JPH10106357A - 電気絶縁部材およびその製造方法 - Google Patents

電気絶縁部材およびその製造方法

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JPH10106357A
JPH10106357A JP8262123A JP26212396A JPH10106357A JP H10106357 A JPH10106357 A JP H10106357A JP 8262123 A JP8262123 A JP 8262123A JP 26212396 A JP26212396 A JP 26212396A JP H10106357 A JPH10106357 A JP H10106357A
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JP
Japan
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insulating member
polyethylene
voids
cross
electrical insulating
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Pending
Application number
JP8262123A
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English (en)
Inventor
Masaki Kawahigashi
正記 川東
Hiroshi Kato
寛 加藤
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Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 高圧法によって重合され、かつ押出溶融
履歴を受けていないポリエチレンを成形加工することを
特徴とする電気絶縁部材の製造方法。また、該製造方法
により得られる電気絶縁部材であって、当該電気絶縁部
材の任意の断面に現れるボイドのうち、外径1〜10μ
mのボイドの数が、断面1mm2 あたり200個以下で
あり、かつ外径10μmを越えるボイドの数が、断面1
mm2 あたり50個以下であることを特徴とする電気絶
縁部材。 【効果】 本発明によれば、ボイドが少なく、かつ耐電
圧特性に優れた電気絶縁部材、およびその製造方法を提
供できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁部材およ
びその製造方法に関し、詳しくは電力ケーブルおよびそ
の接続部に使用されるポリエチレン系電気絶縁部材およ
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来よ
り、電力ケーブルおよびその接続部の絶縁には、主に架
橋ポリエチレンが用いられている。このような電気絶縁
部材は、その中にボイドが多数存在すると、また特に大
ボイドが存在すると、ボイド部分で放電が起こり、電気
的な破壊の発端となり易いため、耐電圧特性に劣るもの
であった。そこで、本発明者らは、原料樹脂中のボイド
数が、電気絶縁部材中のボイド数に直接影響し、これに
より電気絶縁部材の耐電圧特性に大きく影響することを
見出した。特に、押出成型により製造される、押出モー
ルド型接続部(EMJ)やブロックモールド型接続部
(BMJ)等の接続部においては、その形状故に、溶融
押出時に原料ポリエチレンが渦を巻くなどして、樹脂中
のボイドが集中し易く、即ち該原料ポリエチレン中のボ
イド数が電気絶縁部材の耐電圧特性に影響を及ぼすこと
を見出し、さらにこの集中により大ボイドが形成される
可能性があるという問題を見出した。また、従来より電
気絶縁部材に用いられる原料ポリエチレンとしては、2
〜3mm径の均一なペレットが用いられている。ペレッ
ト状とするために、重合あがり(重合直後)のポリエチ
レンの粉末を一旦溶融して押出成形する方法が行われて
いる。これは、粉末ポリエチレンを用いると、押出機の
ホッパーへ投入する際の飛散の問題や、所望の配合量を
投与し難い等の問題があるためである。しかしながら、
このような問題を解決するために行われるペレット化の
溶融・押出工程においてボイドが発生し易いことを、本
発明者らは見出した。
【0003】本発明の目的は、耐電圧特性に優れた電気
絶縁部材、並びにその製造方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、高圧法に
より重合され、かつ押出溶融履歴を受けていないポリエ
チレンを押出成形することにより、得られる電気絶縁部
材中のボイドを有意に減少させることができ、ひいては
耐電圧特性に優れる電気絶縁部材を得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【0005】即ち、本発明は、以下の通りである。 高圧法により重合され、かつ押出溶融履歴を受けてい
ないポリエチレンを成形加工する工程を有することを特
徴とする電気絶縁部材の製造方法。
