層と外周層との間で積層体
に相対的な寸法変化が生じ、これは、接触領域にて、積
層体の層の間に摺動動作を生じさせる力を発生させる。

【０００９】その結果、例えば、部分的ではあっても、
一方の層がその他方の層から分離するため、ケーブルの
機能に極めて重大な影響がある。

【００１０】実際には、製造及び積層形成中に、ケーブ
ルに不可避に加わる曲げ作用中、ケーブルの絶縁体とし
て機能する層状積層体に摺動応力が生じる。

【００１１】かかる摺動応力は、一般的に、積層体が一
体であるときは有害ではないが、積層体の異なる層の間
の相対的な動きが生ずると、層が互いに分離し始めると
き、その積層体の層の湾曲、曲がり、位置のずれ、及び
破断の原因となる。

【００１２】かかる欠点を解決するため、米国特許第
３，７４９，８１２号は、ポリプロピレンフィルムを３
００°Ｃにて押出し、そのフィルムが冷却する前に、圧
力が加えられた２つの低温紙テープ（室温）の間に取り
込む。室温にて且つ含浸剤が存在しないとき、紙の外層
は、ポリプロピレンの中心層を弾性的な延伸状態に保
つ。この型式の積層体は、この理由のため、「プレスト
レス」積層体としても公知である。この積層体を後で適
当な絶縁流体の存在下に置いたとき、該積層体の膨れは
制御状態となり、無応力の状態となる。

【００１３】一方、垂直方向への膨れの結果、層状絶縁
体内に高圧が存在する状態となり、その結果、ケーブル
の全体が極めて剛性となる。

【００１４】この欠点は、ミリケン型式のケーブルの場
合に特に重大であり、導体（細いワイヤーで形成され、
従って、可撓性の大きい導体）の機械的剛性が小さいた
め、曲げ工程中の絶縁体に対する十分な支持体が存在せ
ず、その規則性が失われ、また、絶縁体は局部的な損傷
を受け易くなる。

【００１５】米国特許第３，７７５，５４９号によれ
ば、溶融状態にて押出したポリオレフィンにより形成さ
れた接着剤により紙に付着させた、ポリプロピレン、又
はポリプロピレンの共重合体である、二方向ポリプロピ
レンフィルムによって形成された積層体により、その膨
れが軽減される。

【００１６】しかしながら、この積層体の製造には、多
数の工程が必要とされるから、極めて複雑となり且つコ
ストも増す。実際には、最初に、ポリプロピレンフィル
ムを押出し、次に、機械の方向及び交軸方向の双方に方
向決めしなければならない。最後に、このフィルムは、
ポリプロピレン、又はその共重合体の一方の溶融層によ
り紙に結合させる。

【００１７】故に、感知し得る程度に膨れることなく、
また、簡単な方法で製造することが出来、しかも、その
機械的且つ電気的性質の高度の安定性を実現する、絶縁
流体による含浸が可能な紙／ポリプロピレン／紙の積層
体の開発が強く要望されている。

【００１８】予想しないことであったが、こうした目的
は、高エネルギのイオン化放射線で照射したポリプロピ
レンにより構成される中心層を有する紙／ポリプロピレ
ン／紙の積層体により実現されることが確認された。

【００１９】放射線を照射したポリプロピレンからこう
した性質が得られる理由は、未だ確認されていない。

【００２０】化学的核形成剤を添加したポリプロピレン
も、また、結晶化度の傾向が大きく、また、絶縁性流体
が存在するとき、その膨れの程度が小さいことを考慮し
て、この性質は、結晶化度が大きいことによるものであ
ると考えられたが、その電気的性質の一部（特に、その
放電（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ）因子）は悪化したた
め、これは十分でないことも判明した。

【００２１】本明細書の説明において、特に、特許請求
の範囲の記載において、「高圧及び極高圧」という語
は、２００ｋＶ及びそれ以上の電圧を意味するものとす
る。

【００２２】「絶縁流体」という語は、鉱物油、アルキ
ル・ナフタリン及びアルキル・ベンゼンのような粘度の
極めて低く（５−１５センチストーク程度）、また、抵
抗が少なくとも１０１６Ω／ｃｍの流体、望ましくは、
油を意味するものとする。欧州特許第０，００１，４９
４号に記載された絶縁体の典型例は、デシルベンゼン、
ドデシルベンゼン、ベンジル・トルエン、ジベンジル・
トルエン、１−メチル・ナフタレン、モノイソプロピル
ジフェニル、１−フェニル−１−（３、４−ジメチル−
フェニル）−エタン、１、２−ジフェニル・エタン及び
その混合体である。

