JPH08167331A - 直流ケーブルとその製法 - Google Patents
直流ケーブルとその製法Info
- Publication number
- JPH08167331A JPH08167331A JP30914394A JP30914394A JPH08167331A JP H08167331 A JPH08167331 A JP H08167331A JP 30914394 A JP30914394 A JP 30914394A JP 30914394 A JP30914394 A JP 30914394A JP H08167331 A JPH08167331 A JP H08167331A
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- Japan
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- methylstyrene
- cable
- cross
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- insulator
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 架橋ポリエチレン絶縁体を用いた大電力用の
直流ケーブルを得る。 【構成】 直流ケーブルの架橋ポリエチレン絶縁体中に
０．１重量％ないし１．０重量％の範囲内のα−メチル
スチレンを含む。
直流ケーブルを得る。 【構成】 直流ケーブルの架橋ポリエチレン絶縁体中に
０．１重量％ないし１．０重量％の範囲内のα−メチル
スチレンを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流ケーブルに関するも
のであり、特に架橋ポリエチレン絶縁ケーブルであって
直流による絶縁破壊特性が改善された電力用の直流ケー
ブルに関する。
のであり、特に架橋ポリエチレン絶縁ケーブルであって
直流による絶縁破壊特性が改善された電力用の直流ケー
ブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】直流大容量の電力輸送には従来から、ケ
ーブルシース内に絶縁油を充填（Oil-Fill）した、いわ
ゆるＯＦケーブルが用いられている。このＯＦケーブル
は、軸心に亜鉛メッキ銅スパイラルを配し、この周囲に
順次、導体、カーボン紙、絶縁紙、カーボン紙、遮閉層
などの各層が形成されてなり、この絶縁紙には絶縁油が
含浸されている。このＯＦケーブルは、一定の布設区間
毎に接続された油圧調整タンクによって内部の絶縁油の
油圧を常時調整しておく必要がある。また、絶縁油は経
時的に劣化するので、定期的に劣化の程度を測定し、劣
化が激しくなれば入れ換えるなど保守に多くの労力と経
費を必要とする。また、防災上の対策も要求される。こ
のため、交流電力用ケーブルとしては現在では架橋ポリ
エチレン絶縁ケーブル（ＣＶケーブル）の使用が主流に
なってきている。
ーブルシース内に絶縁油を充填（Oil-Fill）した、いわ
ゆるＯＦケーブルが用いられている。このＯＦケーブル
は、軸心に亜鉛メッキ銅スパイラルを配し、この周囲に
順次、導体、カーボン紙、絶縁紙、カーボン紙、遮閉層
などの各層が形成されてなり、この絶縁紙には絶縁油が
含浸されている。このＯＦケーブルは、一定の布設区間
毎に接続された油圧調整タンクによって内部の絶縁油の
油圧を常時調整しておく必要がある。また、絶縁油は経
時的に劣化するので、定期的に劣化の程度を測定し、劣
化が激しくなれば入れ換えるなど保守に多くの労力と経
費を必要とする。また、防災上の対策も要求される。こ
のため、交流電力用ケーブルとしては現在では架橋ポリ
エチレン絶縁ケーブル（ＣＶケーブル）の使用が主流に
なってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＣＶケーブルは絶縁油
を使用しないのでＯＦケーブルのように油圧調整タンク
などの補助設備を必要とせず、また保守のための労力や
経費も不要であるから、電力ケーブルとして好適である
が、これを直流の大電力輸送に用いようとすると絶縁破
壊が起こり易く使用できないという問題があった。この
絶縁破壊は次のような機構によって発生するものである
ことがわかっている。すなわち、ケーブルの絶縁体とし
て用いる架橋ポリエチレンの内部には、ポリエチレンを
架橋する際に架橋剤として用いたジクミルパーオキサイ
ド（以下、「ＤＣＰ」という）の分解生成物が残留して
おり、このケーブルで直流の大電力を輸送すると、強く
分極した電界と発熱とによって上記ＤＣＰの分解生成物
が活性化され、活性化した分解生成物が架橋ポリエチレ
ンの絶縁性を低下させるとともに、架橋ポリエチレンに
作用してその連鎖を切断する。そこで比較的低い電圧で
も絶縁破壊が発生するようになる。架橋剤を使わないポ
リエチレンの架橋方法も検討されたが、例えば電子線照
射は絶縁体の肉厚がきわめて薄い場合には有効であるも
のの、大容量高電圧用ケーブルなどの場合には絶縁体の
肉厚が厚いので電子線が層の内部まで浸透し難く適用す
ることができない。本発明は上記の問題を解決するため
になされたものであり、従ってその目的は、架橋ポリエ
チレン絶縁ケーブルであってしかも直流大電力の輸送を
可能とする直流ケーブルを提供することにある。
を使用しないのでＯＦケーブルのように油圧調整タンク
などの補助設備を必要とせず、また保守のための労力や
経費も不要であるから、電力ケーブルとして好適である
が、これを直流の大電力輸送に用いようとすると絶縁破
壊が起こり易く使用できないという問題があった。この
絶縁破壊は次のような機構によって発生するものである
ことがわかっている。すなわち、ケーブルの絶縁体とし
て用いる架橋ポリエチレンの内部には、ポリエチレンを
架橋する際に架橋剤として用いたジクミルパーオキサイ
ド（以下、「ＤＣＰ」という）の分解生成物が残留して
おり、このケーブルで直流の大電力を輸送すると、強く
分極した電界と発熱とによって上記ＤＣＰの分解生成物
が活性化され、活性化した分解生成物が架橋ポリエチレ
ンの絶縁性を低下させるとともに、架橋ポリエチレンに
作用してその連鎖を切断する。そこで比較的低い電圧で
も絶縁破壊が発生するようになる。架橋剤を使わないポ
リエチレンの架橋方法も検討されたが、例えば電子線照
射は絶縁体の肉厚がきわめて薄い場合には有効であるも
のの、大容量高電圧用ケーブルなどの場合には絶縁体の
肉厚が厚いので電子線が層の内部まで浸透し難く適用す
ることができない。本発明は上記の問題を解決するため
になされたものであり、従ってその目的は、架橋ポリエ
チレン絶縁ケーブルであってしかも直流大電力の輸送を
可能とする直流ケーブルを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、架橋ポリ
エチレン絶縁体中に０．１重量％ないし１．０重量％の
範囲内のα−メチルスチレンを含む直流ケーブルを提供
することによって解決できる。この直流ケーブルは、Ｄ
ＣＰを架橋剤としてポリエチレン絶縁体を架橋し、次い
でこの架橋ポリエチレン絶縁体を加熱してＤＣＰの分解
によりα−メチルスチレンを生成させ、この際ＤＣＰの
添加量と上記加熱条件とを調整して、架橋ポリエチレン
絶縁体中のα−メチルスチレンの含有量を０．１重量％
ないし１．０重量％の範囲内とする製法により製造でき
る。
エチレン絶縁体中に０．１重量％ないし１．０重量％の
範囲内のα−メチルスチレンを含む直流ケーブルを提供
することによって解決できる。この直流ケーブルは、Ｄ
ＣＰを架橋剤としてポリエチレン絶縁体を架橋し、次い
でこの架橋ポリエチレン絶縁体を加熱してＤＣＰの分解
によりα−メチルスチレンを生成させ、この際ＤＣＰの
添加量と上記加熱条件とを調整して、架橋ポリエチレン
絶縁体中のα−メチルスチレンの含有量を０．１重量％
ないし１．０重量％の範囲内とする製法により製造でき
る。
【０００５】
【作用】α−メチルスチレンは、そのベンゼン環のπ、
π* 軌道がスチレン同様に電子または正孔のトラップと
して作用するので、強い電界による分極と発熱とによっ
て活性化された上記のＤＣＰ分解生成物がα−メチルス
チレンの存在によって失活し、架橋ポリエチレンの絶縁
破壊が軽減されるものと考えられる。
π* 軌道がスチレン同様に電子または正孔のトラップと
して作用するので、強い電界による分極と発熱とによっ
て活性化された上記のＤＣＰ分解生成物がα−メチルス
チレンの存在によって失活し、架橋ポリエチレンの絶縁
破壊が軽減されるものと考えられる。
【０００６】α−メチルスチレンは、ケーブル製造に際
して予めポリエチレン絶縁体中に所要量を添加しておく
こともできるが、架橋剤ＤＣＰがポリエチレン絶縁体中
で分解すると、条件によって下記のように分解生成物と
してα−メチルスチレンが生成するので、ここに生成し
たα−メチルスチレンを本発明の目的に使用することが
できる。すなわち、ＤＣＰはポリエチレン絶縁体中で熱
分解して、下式（Ｉ）に示すようにクミルオキシラジカ
ルを発生し、これがポリエチレンの水素を引き抜くこと
によって架橋が進行する。この過程で、分解生成物とし
てメタン、アセトフェノン、クミルアルコールなどが生
成する。
して予めポリエチレン絶縁体中に所要量を添加しておく
こともできるが、架橋剤ＤＣＰがポリエチレン絶縁体中
で分解すると、条件によって下記のように分解生成物と
してα−メチルスチレンが生成するので、ここに生成し
たα−メチルスチレンを本発明の目的に使用することが
できる。すなわち、ＤＣＰはポリエチレン絶縁体中で熱
分解して、下式（Ｉ）に示すようにクミルオキシラジカ
ルを発生し、これがポリエチレンの水素を引き抜くこと
によって架橋が進行する。この過程で、分解生成物とし
てメタン、アセトフェノン、クミルアルコールなどが生
成する。
【０００７】
【化１】