【0006】高圧法により重合され、かつ押出溶融履
歴を受けていないポリエチレンが、平均粒径0.05〜
1000μmのポリエチレンである記載の電気絶縁部
材の製造方法。
【0007】高圧法により重合され、かつ押出溶融履
歴を受けていないポリエチレンの成形加工の後に、架橋
が行われるものであるまたは記載の電気絶縁部材の
製造方法。
【0008】成形加工が押出成形加工である記載の
電気絶縁部材の製造方法。
【0009】高圧法により重合され、かつ押出溶融履
歴を受けていないポリエチレンを成形加工してなる電気
絶縁部材であって、当該電気絶縁部材の任意の断面に現
れるボイドのうち、外径1〜10μmのボイドの数が、
断面1mm2 あたり200個以下であり、かつ外径10
μmを越えるボイドの数が、断面1mm2 あたり50個
以下であることを特徴とする電気絶縁部材。
【0010】電気絶縁部材が電力ケーブル接続部の絶
縁層である記載の電気絶縁部材。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる押出溶融履歴
を受けていないポリエチレンとは、押出溶融状態を経て
いない、具体的にはペレット化等の押出成形時の溶融状
態を経ていないポリエチレンを意味する。このようなポ
リエチレンは、押出溶融工程を経ていないため、即ちペ
レット化などの工程においてボイドが生じ難く、ボイド
の少ないポリエチレンとすることができる。かくして、
該ポリエチレンを用いて成形することにより、耐電圧特
性に優れた電気絶縁部材を得ることができる。
【0012】また、当該ポリエチレンは、高圧法により
重合されたものであれば特に制限されないが、高圧法低
密度ポリエチレンが加工性の点より好ましい。
【0013】また、当該ポリエチレンの形状は特に限定
されず、粉体状、粒子状等が挙げられる。好ましくは平
均粒径0.05〜1000μm、より好ましくは平均粒
径1.0〜500μmであるポリエチレンが用いられ
る。該ポリエチレンの平均粒径が0.05μm未満であ
ると、空中への放散が起こり、扱いにくい傾向があり、
1000μmを越えると押出時のエアーの巻き込みによ
りボイドが発生しやすい傾向がある。
【0014】ここで、ポリエチレンの平均粒径は、顕微
鏡下で測定されたものである。
【0015】また、粒径1000μmを越える粒体につ
いては、微粉化機で微粉化して用いてもよい。
【0016】該ポリエチレンは、JIS K−6760
で規定されるメルトフローレート(MFR,荷重:2.
16kgf、温度:190℃)が、加工性の点から、
0.5〜4.0g/10分の範囲であることが好まし
く、より好ましくは0.6〜2.5g/10分の範囲で
ある。
【0017】上記ポリエチレンを用い、本発明の電気絶
縁部材は製造される。
【0018】本発明の電気絶縁部材は、上記ポリエチレ
ンを用いて製造することにより、当該電気絶縁部材の任
意の断面に現れるボイドのうち、外径1〜10μmのボ
イドの数が、断面1mm2 あたり200個以下であり、
かつ外径10μmを越えるボイドの数が、断面1mm2
あたり50個以下である電気絶縁部材となる。ここで、
ボイドの外径は、その形状が円形でない場合には、最大
の外径寸法とする。外径1〜10μmのボイドの数は、
好ましくは100個以下、より好ましくは50個以下で
ある。また、外径10μmを越えるボイドの数は、好ま
しくは30個以下、より好ましくは0個である。
【0019】本発明において、ボイドの数は、次のよう
にして測定される。ポリエチレンペレットを、測定に供
するためにカッターで約500μm厚にスライスし、該
スライス片を光学顕微鏡を用いて焦点を合わせることに
より、該スライス片内を通過する断面を得る。該断面1
mm2 視野範囲で焦点が合っているボイドをカウントす
ることによりボイドの数およびその外径が測定される。
【0020】本発明の電気絶縁部材の用途は限定されな
いが、電力ケーブル接続部の絶縁層または電力ケーブル
の絶縁層、その他絶縁テープ、絶縁シート、チューブ等
が挙げられる。
【0021】具体的に、電力ケーブル接続部の絶縁層、
補強絶縁体の製造方法としては、前記ポリエチレンペレ
ットおよび架橋剤を含んでなる組成物を、ケーブル接続
部の周りに直接押出成形する方法(EMJ法)、該組成
物を一旦所定の形態を有するプレモールドブロックとし
た後、接続部分に嵌合せしめ架橋する方法(ブロックモ
ールドジョイント法)、または該組成物を一旦未架橋の
テープとした後、所定の形態に巻き上げた後に架橋する
方法(TMJ法)等が挙げられる。
【0022】押出成形による当該電気絶縁部材の製造
は、常法に従って行えばよいが、例えば上記のようなポ
リエチレンを130℃で押出成形した後、180〜24
0℃で2〜6時間架橋する等の条件で行われる。
【0023】架橋剤としては、例えばジクミルパーオキ
サイド(DCP)、2,5−ジメチル−ジ−t−ブチル
パーオキシヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルパーオ
キシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,
5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等が挙げ
られる。架橋剤の配合量は、ポリエチレン100重量部
に対し、通常0.5〜2.5重量部程度、好ましくは
1.0〜2.0重量部である。
【0024】上記組成物には、必要に応じて、酸化防止
剤、ステアリン酸やステアリン酸亜鉛等の高級脂肪酸系
あるいはその金属塩系等の滑剤、高級脂肪酸アミド等の
加工助剤、アミド、ヒドラジッド系等の銅害防止剤、ベ
ンゾフェノン系、ベンゾイン系等の紫外線防止剤、有機
・無機系顔料、有機・無機系難燃剤、およびシリカやク
レー等の充填剤等、ポリエチレンに通常用いられる添加
剤が添加されていても良い。
【0025】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。
【0026】本発明の電気絶縁部材の耐電圧特性を評価
するために、後述する実施例および比較例の条件で、図
1に示す電力ケーブルの接続構造を構成し、ボイド状況
およびAC破壊試験に供した。同図は、電気絶縁部材1
を用い、電力ケーブル2aおよび2bを接続した場合の
断面図である。実施例および比較例で得られる電気絶縁
部材1を使用し、導体接続管3にはアルミを、内部半導
電層4にはカーボンブラック含有エチレン−酢酸ビニル
共重合体を用いた。電力ケーブルは、同図に示すよう
に、導体5(銅線)上に絶縁層6(架橋ポリエチレン)
が設けられてなる。このようなケーブル接続構造を用
い、そのボイド状況および耐電圧強度を以下のようにし
て測定した。
【0027】〔ボイド状況〕電気絶縁部材をカッターで
約500μm厚にスライスし、該スライス片を光学顕微
鏡を用いて焦点を合わせることにより、該スライス片内
を通過する断面を得る。該断面1mm2 視野範囲で焦点
が合っているボイドをカウントすることによりボイドの
数およびその外径を測定した(スライス片50枚の平
均)。評価は、以下の通りである。 ○:1μm以上のボイドが断面1mm2 あたり200個
以下である。 ×:1μm以上のボイドが断面1mm2 あたり200個
を越える。
【0028】〔AC破壊試験〕ケーブル接続構造にAC
電圧を印加し、耐電圧強度を以下のようにして評価し
た。 ○:破壊電圧が910kV以上である。 ×:破壊電圧が910kV未満である。
【0029】実施例1 高圧法により重合され得られたポリエチレン(平均粒径
500μm)100重量部に、DCP(パークミルD,
日本油脂社製)2.0重量部、酸化防止剤(ノクラック
300,大内新興化学工業社製)0.3重量部を加えた
ものを押出成形し、ケーブル接続構造を構成した。
【0030】比較例1 実施例1のポリエチレンをペレット化して得られたポリ
エチレンペレット100重量部に、DCP(パークミル
D,日本油脂社製)2.0重量部、酸化防止剤(ノクラ
ック300,大内新興化学工業社製)0.3重量部を加
えたものを押出成形し、ケーブル接続構造を構成した。
【0031】以上の結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、耐電圧特性に優れた電
気絶縁部材およびその製造方法を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例に用いた電力ケーブルの接
続構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 電気絶縁部材 2a、2b 電力ケーブル 3 導体接続管 4 内部半導電層 5 導体 6 絶縁層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高圧法により重合され、かつ押出溶融履
    歴を受けていないポリエチレンを成形加工する工程を有
    することを特徴とする電気絶縁部材の製造方法。
  2. 【請求項2】 高圧法により重合され、かつ押出溶融履
    歴を受けていないポリエチレンが、平均粒径0.05〜
    1000μmのポリエチレンである請求項1記載の電気
    絶縁部材の製造方法。
  3. 【請求項3】 高圧法により重合され、かつ押出溶融履
    歴を受けていないポリエチレンの成形加工の後に、架橋
    が行われるものである請求項1または2記載の電気絶縁
    部材の製造方法。
  4. 【請求項4】 成形加工が押出成形加工である請求項1
    記載の電気絶縁部材の製造方法。
  5. 【請求項5】 高圧法により重合され、かつ押出溶融履
    歴を受けていないポリエチレンを成形加工してなる電気
    絶縁部材であって、当該電気絶縁部材の任意の断面に現
    れるボイドのうち、外径1〜10μmのボイドの数が、
    断面1mm2あたり200個以下であり、かつ外径10
    μmを越えるボイドの数が、断面1mm2 あたり50個
    以下であることを特徴とする電気絶縁部材。
  6. 【請求項6】 電気絶縁部材が電力ケーブル接続部の絶
    縁層である請求項5記載の電気絶縁部材。
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