【００２３】「積層体」という語は、従来の技術に従
い、その一方をその他方に一体にして形成された、同一
又は異なる材料から成る少なくとも２つの層を重ね合わ
せて得られた、全体として７０乃至３００μｍ、望まし
くは、７０乃至２００μｍの範囲の厚さの平面状材料を
意味するものとする。三層の積層体は、機械的応力を受
けたとき、一層良い対称を呈するため、紙テープの挙動
と同様の挙動（摩擦）が得られる。紙／ポリプロピレン
／紙の積層体の場合、紙は、その大部分又は全部がセル
ロースにて形成される。各紙の層は、最大厚さ８０μｍ
の一枚のシートにより形成することが望ましく、上記厚
さは、２０乃至５０μｍの範囲であることが望ましい。
紙は、低密度の種類のものとする。典型的に、紙は、最
大密度が０．８５ｇ／ｃｍ^３である。典型的に、空気の
不透過性は、１０×１０６乃至３０×１０６エマニエリ
（Ｅｍａｎｕｅｌｉ）単位（１９６１年１０月のパルプ
紙技術協会（ＴＡＰＰＩ）によるＧ．トログ（Ｔｒｏｇ
ｕ）による「改造エマニエリ多孔度計及びその他の紙の
空気抵抗試験械（Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅ
ｎ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｅｍａｎｕｅｌｉ Ｐ
ｒｏｓｉｍｅｔｅｒａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐａｐｅｒ
ａｉｒ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｅｓｔｅｒｓ）」の
ｖｏｌ．４４、Ｎｏ．１０、１７６−１８２頁）であ
る。好適な紙の種類は、密度０．６５−０．７５ｇ／ｃ
ｍ^３及び空気の不透過率が１０−３０．１０６エマニエ
リ単位を有する、厚さ２０−５０μｍの電気等級のセル
ロース紙である。一般に、ポリプロピレンフィルムの厚
さは、積層体の全厚さの３５−７０％、望ましくは５０
−６５％とする。

【００２４】「ポリプロピレン」という語は、次のもの
を意味するものとする。即ち、（ａ）ポリプロピレンの
単独重合体。（ｂ）プロピレン、エチレン、４−１０Ｃ
を有する１−オレフィン及び４−１０Ｃを有するジエン
から成る群から選択されたオレフィンの無作為に形成し
た共重合体。但し、上記オレフィンがエチレンである場
合、その最大重合化分は、重量比で約５％（望ましくは
４％）であり、また、上記オレフィンが４−１０Ｃを有
する１−オレフィンである場合、その最大重合化分は、
重量比で約２０％（望ましくは１６％）であり、また、
上記オレフィンが４−１０Ｃを有するジエンである場
合、その最大重合化分は重量比で約５％（望ましくは４
％）であることを条件とする。（ｃ）プロピレン、エチ
レン及び４−８Ｃを有する１−オレフィンから成る群か
ら選択されたオレフィンを無作為に形成したターポリマ
ー。但し、上記オレフィンの一方がエチレンである場
合、その最大重合化分は、重量比で約５％（望ましくは
４％）であり、また、４−８Ｃを有する上記１−オレフ
ィンの最大重合化分は、重量比で約２０％（望ましくは
１６％）であり、４−１０Ｃを有する１−オレフィン
は、例えば、１−ブチレン、イソブチレン、１−ペンテ
ン、３−メチル−１−ブチレン、１−ヘキセン、３、４
−ジメチル−１−ブチレン、１−ヘプテン、３−メチル
−１−ヘキセン等のような４−１０Ｃを有する線形、又
は枝別れした１−オレフィンから成ることを条件とす
る。

【００２５】４−１０Ｃを有するジエンの典型例は、
１、３−ブタジエン、１、４−ペンダジエン、イソピレ
ン、１、５−ヘキサジエン、２、３−メチル−１、３ヘ
キサジエン等である。

【００２６】「放射線照射したポリプロピレン」という
語は、高エネルギーのイオン化放射線を照射したポリプ
ロピレンを意味するものとする。放射線を照射した適当
な型式のポリプロピレンは、米国特許第４，９１６，１
９８号に記載されたものである。該特許の明細書によれ
ば、放射線を照射したポリプロピレンは、（１）次の条
件の下で線形ポリプロピレンに放射線を照射することに
より形成される。即ち、（ａ）活性な酸素濃度が形成さ
れ且つその濃度が環境容積の約１５％以下に維持される
ような環境。（ｂ）上記線形ポリプロピレンの鎖の相当
量を切断するのに十分ではあるが、ゲル化には不十分な
時間、約１乃至約１×１０^４メガラッド／分の範囲の量
で高エネルギーのイオン化放射線を照射すること。
（２）また、鎖の長い枝別れ部分の相当量を形成するの
に十分な時間、放射線を照射した材料を上記環境に内に
保つこと。（３）次に、上記環境内にある間に、放射線
を照射した材料を処理し、上記放射線を照射した材料に
存在する全ての遊離基を実質的に不活性にすること。