【０００８】ここに生成したクミルアルコールは、更に
加熱されると下式（ＩＩ）に示すような二次分解反応を
起こし、α−メチルスチレンと水とを生成する。
加熱されると下式（ＩＩ）に示すような二次分解反応を
起こし、α−メチルスチレンと水とを生成する。
【０００９】
【化２】
【００１０】ここに生成したα−メチルスチレンの量が
０．１重量％ないし１．０重量％の範囲内となるように
ＤＣＰの添加量およびケーブルの加熱条件を選定するこ
とは可能であり、ＤＣＰの添加量およびケーブルの加熱
条件をこのように選定すれば、追加のα−メチルスチレ
ンを添加することなく絶縁破壊特性の良好な直流ケーブ
ルが得られることになる。このような最適なＤＣＰの添
加量およびケーブルの加熱条件は実験によって決定する
ことができる。しかし、もし上記の量のα−メチルスチ
レンを得るために用いるＤＣＰの添加量がポリエチレン
の架橋にとって過大となる場合には、架橋に必要最低限
度のＤＣＰを用い、不足分のα−メチルスチレンはポリ
エチレン中に予め添加しておくこともできる。
０．１重量％ないし１．０重量％の範囲内となるように
ＤＣＰの添加量およびケーブルの加熱条件を選定するこ
とは可能であり、ＤＣＰの添加量およびケーブルの加熱
条件をこのように選定すれば、追加のα−メチルスチレ
ンを添加することなく絶縁破壊特性の良好な直流ケーブ
ルが得られることになる。このような最適なＤＣＰの添
加量およびケーブルの加熱条件は実験によって決定する
ことができる。しかし、もし上記の量のα−メチルスチ
レンを得るために用いるＤＣＰの添加量がポリエチレン
の架橋にとって過大となる場合には、架橋に必要最低限
度のＤＣＰを用い、不足分のα−メチルスチレンはポリ
エチレン中に予め添加しておくこともできる。
【００１１】架橋ポリエチレン絶縁体中に含まれるα−
メチルスチレンの量は、０．１重量％未満であれば直流
絶縁破壊特性の改善効果が見られないことが実験の結果
わかった。またα−メチルスチレンの量が１．０重量％
を越えることは直流絶縁破壊特性の改善にとって無意味
であるばかりでなく、架橋ポリエチレン絶縁体の物性や
耐水性に望ましくない影響を及ぼすことになる。
メチルスチレンの量は、０．１重量％未満であれば直流
絶縁破壊特性の改善効果が見られないことが実験の結果
わかった。またα−メチルスチレンの量が１．０重量％
を越えることは直流絶縁破壊特性の改善にとって無意味
であるばかりでなく、架橋ポリエチレン絶縁体の物性や
耐水性に望ましくない影響を及ぼすことになる。
【００１２】上記の分解反応によって生成したα−メチ
ルスチレン以外の副生物の内、メタンおよび水は直流ケ
ーブルの特性上有害であるから除去することが好まし
い。そこで一般に架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの製造
工程においてはメタンおよび水を除去するための加熱放
置工程が設けられている。従って、この加熱放置工程の
温度・時間などの条件をα−メチルスチレンが生成する
条件に設定すれば、改めてα−メチルスチレンを生成さ
せるための加熱放置工程を付加しなくても目的を達成す
ることができる。
ルスチレン以外の副生物の内、メタンおよび水は直流ケ
ーブルの特性上有害であるから除去することが好まし
い。そこで一般に架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの製造
工程においてはメタンおよび水を除去するための加熱放
置工程が設けられている。従って、この加熱放置工程の
温度・時間などの条件をα−メチルスチレンが生成する
条件に設定すれば、改めてα−メチルスチレンを生成さ
せるための加熱放置工程を付加しなくても目的を達成す
ることができる。
【００１３】
【実施例】厚さ３ｍｍの架橋ポリエチレン絶縁体を有す
るＣＶケーブル試料を作成し、下記の条件で絶縁体中に
含まれるα−メチルスチレンの量を調整し、温度９０℃
における直流絶縁破壊強度を測定した。 （実施例１）α−メチルスチレン量：０．１重量％ 加熱条件：８０℃に１０日間保持 （実施例２）α−メチルスチレン量：０．３重量％ 加熱条件：８０℃に１５日間保持 （実施例３）α−メチルスチレン量：１．０重量％ 加熱条件：８０℃に１５日間保持 これら実施例の測定結果を表１に示す。
るＣＶケーブル試料を作成し、下記の条件で絶縁体中に
含まれるα−メチルスチレンの量を調整し、温度９０℃
における直流絶縁破壊強度を測定した。 （実施例１）α−メチルスチレン量：０．１重量％ 加熱条件：８０℃に１０日間保持 （実施例２）α−メチルスチレン量：０．３重量％ 加熱条件：８０℃に１５日間保持 （実施例３）α−メチルスチレン量：１．０重量％ 加熱条件：８０℃に１５日間保持 これら実施例の測定結果を表１に示す。
【００１４】比較のため実施例と同様なＣＶケーブル試
料を形成し、ただし下記の条件で絶縁体中に含まれるα
−メチルスチレンの量を調整し、温度９０℃における直
流絶縁破壊強度を測定した。 （比較例１）α−メチルスチレン量：存在せず 加熱条件：加熱せず （比較例２）α−メチルスチレン量：０．０５重量％ 加熱条件：８０℃に５日間保持 （比較例３）α−メチルスチレン量：１．５重量％ 加熱条件：８０℃に２０日間保持 これら比較例の測定結果を実施例と共に表１に示す。
料を形成し、ただし下記の条件で絶縁体中に含まれるα
−メチルスチレンの量を調整し、温度９０℃における直
流絶縁破壊強度を測定した。 （比較例１）α−メチルスチレン量：存在せず 加熱条件：加熱せず （比較例２）α−メチルスチレン量：０．０５重量％ 加熱条件：８０℃に５日間保持 （比較例３）α−メチルスチレン量：１．５重量％ 加熱条件：８０℃に２０日間保持 これら比較例の測定結果を実施例と共に表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】上記の結果から、α−メチルスチレンを
０．１重量％以上、１．０重量％以下含む実施例の直流
ケーブル試料が比較例の各試料に比べ、高い直流絶縁破
壊強度を有していることは明かである。
０．１重量％以上、１．０重量％以下含む実施例の直流
ケーブル試料が比較例の各試料に比べ、高い直流絶縁破
壊強度を有していることは明かである。
【００１７】
【発明の効果】本発明の直流ケーブルは、架橋ポリエチ
レン絶縁体中に０．１重量％ないし１．０重量％の範囲
内のα−メチルスチレンを含むものであるので、直流に
よる絶縁破壊特性が改善され、架橋ポリエチレン絶縁ケ
ーブルであってしかも直流大電力用に使用できるものと
なる。
レン絶縁体中に０．１重量％ないし１．０重量％の範囲
内のα−メチルスチレンを含むものであるので、直流に
よる絶縁破壊特性が改善され、架橋ポリエチレン絶縁ケ
ーブルであってしかも直流大電力用に使用できるものと
なる。
Claims (2)
- 【請求項１】 架橋ポリエチレン絶縁体中に０．１重量
％ないし１．０重量％の範囲内のα−メチルスチレンを
含む直流ケーブル。 - 【請求項２】 ジクミルパーオキサイドを架橋剤として
ポリエチレン絶縁体を架橋し、次いでこの架橋ポリエチ
レン絶縁体を加熱してジクミルパーオキサイドの分解に
よりα−メチルスチレンを生成させ、この際ジクミルパ
ーオキサイドの添加量と上記加熱条件とを調整して、架
橋ポリエチレン絶縁体中のα−メチルスチレンの含有量
を０．１重量％ないし１．０重量％の範囲内とする直流
ケーブルの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30914394A JPH08167331A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 直流ケーブルとその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30914394A JPH08167331A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 直流ケーブルとその製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08167331A true JPH08167331A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=17989432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30914394A Pending JPH08167331A (ja) | 1994-12-13 | 1994-12-13 | 直流ケーブルとその製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08167331A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119708573A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-03-28 | 东莞巨正源科技有限公司 | 一种耐电击穿高性能聚丙烯电工膜及其制备方法 |
-
1994
- 1994-12-13 JP JP30914394A patent/JPH08167331A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119708573A (zh) * | 2024-12-31 | 2025-03-28 | 东莞巨正源科技有限公司 | 一种耐电击穿高性能聚丙烯电工膜及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040601 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041102 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |