JPH09245521A - 樹脂組成物および直流用電力ケーブル - Google Patents
樹脂組成物および直流用電力ケーブルInfo
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- JPH09245521A JPH09245521A JP5206396A JP5206396A JPH09245521A JP H09245521 A JPH09245521 A JP H09245521A JP 5206396 A JP5206396 A JP 5206396A JP 5206396 A JP5206396 A JP 5206396A JP H09245521 A JPH09245521 A JP H09245521A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリオレフィン絶縁体中の直流課電による空
間電荷の形成蓄積を高温下でも十分に抑制することがで
き、かつ、他の絶縁特性、電気特性を低下させることも
ない信頼性の高い直流用電力ケーブルの提供を可能とす
る。 【解決手段】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物に、ゼオライト微粉
末、ケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉末、またはLi-A
l-Mg系無機化合物を配合し、これを用いて、絶縁層およ
び／または半導電層を構成する。
間電荷の形成蓄積を高温下でも十分に抑制することがで
き、かつ、他の絶縁特性、電気特性を低下させることも
ない信頼性の高い直流用電力ケーブルの提供を可能とす
る。 【解決手段】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物に、ゼオライト微粉
末、ケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉末、またはLi-A
l-Mg系無機化合物を配合し、これを用いて、絶縁層およ
び／または半導電層を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流用電力ケーブ
ルや直流絶縁部を有する機器などの絶縁材料あるいは半
導電材料として有用な樹脂組成物およびこれを用いた直
流用電力ケーブルに関する。
ルや直流絶縁部を有する機器などの絶縁材料あるいは半
導電材料として有用な樹脂組成物およびこれを用いた直
流用電力ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、交流送電用電力ケーブルや交
流絶縁部を有する機器においては、絶縁体を架橋ポリエ
チレンなどのポリオレフィンで構成したものが、高くか
つ安定した絶縁耐力を有し、かつ、耐水性、耐薬品性、
耐溶剤性などにも優れることから、広く用いられてい
る。
流絶縁部を有する機器においては、絶縁体を架橋ポリエ
チレンなどのポリオレフィンで構成したものが、高くか
つ安定した絶縁耐力を有し、かつ、耐水性、耐薬品性、
耐溶剤性などにも優れることから、広く用いられてい
る。
【０００３】このため、近年、このように優れた特長を
有するポリオレフィン絶縁ケーブルあるいは機器を、直
流用として使用することが検討されている。
有するポリオレフィン絶縁ケーブルあるいは機器を、直
流用として使用することが検討されている。
【０００４】しかしながら、この場合、解決すべき直流
絶縁特有の問題があり、なかでも、直流電圧の印加によ
り絶縁体内に形成される空間電荷の問題は、かかるポリ
オレフィン絶縁ケーブルあるいは機器の直流用への用途
拡大に大きな障害となっている。
絶縁特有の問題があり、なかでも、直流電圧の印加によ
り絶縁体内に形成される空間電荷の問題は、かかるポリ
オレフィン絶縁ケーブルあるいは機器の直流用への用途
拡大に大きな障害となっている。
【０００５】すなわち、例えば従来のポリオレフィン絶
縁ケーブルでは、直流電圧が印加されると、導体電極側
および遮蔽電極側近傍には、電子性の同極性電荷（ホモ
電荷）が形成され、これは電極周辺の電界を緩和するこ
とになる反面、直流と逆極性の雷インパルス電圧が侵入
したり、直流電圧の極性が反転すると、導体電極と絶縁
体との界面の電界が上昇し、破壊電圧の著しい低下を招
く。また、絶縁体内には、架橋残渣をはじめ、長期の化
学劣化を防止するために配合される老化防止剤や、重合
触媒残渣などの不純物の混入が避けられないが、これら
の不純物は、直流電界が加わると分極し、空間電荷を形
成する。この空間電荷はヘテロ電荷と呼ばれ、静電的引
力によって逆符号の電極に引かれる結果、電極付近の電
界が高まり、絶縁破壊が生じやすくなる。
縁ケーブルでは、直流電圧が印加されると、導体電極側
および遮蔽電極側近傍には、電子性の同極性電荷（ホモ
電荷）が形成され、これは電極周辺の電界を緩和するこ
とになる反面、直流と逆極性の雷インパルス電圧が侵入
したり、直流電圧の極性が反転すると、導体電極と絶縁
体との界面の電界が上昇し、破壊電圧の著しい低下を招
く。また、絶縁体内には、架橋残渣をはじめ、長期の化
学劣化を防止するために配合される老化防止剤や、重合
触媒残渣などの不純物の混入が避けられないが、これら
の不純物は、直流電界が加わると分極し、空間電荷を形
成する。この空間電荷はヘテロ電荷と呼ばれ、静電的引
力によって逆符号の電極に引かれる結果、電極付近の電
界が高まり、絶縁破壊が生じやすくなる。
【０００６】そこで、カーボンブラックや酸化マグネシ
ウムなどの無機系充填剤を添加したり、マレイン酸など
の有機酸を添加またはグラフト化させたり、さらには、
酢酸ビニルなどの極性モノマーを添加するなど、空間電
荷の形成蓄積を抑制する対策が種々提案されている。
ウムなどの無機系充填剤を添加したり、マレイン酸など
の有機酸を添加またはグラフト化させたり、さらには、
酢酸ビニルなどの極性モノマーを添加するなど、空間電
荷の形成蓄積を抑制する対策が種々提案されている。
【０００７】しかしながら、カーボンブラックは導電性
を高めて電荷の消滅を促進させようとするものであり、
絶縁抵抗、絶縁特性の低下を招く。また、酸化マグネシ
ウムは、ハロゲンや硫酸などの陰イオンをトラップする
ことができるものの、微量の水により再度イオン化して
ヘテロ電荷を多量に形成してしまう。さらに、有機酸な
どにより電荷を吸着しようとすると、多量の極性基のた
め高次構造が乱れて絶縁特性、特に、インパルス破壊電
圧などが大幅に低下する。しかも、これらはいずれも、
ケーブルが使用される高温下での空間電荷の形成抑制効
果が小さく、実用時の信頼性に欠ける。
を高めて電荷の消滅を促進させようとするものであり、
絶縁抵抗、絶縁特性の低下を招く。また、酸化マグネシ
ウムは、ハロゲンや硫酸などの陰イオンをトラップする
ことができるものの、微量の水により再度イオン化して
ヘテロ電荷を多量に形成してしまう。さらに、有機酸な
どにより電荷を吸着しようとすると、多量の極性基のた
め高次構造が乱れて絶縁特性、特に、インパルス破壊電
圧などが大幅に低下する。しかも、これらはいずれも、
ケーブルが使用される高温下での空間電荷の形成抑制効
果が小さく、実用時の信頼性に欠ける。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このように、近年、ポ
リオレフィン絶縁ケーブルあるいは機器を直流用に適用
すべく、この場合問題となる直流電圧の印加による空間
電荷の形成蓄積の抑制を図ったケーブルあるいは機器が
開発されている。しかしながら、空間電荷の形成蓄積抑
制効果、特に高温下での抑制効果が不十分で、また、他
の電気特性が低下するなど、未だ十分に満足しうるもの
は得られていないのが実状である。
リオレフィン絶縁ケーブルあるいは機器を直流用に適用
すべく、この場合問題となる直流電圧の印加による空間
電荷の形成蓄積の抑制を図ったケーブルあるいは機器が
開発されている。しかしながら、空間電荷の形成蓄積抑
制効果、特に高温下での抑制効果が不十分で、また、他
の電気特性が低下するなど、未だ十分に満足しうるもの
は得られていないのが実状である。
【０００９】本発明はこのような従来の事情に対処して
なされたもので、ポリオレフィン絶縁ケーブルあるいは
機器における絶縁体中の空間電荷の形成蓄積を高温下で
も十分に抑制することができるとともに、他の絶縁特
性、電気特性を低下させることもない、信頼性の高い直
流用電力ケーブルあるいは機器を可能とする樹脂組成物
およびこれを用いた直流用電力ケーブルを提供すること
を目的とする。
なされたもので、ポリオレフィン絶縁ケーブルあるいは
機器における絶縁体中の空間電荷の形成蓄積を高温下で
も十分に抑制することができるとともに、他の絶縁特
性、電気特性を低下させることもない、信頼性の高い直
流用電力ケーブルあるいは機器を可能とする樹脂組成物
およびこれを用いた直流用電力ケーブルを提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の第１の発明は、ポ
リオレフィンをベースポリマーとする絶縁性または半導
電性の樹脂組成物であって、ゼオライト微粉末を含有す
ることを特徴とする樹脂組成物である。
リオレフィンをベースポリマーとする絶縁性または半導
電性の樹脂組成物であって、ゼオライト微粉末を含有す
ることを特徴とする樹脂組成物である。
【００１１】本願の第２の発明は、ポリオレフィンをベ
ースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物
であって、ケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉末を含有
することを特徴とする樹脂組成物である。
ースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物
であって、ケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉末を含有
することを特徴とする樹脂組成物である。
【００１２】本願の第３の発明は、ポリオレフィンをベ
ースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物
であって、Li-Al-Mg系無機化合物を含有することを特徴
とする樹脂組成物である。
ースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物
であって、Li-Al-Mg系無機化合物を含有することを特徴
とする樹脂組成物である。
【００１３】さらに、本願の第４の発明は、絶縁層およ
び／または半導電層が、前記の樹脂組成物により構成さ