【００２７】このように、本発明の第一の対象物は、複
数の導体と、少なくとも１つの半導電層と、絶縁流体を
含浸させた層状絶縁体と、外部金属シースとを備え、該
絶縁体が紙／ポリプロピレン／紙の積層体で構成され
た、高電圧及び極高電圧用の電気ケーブルであって、上
記積層体の中心層が放射線を照射したポリプロピレンの
フィルムで構成されることを特徴とする電気ケーブルに
より提供される。

【００２８】少なくとも１５秒間、無視し得る程度の加
熱及び冷却速度にて、１４５°Ｃで熱処理（赤外線によ
る処理）した後、又は同等の時間、圧力容器内で負圧下
にて加熱することにより熱処理した後、放射線を照射し
たポリプロピレンのフィルムで構成された中心層を有す
る本発明による紙／ポリプロピレン／紙の積層体は、漸
進的状態（少なくとも３日間）にて、１００°Ｃでデシ
ルベンゼンに浸漬させた後、膨れの程度は、５％以下で
あることが望ましい。

【００２９】放射線を照射したポリプロピレンの典型例
は、ＡＳＴＭ・Ｄ１２３８の仕様に基づいて測定したと
きのメルトインデックスが４０ｄｇ／分、ＡＳＴＭ・Ｄ
７９２Ａ−２の仕様に従って測定したときの密度が０．
９０２ｇ／ｃｍ^３、及びビカー９５軟化点が１５０°Ｃ
であることを特徴とする、プロファックス（Ｐｒｏｆａ
ｘ（登録商標名））ＰＦ６１１（ハイモント（Ｈｉｍｏ
ｎｔ））である。

【００３０】上記によれば、本発明の第二の対象物は、
その中心層が放射線を照射したポリプロピレンのフィル
ムで構成されることを特徴とする紙／ポリプロピレン／
紙の積層体により提供される。

【００３１】

【実施例】図１に示したケーブルは、本発明による流体
−油の単極ケーブルである。

【００３２】該ケーブルは、ケーブルの絶縁流体、望ま
しくは、ドデシルベンゼンの伝達路を形成する伝達路３
を有する、例えば、銅で出来た複数の導体２で形成した
導電体１から成っている。

【００３３】導体２は、銅クォイン型、又はミリケン型
ケーブルの形状をしており、導線を束ねて形成される。

【００３４】例えば、半導電性の油煙を付着させたセル
ロース紙のような半導体紙を巻いて形成した半導電層４
が導体１の周りに配置される。

【００３５】放射線を照射したポリプロピレンのフィル
ムで形成した中心層を有する紙／ポリプロピレン／紙の
積層体から成るテープ６を巻き付けて形成された層状絶
縁体５が半導電層４の周りに配置されている。

【００３６】上述の半導電層４と同一の構造の半導電層
７が層状絶縁体５の上に配置されている。

【００３７】例えば、鉛で形成された金属シース８が上
述のケーブルの全ての要素を被覆し、該シースの内部の
スペースには、特に、層状絶縁体５を含浸するケーブル
の絶縁流体が充填されている。

【００３８】層状絶縁体５は、放射線を照射したポリプ
ロピレンのフィルムで構成された中心層を有する紙／ポ
リプロピレン／紙の積層体のテープ６を巻き付けて形成
されている。

【００３９】図２から、積層体は、放射線を照射したポ
リプロピレンの中心層９を備えており、該中心層の上面
及び下面１０には、紙、特に、セルロース紙のそれぞれ
の層１１が保持されている。

【００４０】該層状絶縁体５は、予想される電圧に従い
積層体６を１００乃至３００回巻き付けて形成される。

【００４１】被覆する前に、積層体６は、１０％乃至８
０％の範囲の相対的湿度（ＵＲ）の環境にて予め調整す
ることが望ましい。

【００４２】被覆工程中、積層体のＵＲは、１０％乃至
８０％であることが望ましく、更に１０％乃至６０％で
あることがより望ましい。

【００４３】被覆した後、ケーブルは、負圧（圧力：約
０．００２−０．０１ミリバール、温度：約１３５°
Ｃ）で乾燥させ、次に、タンク内で例えば、ドデシルベ
ンゼンのような絶縁流体を含浸させる。

【００４４】この含浸は、典型的に１乃至２日間、室温
から約１００°Ｃの範囲の温度で行う。

【００４５】本発明の利点の一つは、放射線を照射した
ポリプロピレンは、放射線を照射しないポリプロピレン
よりも膨れが少ないため、過剰な膨れを伴うことなく、
ケーブルの最大の作用温度（約９０°Ｃ）に近い温度に
て含浸を行うことが可能だから、含浸を９０°Ｃ以上の
温度にて行うことが出来る点である。

【００４６】実際には、放射線を照射しないポリプロピ
レンの場合、膨れの程度は、温度と共に増し、９０°Ｃ
以上のとき、その膨れの程度は完全に許容し得ない程度
となり、このため、１３５°Ｃで乾燥して、含浸させる
前、ケーブルは、数日間「冷却」させなければならず、
その結果、費用が増大する。

【００４７】他方、作用温度に近い温度で含浸を行うこ
とが出来るならば、本発明によるケーブルは、乾燥後、
直ちに含浸タンクに移すことが出来、何れの場合でも、
被覆したケーブルの冷却時間は、遥かに短くて済むた
め、上記の欠点が解消される。

【００４８】極めて高い相対湿度の状態（例えば、９５
％にて）にて被覆した場合、紙は、水分を吸収すること
によりその厚さが増し、その後、その締まっていない状
態を保つ被覆したケーブルの水分は、乾燥工程で失われ
る。

【００４９】このことを利用して、ケーブルの作用温度
に近い温度で含浸させたポリプロピレンの膨れを補正し
て、最終的に、過剰な内部圧力が存在しないケーブルを
得ることが出来る。しかしながら、かかる条件は、作業
員及び使用する装置にとって許容し得ないことである。

【００５０】含浸工程後、ケーブルは、例えば、波形ア
ルミニウム又は鉛で出来た耐水性シース８で被覆され、
次に、例えば、高密度、中密度又は低密度のポリエチレ
ン、望ましくは黒色で、紫外線に対する抵抗性のあるプ
ラスチック外側シース（図示せず）が外装される。

【００５１】次の実験例は、本発明を更に説明するのに
利用することが出来るが、これは、本発明を何ら限定す
るものではない。

【００５２】実験例１ 本発明による積層体（Ｌ１）の製造： 材料； −放射線を照射したポリプロピレン・プロファックス
（登録商標名）ＰＦ６１１（ハイモント）。

【００５３】−密度０．６５−０．７３ｇ／ｃｍ^３及び
空気の不透過性１０−３０．１０６エマニエリ単位を有
する厚さ３０μｍの電気等級の非カレンダー仕上げによ
る成形セルロース紙。

【００５４】装置；装置は、平坦ヘッド押出し機と、該
押出し機の側部に設けられた２つの紙供給ラインｓとに
より形成される。

【００５５】紙供給ラインの各々には、乾燥装置（例え
ば、加熱シリンダ）及びクラウン効果を付与することの
出来る装置（米国特許第４，９９４，６３２号）が設け
られている。

【００５６】典型的に、該装置は、１８ｋＶの交流電圧
が１０ＫＨｚの周波数にて印加される、２つの電極によ
り構成される。

【００５７】更に、該装置には、冷却ロール及び該冷却
ロールの正面に配置されたゴム被覆圧力ロールが設けら
れている。

【００５８】該冷却ロールは、冷却流体、典型的に約１
５°Ｃの水を内部循環させることにより冷却する。

【００５９】方法；この方法は、基本的に、放射線を照
射した一つの溶融ポリプロピレン層を２つの層の紙の間
で取り込むことを内容とする。

【００６０】放射線を照射した、約２５０−３１０°Ｃ
で押出したポリプロピレンは、押出し機のヘッドの下方
に数センチ離した位置に設けられた冷却ロールに向けて
下方に移動する。

【００６１】放射線を照射したポリプロピレンの溶融層
は、冷却ロールに巻かれる前に、室温にて２つの紙の層
の間に取り込まれる。

【００６２】セルロース繊維の相当数は、その処理のた
め、この紙の層の表面から突出し、溶融質量体内に貫入
し、放射線を照射したポリプロピレンのフィルムに紙を
接着させ易くする。

【００６３】積層体は、その経路内を進む間に、冷却ロ
ールまで下方に動き、この冷却ロールと圧力ロールとの
間を進む。

【００６４】この圧力ロールにより付与された圧力は、
放射線を照射したポリプロピレン内への紙の貫入及びそ
の接着を完了させる。

【００６５】最後に、このようにして形成された積層体
（Ｌ１）は、巻き取りロールに送られる。

【００６６】この積層体の厚さは、１２５μｍであり、
厚さ７５μｍの放射線を照射したポリプロピレンの中心
層内でその厚さの約１０％となるように紙層を埋め込ん
だ。

【００６７】実験例２ 積層体（Ｌ２）の比較 プロファックス（登録商標名）ＰＦ６１１に代えて、放
射線を照射しないポリプロピレンのアイソタクチックの
単独重合体（ハイモントのＨ３０Ｓ）を使用する点を除
いて、同様の方法で第二の積層体を製造した。

【００６８】積層体の試験 このようにして製造した積層体（Ｌ１、Ｌ２）の性質を
次の市販の紙／ポリプロピレン／紙の積層体の性質と比
較した。

【００６９】Ｌ３：住友電工（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ ＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓＬｔｄ．）のＣＰ
Ｃ−Ｂ−１２５。

【００７０】全厚さ：１２５μｍ。

【００７１】中心層は、厚さ約７５μｍ、積層体の総重
量に対するポリプロピレンの重量比が約６０％の放射線
を照射しないポリプロピレンの単独重合体フィルムで製
造したもの。

【００７２】Ｌ４：全厚さ１２５μｍ、ポリプロピレン
の重量比６０％のＢＩＣＣの製造する市販の積層体。

【００７３】全厚さ：１２５μｍ。

【００７４】中心層は、厚さ約７５μｍの放射線を照射
しないポリプロピレンの単独重合体のフィルムで製造し
たもの。

【００７５】Ａ）膨れ 積層体Ｌ１、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４の各々に対して、４つの
試料（幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍ、全厚さ約０．８ｍ
ｍの束で形成したもの）を作製した。

【００７６】積層体Ｌ１、Ｌ２は、予め、１３５°Ｃで
１６時間、加熱しておいた。

【００７７】各試料の厚さは、０．２ｋｇ／ｃｍ^２の圧
力を付与する厚さ計で測定した。

【００７８】次に、試料は、異なる温度でドデシルベン
ゼンに浸漬させた。３０日後、流体から試料を取り出
し、２つのフィルタ紙の層の間で乾燥させ、上記の厚さ
計でその厚さを測定した。

【００７９】厚さの増加（膨れ）の程度をパーセンテー
ジで表示した。

【００８０】 表１ 膨れの程度％（３０日後） 積層体 ドデシルベンゼンの温度 ５０°Ｃ ９０°Ｃ １００°Ｃ Ｌ１ ３．８ ４．３ ４．４ Ｌ２ ５．５ ７．５ ８．６ Ｌ３ ５．５ ７．０ ７．４ Ｌ４ ６．８＊ ＞１０＊＊ ＞１０＊＊ （＊）１日後、（＊＊）６日後。

【００８１】Ｌ４積層体の場合、紙の層がそのときまで
にポリプロピレンの層から剥離してしまい、そのため、
積層体の完全性が損なわれる可能性があったから、試験
は、６日後に中断した。

【００８２】Ｂ）放電（ＤＩＳＳＩＰＡＴＩＯＮ）因子 積層体Ｌ１、Ｌ２は、１３５°Ｃで１６時間、予め加熱
しておいた。

【００８３】放電因子は、以下の変動因子を採用した点
を除いて、ＡＳＴＭ・Ｄ１５０−９２の仕様に従って測
定した。

【００８４】Ｌ１から直径１７ｍｍの４つの円形の試料
を得た。次に、Ｌ１の４つの試料で厚さ０．５ｍｍのパ
ック（Ｐ１）を作製した（積層体ディスクを互いに重ね
合わせ、表示した厚さのパックを形成した）。

【００８５】該パック（Ｐ１）を従来型式の試験セルの
電極の下に置き、負圧（約0.01ミリバール）にて１３５
°Ｃで２４時間、加熱炉内で乾燥させた。

【００８６】この乾燥工程の終了時に加熱炉を開けて、
セルを約１００°Ｃまで冷却させた。

【００８７】尚、ガス抜きしたドデシルベンゼン（０．
０１ミリバールで６０°Ｃ、４時間）を作製した（６０
０ｍｌ）。

【００８８】Ｐ１は、負圧（０．０１ミリバール）で含
浸させた。セルは、２４時間、１００°Ｃに保った。

【００８９】加熱炉を開け、セルを室温まで冷却させ
た。

【００９０】セル内を大気圧に戻し、セルを少なくとも
２時間、測定温度に保つよう注意しながら、最初に、室
温にて、次に５０°Ｃ、８０°Ｃ、１００°Ｃ、１２０
°Ｃにて三角接線の測定を開始した（２０ｋＶ／ｍｍに
て）、前と同様の方法にて、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４の三角接
線を測定した。その結果は、次の表２に掲げてある。

【００９１】 表２ 放電因子（２０ｋＶ／ｍｍ） 積層体 温度（°Ｃ） １９ ５０ ８０ １００ １２０ Ｌ１ ０．６ ０．６ ０．６ ０．７ １．０ Ｌ２ ０．６ ０．６ ０．６ ０．８ １．３ Ｌ３ ０．５ ０．５ ０．６ ０．８ １．３ Ｌ４ ０．６ ０．６ ０．７ ０．９ １．４ Ｃ）結晶化度 Ｌ１の１つの試料及びＬ２の１つの試料を使用した。ポ
プロピレンの中央フィルムは、必要な場合、水で湿らす
して剥がれ易くして、紙の２つの外部層から機械的に分
離させた。

【００９２】Ｌ１のポプロピレンフィルムから４つの試
料を得た。

【００９３】その第一の試料は、１３０°Ｃに加熱し、
第二の試料は１４０°Ｃ、第三の試料は１５０°Ｃ、第
四の試料は１６０°Ｃにそれぞれ加熱した。

【００９４】一方、Ｌ２のポプロピレンフィルムから５
つの試料を得た。その第一の試料は、１２０°Ｃまで加
熱し、第二の試料は１３０°Ｃ、第三の試料は１４０°
Ｃ、第四の試料は１５０°Ｃ、第五の試料は１６０°Ｃ
までそれぞれ加熱した。

【００９５】９つの試料の結晶化度は、試料を非結晶シ
リカストリップの上に配置して、フィリップス（ＰＨＩ
ＬＩＰＳ）回折計モデルＰ．Ｗ．１０５０、Ｐ．Ｗ．１
７３２により測定した。

【００９６】採用した方法は、非結晶マトリックス内で
結晶化領域が分散されるように、材料を二相型式に配置
するという前提を基にしたものである。

【００９７】このように、材料の回折度（ｄｉｆｆｒａ
ｃｔｏｇｒａｍｍｅ）（ブラグ（Ｂｒａｇｇ）の２８角
度に関する回折強度）は、非結晶部分に起因する拡散型
の作用、及び角度を付けた局部的な作用、即ち、結晶部
分に起因する回折ピークから構成されると解釈すること
が出来る。

【００９８】各相により生じる回折強度（回折度の面積
に基づいて定量的に且つ独立的に測定可能な値）が対応
する試験中の試料の平均分量に比例し、結晶化度ｘｃ
は、結晶相に起因する強度Ｉｃと全体的強度（結晶相に
対応する強度Ｉｃ及び非結晶相に対応する強度Ｉａの合
計値）の比として計算される：ｘｃ＝Ｉｃ／（Ｉｃ＋Ｉ
ａ）） 放射線の波長は１．５４オングストロームとした。

【００９９】得られた結果は、表２に掲げてある。

【０１００】実験例３ ケーブル（Ｃ２）の比較 Ｌ２の十分な量のコイルを約１３５°Ｃ及び負圧（約
０．０１ミリバール）にて１６時間、加熱炉内で加熱し
た。

【０１０１】次に、コイルを切断して、約２５００ｍｍ
^２の断面の導体を有するケーブルを被覆するのに適当な
幅の５つのテープロールにした。

【０１０２】次に、テープロールは、相対湿度（Ｕ．
Ｒ．）が約１０％の環境内で４日間、保持した。

【０１０３】この処理の後、そのテープロールを使用し
て、断面積約２５００ｍｍ^２のミリケン型式のケーブル
を被覆した。

【０１０４】全体として、Ｌ２による被覆は、１８０の
層を含み、その厚さは、１９．９ｍｍであった。

【０１０５】このようにして被覆したケーブルを負圧
（約０．０１ミリバール）にて１３５°Ｃの圧力容器内
に４日間、投入した。

【０１０６】次に、ケーブルは、５０°Ｃまで冷却し、
ドデシルベンゼンに浸漬して３日間、この温度を保っ
た。

【０１０７】最後に、波形アルミニウムシースを被覆
し、その上にポリティンシースを被覆した。

【０１０８】実験例４ 本発明によるケーブル（Ｃ１） このケーブルは、次の点を除いて実験例３に説明したの
と同様の方法で製造した。

【０１０９】−Ｌ２に代えてＬ１を使用した。

【０１１０】−Ｌ１は、負圧（約０．０１ミリバー
ル）、１３５°Ｃにて１６時間、加熱炉内で加熱するこ
とに代えて、赤外線で１５秒間、加熱した。

【０１１１】−ドデシルベンゼンによるケーブルの含浸
は、５０°Ｃではなく、９０°Ｃで行った。

【０１１２】積層体のＩＲによる加熱は、被覆する前
に、テープをコイルに巻き戻す工程中に行った。

【０１１３】注：また、積層体の加熱は、ケーブルを製
造する装置、製造方法、又は積層体の製造方法の具体的
な特徴に応じてその他の方法により行うことが出来る。

【０１１４】かかる処理は、その後のケーブルの製造段
階、特に、その特徴を変化させるその乾燥中に生ずる可
能性がある、被覆したケーブルの積層体のテープの収縮
を防止し、又は制限する目的にて行われる。

【０１１５】かかる収縮は、結晶化度のような積層体の
重合材料の構造体的変化に関係し、その程度は、熱処理
温度（これは、何れの場合でも、紙の層が損傷するよう
な温度、即ち１４０−１５０°Ｃ以上となってはならな
い）、及び使用する重合体の種類にの双方に依存すると
考えられる。

【０１１６】本発明の目的上、加熱炉内で１０乃至２０
時間、１３５−１４０°Ｃの加熱温度、及び約１３５°
Ｃで１０乃至２０秒間、ＩＲ赤外線処理を行うことによ
り、同等の結果が得られると考えられる。当業者は、使
用する被覆装置の具体的特徴に基づき、所望の特性を得
るのに最も適した処理の形態を選択することが出来る。

【０１１７】一例として、熱処理は、紙／ポリプロピレ
ン／紙の積層体から下流にて積層体の製造ラインで行う
ことが出来、かかる場合、赤外線による処理が好適であ
ると考えられる。

【０１１８】一つの代替例として、熱処理は、仕上げた
積層体のコイルを望ましくはストリップに切断する前
に、そのコイルに対して行うことが出来る。その処理
は、次に負圧の圧力容器又は「加熱炉」内で１３５−１
４０°Ｃにて、コイル全体が所望の温度に達するのに十
分な時間（数時間）、又は積層体のコイルを懈き、数秒
間の露出時間、一組みのＩＲランプの下を通過させる
（その場合、積層体の熱変化は、無視し得る短時間で行
われる）ことにより、行うことが出来る。

【０１１９】ケーブルの試験 Ｃ）可撓性 その一方をその他方から１．５ｍの距離を置いて２つの
支持体に水平方向に配置した、長さ１．８ｍのケーブル
の一部分でＣ１、Ｃ２の曲げ強度を測定した。

【０１２０】２つの支持体の間の中心にて、ケーブルが
落下した程度を測定するのに適した目盛り付きロッドを
配置した。

【０１２１】ケーブルの中央に一定に増大する荷重を加
え、ケーブルが低下した程度を測定した。

【０１２２】その結果は、以下の表３、４に掲げてあ
る。

【０１２３】 表３ ケーブルＣ２の曲げ剛性 荷重（ＫＮ） ０．２ ０．４ ０．６ ０．８ １ 低下（ｍｍ） ２．１ ５．２ （１１．６）（３２．０）（５０） ０．６ＫＮ以上又は０．６ＫＮに等しい荷重に対応する
値は、ケーブル構造体の損傷に起因するものと考えられ
る。

【０１２４】 表４ ケーブルＣ１の曲げ剛性 ０．２ ０．４ ０．６ ０．８ １ 低下（ｍｍ） ６．８ ２１．０ ３５．８ ５３．０ ７０．５ Ｄ）ケーブルの２つの層の間の内部圧力 試料の作製；長さ１．３ｍの導体の一部をリールケーブ
ルを被覆するのと同一の方法で被覆したが、中心領域
（端部から０．６５ｍ）にて９つの積層体を挿入した
（長さ１８０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．０３ｍｍ） これら９つの積層体の内、その３つを導体付近に挿入
し、その３つを被覆部分の途中まで挿入し、残りの３つ
は、外側に配置した。

【０１２５】方法；試料は負圧（０．０１ミリバール）
内で１４０°Ｃの加熱炉で４８時間、乾燥させ、次に、
所望の含浸温度まで冷却して、絶縁流体を含浸させた。

【０１２６】含浸が完了したとき絶縁体から積層体を引
き出すのに必要な力を測定した。

【０１２７】試験；これらの試験は、以下にＰ−Ｃ１、
Ｐ−Ｃ２として示すケーブルＣ１、Ｃ２の２つの試料に
ついて行った。

【０１２８】含浸温度は９０°Ｃとした。

【０１２９】絶縁流体は、ドデシルベンゼンとした。

【０１３０】試験結果は、次の表に掲げてある。

【０１３１】 表５ Ｐ−Ｃ１ Ｐ−Ｃ２ 内部圧力（ｋｇ／ｃｍ^２） ０．４−０．７ １．２−１．４ Ｅ）放電因子 これは、ＩＥＣ（国際電気技術委員会）標準「油充填及
び気体圧力ケーブル及びその付属品の試験（Ｔｅｓｔｓ
ｏｎ ｏｉｌ−ｆｉｌｌｅｄ ａｎｄ ｇａｓ ｐｒ
ｅｓｓｕｒｅ ｃａｂｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａ
ｃｅｓｓｒｉｅｓ）」の出版物１４１−１、第二版（１
９７６）に従って測定した。

【０１３２】試験結果は表６に掲げてある。

【０１３３】 表６ 放電因子 ケーブル 温度（°Ｃ） １９ ５０ ８０ １００ １２０ Ｃ１（５ｋＶ／ｍｍ） ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０７ ０．１０ Ｃ１（１０ｋＶ／ｍｍ）０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．０７ ０．１０ Ｃ１（１５ｋＶ／ｍｍ）０．０５ ０．０５ ０．０７ ０．０７ ０．１５ Ｃ１（２０ｋＶ／ｍｍ）０．０５ ０．０５ ０．０７ ０．０７ ０．１５ Ｃ２（５ｋＶ／ｍｍ） ０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．１０ ０．３０ Ｃ２（１０ｋＶ／ｍｍ）０．０５ ０．０５ ０．０５ ０．３０ ０．８０ Ｃ２（１５ｋＶ／ｍｍ）０．０５ ０．０５ ０．１０ ０．８０ １．８０ Ｃ２（２０ｋＶ／ｍｍ）０．０５ ０．０５ ０．３０ １．５０ ＞３

【図面の簡単な説明】

【図１】構造体を明確にするため、要素を省略した、本
発明によるケーブルの一部の斜視図である。

【図２】図１のケーブルの層状絶縁体を形成する積層体
のテープの斜視図である。

【図３】公知の技術による積層体のポリプロピレン層
（Ｌ２）と比較した本発明の積層体のポリプロピレン層
の温度変化に伴う結晶化度の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１、２ ケーブルの導体 ３ 伝達路 ４、７ 半導電層 ５ 層状絶縁体 ６ テープ ８ 金属シース ９ 中心層 １０ 中心層の上面 １１ 中心層の下面

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の導体と、少なくとも１つの半導体
   層と、絶縁流体を含浸させた層状絶縁体と、外部金属シ
   ースとを備える、前記絶縁体が紙／ポリプロピレン／紙
   の積層体で形成された高電圧及び極高電圧用電気ケーブ
   ルにして、前記積層体の中心層が放射線を照射したポリ
   プロピレンフィルムで形成されることを特徴とする電気
   ケーブル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電気ケーブルにして、
   赤外線により１３５°Ｃで少なくとも１５秒間、熱処理
   した後、前記紙／ポリプロピレン／紙の積層体が、１０
   ０°Ｃで少なくとも３日間、デシルベンゼンに浸漬した
   後の膨れ程度が５％以下であることを特徴とする電気ケ
   ーブル。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電気ケーブルに
   して、前記放射線を照射したポリプロピレンが、ハイモ
   ント会社のプロファックス（登録商標名）ＰＦ６１１で
   あることを特徴とする電気ケーブル。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかの項に記載の電
   気ケーブルにして、前記放射線を照射したポリプロピレ
   ンが、ＡＳＴＭ・Ｄ１２３８仕様に従って測定したと
   き、４０ｄｇ／分のメルトインディクスを有することを
   特徴とする電気ケーブル。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の電気ケーブルにして、
   前記放射線を被覆したポリプロピレンが、ＡＳＴＭ・Ｄ
   ７９２Ａ−２仕様に従って測定したとき、０．９０２ｇ
   ／ｃｍ^３の密度を有することを特徴とする電気ケーブ
   ル。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の電気ケーブルにして、
   前記放射線を被覆したポリプロピレンが、１５０°Ｃの
   ビカー９５軟化点を有することを特徴とする電気ケーブ
   ル。
7. 【請求項７】 前記積層体の中心層が、放射線被覆した
   ポリプロピレンのフィルムにより形成されることを特徴
   とする紙／ポリプロピレン／紙の積層体。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の積層体にして、赤外線
   により１３５°Ｃで少なくとも１５秒間、熱処理した
   後、前記紙／ポリプロピレン／紙の積層体が、１００°
   Ｃで少なくとも３日間、デシルベンゼンに浸漬した後の
   膨れの程度が、５％以下であることを特徴とする積層
   体。
9. 【請求項９】 請求項７又は８に記載の積層体にして、
   前記放射線を照射したポリプロピレンが、ハイモント会
   社のプロファックス（登録商標名）ＰＦ６１１であるこ
   とを特徴とする積層体。
10. 【請求項１０】 請求項７乃至９の何れかの項に記載の
    積層体にして、前記放射線を照射したポリプロピレン
    が、ＡＳＴＭ・Ｄ１２３８仕様に従って測定したとき、
    ４０ｄｇ／分のメルトインディクスを有することを特徴
    とする積層体。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の積層体にして、前
    記放射線を被覆したポリプロピレンが、ＡＳＴＭ・Ｄ７
    ９２Ａ−２仕様に従って測定したとき、０．９０２ｇ／
    ｃｍ^３の密度を有することを特徴とする積層体。
12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の積層体にして、前
    記放射線を被覆したポリプロピレンが、１５０°Ｃのビ
    カー９５軟化点を有することを特徴とする積層体。