れてなることを特徴とする直流用電力ケーブルである。
び／または半導電層が、前記の樹脂組成物により構成さ
れてなることを特徴とする直流用電力ケーブルである。
【００１４】第１乃至第３の発明の樹脂組成物において
は、含有するゼオライト微粉末、ケイ酸アルミン酸マグ
ネシウム微粉末、あるいはLi-Al-Mg系無機化合物が、ヘ
テロ電荷の要因となる不純物をトラップするため、直流
絶縁破壊特性が向上する。しかも、この効果は高温下で
も低下することがないため、高温下での直流絶縁破壊特
性にも優れる。そのうえ、絶縁抵抗を低下させたり、ポ
リオレフィンの高次構造を乱したりすることもないの
で、その他の絶縁特性、電気特性が大きく低下すること
もない。
は、含有するゼオライト微粉末、ケイ酸アルミン酸マグ
ネシウム微粉末、あるいはLi-Al-Mg系無機化合物が、ヘ
テロ電荷の要因となる不純物をトラップするため、直流
絶縁破壊特性が向上する。しかも、この効果は高温下で
も低下することがないため、高温下での直流絶縁破壊特
性にも優れる。そのうえ、絶縁抵抗を低下させたり、ポ
リオレフィンの高次構造を乱したりすることもないの
で、その他の絶縁特性、電気特性が大きく低下すること
もない。
【００１５】また、第３の発明の直流用電力ケーブル
は、このような特性を有する樹脂組成物により、絶縁層
および／または半導電層が構成されているので、絶縁層
中の空間電荷の形成蓄積が抑制され、高温下でも安定し
た直流絶縁破壊特性を有し、かつ、その他の絶縁特性、
電気特性にも優れたものとなる。
は、このような特性を有する樹脂組成物により、絶縁層
および／または半導電層が構成されているので、絶縁層
中の空間電荷の形成蓄積が抑制され、高温下でも安定し
た直流絶縁破壊特性を有し、かつ、その他の絶縁特性、
電気特性にも優れたものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の樹脂組成物につい
て説明する。
て説明する。
【００１７】本発明の樹脂組成物は、（Ａ）ポリオレフ
ィンをベースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹
脂組成物であって、（Ｂ）ゼオライト微粉末、（Ｃ）ケ
イ酸アルミン酸マグネシウム微粉末、または（Ｄ）Li-A
l-Mg系無機化合物を含有するものである。
ィンをベースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹
脂組成物であって、（Ｂ）ゼオライト微粉末、（Ｃ）ケ
イ酸アルミン酸マグネシウム微粉末、または（Ｄ）Li-A
l-Mg系無機化合物を含有するものである。
【００１８】上記（Ａ）のポリオレフィンをベースポリ
マーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物における
ポリオレフィンとしては、超低密度ポリエチレン（ＶＬ
ＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密
度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、メタロセン触媒ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、ポリメチル
ペンテン-1や、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン
プロピレンゴム、エチレンエチルアクリレート共重合体
などのエチレン共重合体などがあげられ、これらは 1種
を単独で使用してもよく、 2種以上を混合して使用して
もよい。本発明においては、なかでも、それ自身優れた
電気特性を有し、かつ、ヘテロ電荷の要因となる触媒残
渣が極めて少ない、メタロセンなどのシングルサイト触
媒により合成されたポリオレフィン、たとえば、エチレ
ンまたはプロピレンを同触媒により単独重合させたも
の、エチレンまたはプロピレンにコポリマーとしてプロ
ピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどを
共重合させたものなどの使用が望ましい。このようなも
のとしては、例えばダウ・ケミカル社製のエンゲージ C
L8001 、エンゲージ CL8002 、アフィニティ FM1570 、
アフィニティ HF 1030（いずれも商品名）などがあげら
れる。
マーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物における
ポリオレフィンとしては、超低密度ポリエチレン（ＶＬ
ＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密
度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、メタロセン触媒ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、ポリメチル
ペンテン-1や、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン
プロピレンゴム、エチレンエチルアクリレート共重合体
などのエチレン共重合体などがあげられ、これらは 1種
を単独で使用してもよく、 2種以上を混合して使用して
もよい。本発明においては、なかでも、それ自身優れた
電気特性を有し、かつ、ヘテロ電荷の要因となる触媒残
渣が極めて少ない、メタロセンなどのシングルサイト触
媒により合成されたポリオレフィン、たとえば、エチレ
ンまたはプロピレンを同触媒により単独重合させたも
の、エチレンまたはプロピレンにコポリマーとしてプロ
ピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどを
共重合させたものなどの使用が望ましい。このようなも
のとしては、例えばダウ・ケミカル社製のエンゲージ C
L8001 、エンゲージ CL8002 、アフィニティ FM1570 、
アフィニティ HF 1030（いずれも商品名）などがあげら
れる。
【００１９】また（Ｂ）成分のゼオライトは、独特の三
次元網目構造を有する結晶性アルミノケイ酸塩で、ホー
ジャサイト、モルデナイト、シャバサイト、Ａ型ゼオラ
イトなどの各種の天然および合成のものが知られてい
る。本発明においては、このような従来より知られるも
ののなかから少なくとも 1種以上を適宜選択して使用す
ることができる。
次元網目構造を有する結晶性アルミノケイ酸塩で、ホー
ジャサイト、モルデナイト、シャバサイト、Ａ型ゼオラ
イトなどの各種の天然および合成のものが知られてい
る。本発明においては、このような従来より知られるも
ののなかから少なくとも 1種以上を適宜選択して使用す
ることができる。
【００２０】（Ｃ）成分のケイ酸アルミン酸マグネシウ
ムは、多孔質の非晶性構造を有し、特に、上記ポリオレ
フィンを有機過酸化物により架橋させるものにあって
は、その架橋残渣を良く吸着することから好適である。
すなわち、絶縁体内部の空間電荷源は前述したように様
々で、架橋剤（有機過酸化物）の分解残渣もその一つで
あるが、ケイ酸アルミン酸マグネシウムは、酸、アルカ
リのみならず、架橋剤の分解残渣のような有機系の不純
物に対しても優れた吸着能を示すことから、絶縁体内部
の様々な空間電荷源を良く吸着しヘテロ電荷の形成を防
止する。また、半導電層内にあっては、絶縁体へ移行し
て空間電荷源となる導電性付与剤や不純物等を吸着し、
絶縁体におけるヘテロ電荷の形成を防止する。
ムは、多孔質の非晶性構造を有し、特に、上記ポリオレ
フィンを有機過酸化物により架橋させるものにあって
は、その架橋残渣を良く吸着することから好適である。
すなわち、絶縁体内部の空間電荷源は前述したように様
々で、架橋剤（有機過酸化物）の分解残渣もその一つで
あるが、ケイ酸アルミン酸マグネシウムは、酸、アルカ
リのみならず、架橋剤の分解残渣のような有機系の不純
物に対しても優れた吸着能を示すことから、絶縁体内部
の様々な空間電荷源を良く吸着しヘテロ電荷の形成を防
止する。また、半導電層内にあっては、絶縁体へ移行し
て空間電荷源となる導電性付与剤や不純物等を吸着し、
絶縁体におけるヘテロ電荷の形成を防止する。
【００２１】なお、このようなゼオライトやケイ酸アル
ミン酸マグネシウムの吸着効果は、高温下でも変わるこ
とはなく、かつ、カーボンブラックのように絶縁体の絶
縁抵抗を低下させたり、酸化マグネシウムのようにそれ
自身イオン化して電荷発生源となることがなく、さら
に、有機酸などのようにポリオレフィンの高次構造を乱
し電気特性を低下させることも少ない。したがって、絶
縁特性や電気特性を低下させることなく、空間電荷の形
成を抑制して、絶縁破壊電圧の向上安定化を図ることが
できる。
ミン酸マグネシウムの吸着効果は、高温下でも変わるこ
とはなく、かつ、カーボンブラックのように絶縁体の絶
縁抵抗を低下させたり、酸化マグネシウムのようにそれ
自身イオン化して電荷発生源となることがなく、さら
に、有機酸などのようにポリオレフィンの高次構造を乱
し電気特性を低下させることも少ない。したがって、絶
縁特性や電気特性を低下させることなく、空間電荷の形
成を抑制して、絶縁破壊電圧の向上安定化を図ることが
できる。
【００２２】また、（Ｄ）成分のLi-Al-Mg系無機化合物
は、一般に塩化ビニル用安定剤として使用されている多
孔質の無機粉体で、たとえばLi2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0
3 ・nH2 O などが例示される。このLi-Al-Mg系無機化合
物は、特に酸、アルカリに対する吸着能に優れ、上記
（Ｂ）のゼオライトなどと同様、これらの絶縁体内部の
空間電荷源を良く吸着しヘテロ電荷の形成を防止する。
また、半導電層内にあっては、絶縁体へ移行する空間電
荷源を吸着し、絶縁体におけるヘテロ電荷の形成を防止
する。また、この吸着効果は、高温下でも変わることは
なく、かつ、カーボンブラックのように絶縁体の絶縁抵
抗を低下させたり、有機酸などのようにポリオレフィン
の高次構造を乱し電気特性を低下させることも少ない。
したがって、絶縁特性や電気特性を大きく低下させるこ
となく、空間電荷の形成を抑制して、絶縁破壊電圧の向
上安定化を図ることができる。
は、一般に塩化ビニル用安定剤として使用されている多
孔質の無機粉体で、たとえばLi2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0
3 ・nH2 O などが例示される。このLi-Al-Mg系無機化合
物は、特に酸、アルカリに対する吸着能に優れ、上記
（Ｂ）のゼオライトなどと同様、これらの絶縁体内部の
空間電荷源を良く吸着しヘテロ電荷の形成を防止する。
また、半導電層内にあっては、絶縁体へ移行する空間電
荷源を吸着し、絶縁体におけるヘテロ電荷の形成を防止
する。また、この吸着効果は、高温下でも変わることは
なく、かつ、カーボンブラックのように絶縁体の絶縁抵
抗を低下させたり、有機酸などのようにポリオレフィン
の高次構造を乱し電気特性を低下させることも少ない。
したがって、絶縁特性や電気特性を大きく低下させるこ
となく、空間電荷の形成を抑制して、絶縁破壊電圧の向
上安定化を図ることができる。
【００２３】なお、これらの（Ｂ）成分のゼオライト、
（Ｃ）成分のケイ酸アルミン酸マグネシウム、あるいは
（Ｄ）成分のLi-Al-Mg系無機化合物の配合量は、ポリオ
レフィンに対し 0.1〜20重量％の範囲が望ましく、 0.1
重量％未満では、空間電荷発生源の吸着が不十分とな
り、逆に20重量％を越えると、電気特性に悪影響を及ぼ
すおそれが生ずるからである。より望ましい範囲は、ポ
リオレフィンに対し 1〜3 重量％である。
（Ｃ）成分のケイ酸アルミン酸マグネシウム、あるいは
（Ｄ）成分のLi-Al-Mg系無機化合物の配合量は、ポリオ
レフィンに対し 0.1〜20重量％の範囲が望ましく、 0.1
重量％未満では、空間電荷発生源の吸着が不十分とな
り、逆に20重量％を越えると、電気特性に悪影響を及ぼ
すおそれが生ずるからである。より望ましい範囲は、ポ
リオレフィンに対し 1〜3 重量％である。
【００２４】本発明の樹脂組成物には、通常使用されて
いる範囲内であれば、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤そ
の他の添加剤が必要に応じて配合されても何ら差しつか
えない。また、半導電性を付与するために配合される導
電性付与剤も、従来より一般に使用されているものを、
通常使用されている範囲で配合されてよい。これらの添
加剤の多くは空間電荷源となるものであるが、上記のゼ
オライト、ケイ酸アルミン酸マグネシウム、あるいはLi
-Al-Mg系無機化合物の作用により空間電荷の形成が抑制
される。さらに、本発明の効果を阻害しない範囲であれ
ば、他の吸着剤を併用してもよい。
いる範囲内であれば、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤そ
の他の添加剤が必要に応じて配合されても何ら差しつか
えない。また、半導電性を付与するために配合される導
電性付与剤も、従来より一般に使用されているものを、
通常使用されている範囲で配合されてよい。これらの添
加剤の多くは空間電荷源となるものであるが、上記のゼ
オライト、ケイ酸アルミン酸マグネシウム、あるいはLi
-Al-Mg系無機化合物の作用により空間電荷の形成が抑制
される。さらに、本発明の効果を阻害しない範囲であれ
ば、他の吸着剤を併用してもよい。
【００２５】次に、以上説明したような本発明の樹脂組
成物を用いた直流用電力ケーブルの例を記載する。
成物を用いた直流用電力ケーブルの例を記載する。
【００２６】すなわち図１は、本発明にかかる直流用電
力ケーブルの一例を示したもので、図１において、１
は、導体を示し、この導体１上には、内部半導電層２、
絶縁層３、外部半導電層４、金属遮蔽層５、およびシー
ス６が順に設けられている。そして、内部半導電層２お
よび外部半導電層４は、上述したような本発明にかかる
半導電性の樹脂組成物により、また、絶縁層３は絶縁性
の樹脂組成物により構成されている。
力ケーブルの一例を示したもので、図１において、１
は、導体を示し、この導体１上には、内部半導電層２、
絶縁層３、外部半導電層４、金属遮蔽層５、およびシー
ス６が順に設けられている。そして、内部半導電層２お
よび外部半導電層４は、上述したような本発明にかかる
半導電性の樹脂組成物により、また、絶縁層３は絶縁性
の樹脂組成物により構成されている。
【００２７】このような直流用電力ケーブルにおいて
は、絶縁層２内の空間電荷源がゼオライト、ケイ酸アル
ミン酸マグネシウム、あるいはLi-Al-Mg系無機化合物に
より吸着され、かつ、内部半導電層２および外部半導電
層４からの絶縁層３への空間電荷源の移行も防止される
ため、直流電圧の印加による絶縁層２内の空間電荷の形
成蓄積が抑制され、良好な直流絶縁破壊特性を有する。
しかも、ゼオライト等の効果は高温下でも低下すること
がないため、実用時の直流絶縁破壊特性も良好である。
さらに、ゼオライト等は、絶縁抵抗の増大やポリマーの
高次構造を乱すこともないので、その他の絶縁特性、電
気特性を大きく低下させることもない。
は、絶縁層２内の空間電荷源がゼオライト、ケイ酸アル
ミン酸マグネシウム、あるいはLi-Al-Mg系無機化合物に
より吸着され、かつ、内部半導電層２および外部半導電
層４からの絶縁層３への空間電荷源の移行も防止される
ため、直流電圧の印加による絶縁層２内の空間電荷の形
成蓄積が抑制され、良好な直流絶縁破壊特性を有する。
しかも、ゼオライト等の効果は高温下でも低下すること
がないため、実用時の直流絶縁破壊特性も良好である。
さらに、ゼオライト等は、絶縁抵抗の増大やポリマーの
高次構造を乱すこともないので、その他の絶縁特性、電
気特性を大きく低下させることもない。
【００２８】なお、この例では、半導電層および絶縁層
がともに本発明にかかる樹脂組成物で構成されている
が、半導電層および絶縁層のいずれか一方を本発明にか
かる樹脂組成物で構成するようにしてもよい。しかしな
がら、効果の点では、少なくとも絶縁層を本発明にかか
る樹脂組成物で構成することが望ましい。
がともに本発明にかかる樹脂組成物で構成されている
が、半導電層および絶縁層のいずれか一方を本発明にか
かる樹脂組成物で構成するようにしてもよい。しかしな
がら、効果の点では、少なくとも絶縁層を本発明にかか
る樹脂組成物で構成することが望ましい。
【００２９】
【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。
明する。
【００３０】実施例１〜１０ 表１に示す種々の組成の絶縁性組成物を得、これを用い
て、直流用電力ケーブルを製造した。なお、用いた 3種
のケイ酸アルミン酸マグネシウムの物性は表２に示した
通りである。
て、直流用電力ケーブルを製造した。なお、用いた 3種
のケイ酸アルミン酸マグネシウムの物性は表２に示した
通りである。
【００３１】すなわち、直径 2mmの銅導体上に、半導電
性組成物、上記絶縁性組成物、および半導電性組成物を
順に三層同時押出しにより被覆し、常法により加熱架橋
させて、 0.5mm厚の内部半導電層、 2mm厚の絶縁層、
0.5mm厚の外部半導電層を形成し、さらに、その外側に
金属遮蔽層、軟質塩化ビニル樹脂の押出しによる 1mm厚
のシースを順に設けた。なお、内部半導電層および外部
半導電層の形成には、ともに、エチレン・酢酸ビニルコ
ポリマーに 38 重量％の導電性カーボンを配合した半導
電性組成物を用いた。
性組成物、上記絶縁性組成物、および半導電性組成物を
順に三層同時押出しにより被覆し、常法により加熱架橋
させて、 0.5mm厚の内部半導電層、 2mm厚の絶縁層、
0.5mm厚の外部半導電層を形成し、さらに、その外側に
金属遮蔽層、軟質塩化ビニル樹脂の押出しによる 1mm厚
のシースを順に設けた。なお、内部半導電層および外部
半導電層の形成には、ともに、エチレン・酢酸ビニルコ
ポリマーに 38 重量％の導電性カーボンを配合した半導
電性組成物を用いた。
【００３２】次いで、得られた各実施例の電力ケーブル
について、常温および90℃における長時間直流破壊電圧
を調べた。課電条件は、-100kVの直流電圧を 1時間印加
した後、10kV/1時間のステップで破壊まで昇圧すること
とし、また、試料数は各 3試料とした。結果を表２下欄
に示す。
について、常温および90℃における長時間直流破壊電圧
を調べた。課電条件は、-100kVの直流電圧を 1時間印加
した後、10kV/1時間のステップで破壊まで昇圧すること
とし、また、試料数は各 3試料とした。結果を表２下欄
に示す。
【００３３】さらに、表２には、比較のために、カーボ
ンブラックを配合した例（比較例１）、酸化マグネシウ
ムを配合し、かつ、ポリオレフィンとして有機酸共重合
ポリエチレンを用いた例（比較例２、３）を併せ示し
た。
ンブラックを配合した例（比較例１）、酸化マグネシウ
ムを配合し、かつ、ポリオレフィンとして有機酸共重合
ポリエチレンを用いた例（比較例２、３）を併せ示し
た。
【００３４】
【表１】
【表２】 表１からも明らかなように、本発明に係るケーブルは、
室温の場合のみならず、実用温度領域である90℃の場合
でも長時間に亘る直流破壊特性の改善がみられ、このこ
とは使用時の信頼性を向上させるものである。
室温の場合のみならず、実用温度領域である90℃の場合
でも長時間に亘る直流破壊特性の改善がみられ、このこ
とは使用時の信頼性を向上させるものである。
【００３５】実施例１１ メタロセン重合ポリエチレン（密度 0.917、MI3.4 ダ
ウ・ケミカル社製 アフィニティFM1570） 100重量部
に、一般式Li2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0 3 ・nH2 Oで表さ
れるLi-Al-Mg系無機粉体（BET 比表面積 31.99ｍ2 /g、
富士化学工業社製商品名ＬＭＡ）を 3重量部混合し、得
られた組成物について、ＰＥＡ法（パルス静電応力法）
により空間電荷分布特性を調べた。測定は、組成物を約
1mm 厚さのシート状に押出して作成した試料シートに室
温で直流電圧を課電して行った。結果を図２（ａ）のグ
ラフに示す。また、比較のために、Li-Al-Mg系無機粉体
未配合のメタロセン重合ポリエチレンについて、同様に
調べた空間電荷分布特性を図２（ｂ）のグラフに示す。
ウ・ケミカル社製 アフィニティFM1570） 100重量部
に、一般式Li2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0 3 ・nH2 Oで表さ
れるLi-Al-Mg系無機粉体（BET 比表面積 31.99ｍ2 /g、
富士化学工業社製商品名ＬＭＡ）を 3重量部混合し、得
られた組成物について、ＰＥＡ法（パルス静電応力法）
により空間電荷分布特性を調べた。測定は、組成物を約
1mm 厚さのシート状に押出して作成した試料シートに室
温で直流電圧を課電して行った。結果を図２（ａ）のグ
ラフに示す。また、比較のために、Li-Al-Mg系無機粉体
未配合のメタロセン重合ポリエチレンについて、同様に
調べた空間電荷分布特性を図２（ｂ）のグラフに示す。
【００３６】これらのグラフからも明らかなように、Li
-Al-Mg系無機粉体を配合したものでは、空間電荷の形成
蓄積が大きく抑制されている。
-Al-Mg系無機粉体を配合したものでは、空間電荷の形成
蓄積が大きく抑制されている。
【００３７】続いて、上記組成物を用いて、実施例１の
場合と同様にして直流用電力ケーブルを製造した。すな
わち、直径 2mmの銅導体上に、半導電性組成物、Li-Al-
Mg系無機粉体配合の組成物、および半導電性組成物を順
に三層同時押出しにより被覆し、 0.5mm厚の内部半導電
層、 2mm厚の絶縁層、 0.5mm厚の外部半導電層を形成
し、さらに、その外側に金属遮蔽層、軟質塩化ビニル樹
脂の押出しによる 1mm厚のシースを順に設けた。得られ
た電力ケーブルについて、常温および90℃における長時
間直流破壊電圧を実施例１の場合と同様にして測定した
ところ、室温で370kV、90℃で 340kVと、いずれも良好
な結果が得られた。
場合と同様にして直流用電力ケーブルを製造した。すな
わち、直径 2mmの銅導体上に、半導電性組成物、Li-Al-
Mg系無機粉体配合の組成物、および半導電性組成物を順
に三層同時押出しにより被覆し、 0.5mm厚の内部半導電
層、 2mm厚の絶縁層、 0.5mm厚の外部半導電層を形成
し、さらに、その外側に金属遮蔽層、軟質塩化ビニル樹
脂の押出しによる 1mm厚のシースを順に設けた。得られ
た電力ケーブルについて、常温および90℃における長時
間直流破壊電圧を実施例１の場合と同様にして測定した
ところ、室温で370kV、90℃で 340kVと、いずれも良好
な結果が得られた。
【００３８】実施例１２ メタロセン重合ポリエチレンのアフィニティFM1570 100
重量部に、導電性カーボンブラックとしてアセチレンカ
ーボン38重量部、およびメタケイ酸アルミ酸マグネシウ
ム（富士化学工業社製 商品名ノイシリンUFL2）5 重量
部を添加混合して半導電性組成物を得、その特性を評価
した。評価は、得られた半導電性組成物を約1mm 厚のシ
ート状に押出してシートとし、これを予め作成したおい
た通常の架橋ポリエチレンからなる約 0.5mm厚の絶縁シ
ートと重ねて一体に熱融着した後、ＰＥＡ法により絶縁
シートの空間電荷分布特性（90℃）を調べることにより
行った。
重量部に、導電性カーボンブラックとしてアセチレンカ
ーボン38重量部、およびメタケイ酸アルミ酸マグネシウ
ム（富士化学工業社製 商品名ノイシリンUFL2）5 重量
部を添加混合して半導電性組成物を得、その特性を評価
した。評価は、得られた半導電性組成物を約1mm 厚のシ
ート状に押出してシートとし、これを予め作成したおい
た通常の架橋ポリエチレンからなる約 0.5mm厚の絶縁シ
ートと重ねて一体に熱融着した後、ＰＥＡ法により絶縁
シートの空間電荷分布特性（90℃）を調べることにより
行った。
【００３９】結果を図３（ａ）のグラフに示す。また、
比較のために、メタケイ酸アルミ酸マグネシウム未配合
の半導電性組成物について、同様に調べた空間電荷分布
特性を図３（ｂ）のグラフに示す。
比較のために、メタケイ酸アルミ酸マグネシウム未配合
の半導電性組成物について、同様に調べた空間電荷分布
特性を図３（ｂ）のグラフに示す。
【００４０】これらのグラフからも明らかなように、実
施例のものでは、高温下であってもシート界面を含め、
空間電荷の形成蓄積が大きく抑制されている。
施例のものでは、高温下であってもシート界面を含め、
空間電荷の形成蓄積が大きく抑制されている。
【００４１】なお、詳細は省略するが、メタケイ酸アル
ミ酸マグネシウムに代えて、Li-Al-Mg系無機粉体（富士
化学工業社製 商品名ＬＭＡ）を用いた例でも、同様
に、空間電荷の形成蓄積が大きく抑制されることが実験
により確認された。
ミ酸マグネシウムに代えて、Li-Al-Mg系無機粉体（富士
化学工業社製 商品名ＬＭＡ）を用いた例でも、同様
に、空間電荷の形成蓄積が大きく抑制されることが実験
により確認された。
【００４２】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の樹脂組成物によれば、絶縁層中の直流課電による
空間電荷の形成蓄積が高温下でも十分に抑制され、か
つ、絶縁層に要求されるその他の特性も良好な絶縁層あ
るいは半導電層の形成が可能となり、また、したがっ
て、これを用いた本発明の直流用電力ケーブルは、安定
した絶縁破壊特性を有し、かつ、その他の絶縁特性、電
気特性も良好な信頼性の高いものとなる。
発明の樹脂組成物によれば、絶縁層中の直流課電による
空間電荷の形成蓄積が高温下でも十分に抑制され、か
つ、絶縁層に要求されるその他の特性も良好な絶縁層あ
るいは半導電層の形成が可能となり、また、したがっ
て、これを用いた本発明の直流用電力ケーブルは、安定
した絶縁破壊特性を有し、かつ、その他の絶縁特性、電
気特性も良好な信頼性の高いものとなる。
【図１】本発明の直流用電力ケーブルの一例を示す横断
面図。
面図。
【図２】（ａ）は本発明の樹脂組成物の一例について測
定した空間電荷分布特性、（ｂ）は比較例の空間電荷分
布特性。
定した空間電荷分布特性、（ｂ）は比較例の空間電荷分
布特性。
【図３】（ａ）は本発明の樹脂組成物の他の例について
測定した空間電荷分布特性、（ｂ）は比較例の空間電荷
分布特性。
測定した空間電荷分布特性、（ｂ）は比較例の空間電荷
分布特性。
１………導体 ２………内部半導電層 ３………絶縁層 ４………外部半導電層 ５………金属遮蔽層 ６………シース 出願人 昭和電線電纜株式会社代理人 弁理
士 須 山 佐 一
士 須 山 佐 一
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷本 元 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 会田 二三夫 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番１ 号 昭和電線電纜株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物であって、ゼオライ
ト微粉末を含有することを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項２】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物であって、ケイ酸ア
ルミン酸マグネシウム微粉末を含有することを特徴とす
る樹脂組成物。 - 【請求項３】 請求項２記載の樹脂組成物において、ケ
イ酸アルミン酸マグネシウムは、(a) 吸油量が2.0 ml/g
以上、および(b) 比表面積が120m2 /g以上の少なくとも
いずれかを満足するものであることを特徴とする樹脂組
成物。 - 【請求項４】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物であって、Li-Al-Mg
系無機化合物を含有することを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項５】 請求項４記載の樹脂組成物において、Li
-Al-Mg系無機化合物が、Li2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0 3 ・
nH2 O であることを特徴とする樹脂組成物。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか 1項記載の樹
脂組成物において、ポリオレフィンが、シングルサイト
触媒により合成されたポリオレフィンであることを特徴
とする樹脂組成物。 - 【請求項７】 絶縁層および／または半導電層が、請求
項１乃至６のいずれか 1項記載の樹脂組成物により構成
されてなることを特徴とする直流用電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206396A JPH09245521A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 樹脂組成物および直流用電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206396A JPH09245521A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 樹脂組成物および直流用電力ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09245521A true JPH09245521A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12904363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5206396A Withdrawn JPH09245521A (ja) | 1996-03-08 | 1996-03-08 | 樹脂組成物および直流用電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09245521A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307564A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-11-02 | Nexans | 高電圧および超高電圧直流電力ケーブル |
| JP2012023007A (ja) * | 2010-07-13 | 2012-02-02 | Ls Cable Ltd | 空間電荷低減効果を有する直流用電力ケーブル |
-
1996
- 1996-03-08 JP JP5206396A patent/JPH09245521A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307564A (ja) * | 2000-02-24 | 2001-11-02 | Nexans | 高電圧および超高電圧直流電力ケーブル |
| JP2012023007A (ja) * | 2010-07-13 | 2012-02-02 | Ls Cable Ltd | 空間電荷低減効果を有する直流用電力ケーブル |
| US9076566B2 (en) | 2010-07-13 | 2015-07-07 | Ls Cable Ltd. | DC power cable with space charge reducing effect |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |