JPH10149723A

JPH10149723A - 電力ケーブルおよびその接続構造

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Publication number: JPH10149723A
Application number: JP30922896A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Murakami; 剛村上; Masaki Kawahigashi; 正記川東; Hiroshi Kato; 寛加藤; Osamu Uchida; 治内田; Shinryu Uchikawa; 進隆内川; Katsumi Yoshino; 勝美吉野
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Mitsui Chemicals Inc
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd; Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1996-11-20
Filing date: 1996-11-20
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【解決手段】シンジオタクチックポリプロピレン層と
架橋ポリエチレン層との積層を含む絶縁層を有する電力
ケーブルおよびその接続構造。【効果】本発明によれば、より高度な耐電圧特性を有
し、かつ可撓性に優れた絶縁層を有する、電力ケーブル
およびその接続構造を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブルおよ
びその接続構造に関し、詳しくはシンジオタクチックポ
リプロピレン層と架橋ポリエチレン層との積層を含む絶
縁層を有する電力ケーブルおよびその接続構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術・発明が解決しようとする課題】従来、超
高圧送電線路等には油浸紙絶縁ケーブルが利用されてき
たが、プラスチック絶縁技術の目覚ましい進歩により、
防災特性、誘電特性に優れ、保守の容易な架橋ポリエチ
レン（以下、ＸＬＰＥという）絶縁ケーブルの利用が拡
大している。しかし、近年の大都市圏における電力需要
の増大に対処するために、より高圧の送電に耐え得る電
力ケーブルおよびその接続構造の開発が望まれており、
それに伴ってさらに高度な電気特性や物性をもつプラス
チック電気絶縁層が求められている。

【０００３】本発明の目的は、より高度な耐電圧特性を
有し、かつ可撓性に優れた絶縁層を有する、電力ケーブ
ルおよびその接続構造を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意研究を行った結果、シンジオタクチ
ックポリプロピレン（以下、ｓ−ＰＰという）が、従来
の汎用電気絶縁材料であるＸＬＰＥよりも高度な耐電圧
特性を有することを見出した。さらに、ｓ−ＰＰ層とＸ
ＬＰＥ層とを積層することによって得られる絶縁層は、
耐電圧特性に優れ、かつケーブルに適用する際の必要特
性である可撓性にも優れていることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００５】即ち本発明は、ｓ−ＰＰ層とＸＬＰＥ層と
の積層を含む絶縁層を有する電力ケーブルおよびその接
続構造に関する。また、該絶縁層のｓ−ＰＰ層とＸＬＰ
Ｅ層との積層において、該ｓ−ＰＰ層が内側の層である
電力ケーブルおよびその接続構造に関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の電力ケーブルおよび電力
ケーブルの接続構造を図を用いて詳しく説明する。図１
は、本発明による電力ケーブルおよび電力ケーブルの接
続構造の断面を示す模式図である。同図では、本発明の
電力ケーブルＡ１、Ａ２を用いて、本発明の接続構造Ｂ
を構成した場合を示している。本発明の電力ケーブル
は、ｓ−ＰＰ層とＸＬＰＥ層との積層を含む絶縁層を有
する。図１に示すように、電力ケーブルＡ１において、
絶縁層１ａは導体４上に設けられる。このとき、絶縁層
１ａの構成要素であるｓ−ＰＰ層２ａおよびＸＬＰＥ層
３ａは、いずれの積層順で設けられていてもよいが、図
１のようにｓ−ＰＰ層２ａが下層側となって導体４に直
に接することが好ましい。また、本発明の接続構造も、
ｓ−ＰＰ層とＸＬＰＥ層との積層を含む絶縁層を有す
る。図１に示すように、電力ケーブルの接続構造Ｂにお
いて、絶縁層１ｂは導体接続スリーブ５上に設けられ
る。このとき、電力ケーブルＡ１と同様に、絶縁層１ｂ
の構成要素であるｓ−ＰＰ層２ｂおよびＸＬＰＥ層３ｂ
は、いずれの積層順で設けられていてもよいが、図１の
ようにｓ−ＰＰ層２ｂが下層側となって導体接続スリー
ブ５に直に接することが好ましい。さらに、図１のよう
に、本発明の電力ケーブルを本発明の電力ケーブルの接
続構造を用いて接続するにあたって、電力ケーブルの絶
縁層の積層の外側に、さらにｓ−ＰＰ層および／または
ＸＬＰＥ層が積層された部分Ｃが存在してもよい。

【０００７】本発明で使用されるｓ−ＰＰは、シンジオ
タクチック構造を有するポリプロピレンの単独重合体の
みならず、プロピレンと他のオレフィンとの共重合体も
含む概念であり、以下の説明においては、当該共重合体
を含めてｓ−ＰＰという。本発明においては、ホモポリ
マーであるｓ−ＰＰが好ましい。

【０００８】共重合体を形成する他のオレフィンとして
は、例えばエチレンの他に炭素数４〜２０程度のα−オ
レフィンが挙げられる。

【０００９】当該ｓ−ＰＰの重量平均分子量は、押し出
し加工性等の点から、好ましくは3,000 〜400,000 、さ
らに好ましくは10,000〜200,000 である。

【００１０】本発明で使用されるｓ−ＰＰは、そのシン
ジオタクチックペンタッド分率が０．７以上である。こ
こでシンジオタクチックペンタッド分率とは、１３５℃
の１，２，４−トリクロロベンゼン溶液で６７．８ＭＨ
ｚにて測定した¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルにおいて、テト
ラメチルシランを基準として２０．２ｐｐｍに観測され
るピーク強度（シンジオタクチックペンタッド連鎖に帰
属されるメチル基のピーク強度）のプロピレン単位の全
メチル基に帰属されるピーク強度に対する割合をいう。
シンジオタクチックペンタッド分率が０．７未満のｓ−
ＰＰは、融点が低く、かつ電気的破壊強度や機械特性も
低下するので、本発明の絶縁層の材料としては使用すべ
きでない。上記シンジオタクチックペンタッド分率は、
好ましくは耐電界性の点から０．８〜０．９５、さらに
好ましくは加工性の点から０．８６〜０．９５である。

【００１１】さらに当該ｓ−ＰＰは、ＡＳＴＭ−Ｄ−１
２３８で規定するメルトフローレート（ＭＦＲ，荷重：
１０ｋｇｆ、温度：２３０℃）が、０．１〜２０ｇ／１
０分の範囲である。２０ｇ／１０分を越えるＭＦＲをも
つｓ−ＰＰは高温における流動性が過大になりすぎ、逆
に０．１ｇ／１０分未満のＭＦＲをもつｓ−ＰＰは流動
性が過少となりすぎる。従って、上記範囲外のものは、
本発明の絶縁層の材料とした場合、加工性に難点がでて
くる。上記ＭＦＲは、好ましくは高温流動性の点から
０．３〜１５ｇ／１０分、さらに好ましくは加工性の点
から０．５〜１０ｇ／１０分の範囲である。

【００１２】上記ｓ−ＰＰの製造法には特に制限はな
い。即ち、用いられる重合触媒としては、対称もしくは
非対称分子構造を有する有機金属錯体系触媒、例えばメ
タロセン化合物等の立体特異性重合触媒等が使用しう
る。また、重合条件にも特に制限はなく、例えば、塊状
重合法、気相重合法、不活性溶媒を用いる溶液重合法等
の方法によって製造しうる。

【００１３】本発明に用いられるＸＬＰＥの架橋方法は
特に制限されないが、例えばＭＦＲ０．３〜１０ｇ／１
０分の低密度ポリエチレン（以下、ＬＤＰＥ）を、架橋
剤等により架橋したものが挙げられる。架橋剤として
は、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等が例示される。上記架橋剤の配合量
は、ポリエチレン１００重量部に対し、通常０．３〜
５．０重量部程度、好ましくは１．０〜３．０重量部、
より好ましくは１．５〜２．５重量部程度である。

【００１４】該絶縁層には、ヒンダードフェノール系、
アミン系等の公知の酸化防止剤が配合されていてもよ
い。これらの酸化防止剤の配合量は、絶縁層を構成する
ｓ−ＰＰおよびＸＬＰＥ１００重量部に対して、通常
０．０５〜５．０重量部、好ましくは０．１〜２．０重
量部、より好ましくは０．１〜１．０重量部である。ま
た、当該絶縁層には、必要に応じて、架橋助剤、加工助
剤、ヒンダードフェノール系、アミン系、あるいはチオ
エーテル系等の安定剤、アミド系、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、高級脂肪酸系あるいはその金属塩系等の滑
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、プラスチックに通常用いら
れる添加剤が配合されていてもよい。

【００１５】本発明に用いられる絶縁層は、ｓ−ＰＰ層
とＸＬＰＥ層の２層からなり、耐電界性の点からｓ−Ｐ
Ｐ層を内側の層に、高温における絶縁体形状保持の点か
らＸＬＰＥ層を外側の層に置くことが望ましい。即ち、
図１のように、ｓ−ＰＰ層が下層側となって導体に直に
接することが好ましい。また、本発明の電力ケーブルを
本発明の電力ケーブルの接続構造を用いて接続するにあ
たっては、電力ケーブルの絶縁層と接続構造の絶縁層と
がオーバーラップすることによって、部分的に（図１に
おける部分Ｃ）電力ケーブルの絶縁層の積層の外側に、
さらにｓ−ＰＰ層および／またはＸＬＰＥ層が積層され
た状態となっていてもよい。本発明におけるｓ−ＰＰ層
とＸＬＰＥ層の厚さの比率は、１：９０〜５：５であ
り、好ましくは耐電界性の点から１：９〜５：５、さら
に好ましい比率は３：７〜５：５である。

【００１６】本発明の電力ケーブルに用いられる導体と
しては、公知の導体、例えば純銅、銅合金導体等が挙げ
られ、これら以外にも、前記導体にメッキを施したも
の、例えばニッケル、銀、錫によるメッキを施したもの
等が挙げられ、特にニッケルメッキしたものが好まし
い。さらに、前記導体にエナメル等を焼付したもの等も
用いられる。

【００１７】また、本発明において電力ケーブルの接続
構造とは、電力ケーブルと電力ケーブルとの接続構造の
みならず、電力ケーブルと配線器具端子との接続構造を
も意味する。

【００１８】本発明の電力ケーブルおよびその接続構造
の製造方法は特に制限されず、自体既知の方法によって
製造することができる。例えば、ｓ−ＰＰ／ＸＬＰＥ両
層を導体等の上に同時押出しする方法により製造するこ
とができる。

【００１９】また、本発明の電力ケーブルおよびその接
続構造は、上記ｓ−ＰＰ層、ＸＬＰＥ層の他に、低密度
ポリエチレン、エチレンプロピレンゴム等の公知の絶縁
層と積層して用いてもよい。

【００２０】さらに、本発明の電力ケーブルおよびその
接続構造としては、さらにシース層を被覆したもの、導
体にセパレーターを施したものが挙げられる。また、導
体上及び絶縁体上に半導電層を付与したものであっても
よい。

【００２１】本発明で使用される絶縁層の室温での交流
（ＡＣ）破壊電界強度は、ｓ−ＰＰ層を内層に置いた場
合、従来のＸＬＰＥよりも５〜１６％高く、また室温で
のインパルス破壊電界強度は、ｓ−ＰＰ層を内側の層に
置いた場合、従来のＸＬＰＥよりも５〜１５％高い。

【００２２】

【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、本発明はこれらにより何ら限定されない。

【００２３】本発明の電力ケーブルおよびその接続構造
の特性を評価するために、次のようにして得られる絶縁
層を用いて試験を行った。ｓ−ＰＰおよびＸＬＰＥシー
トを任意の厚さで作成した後、これらを金型内で張り合
わせ、圧縮成形機中で１８０℃で１５分間加圧・加熱し
て融着させ、表１に示す比率の１．０ｍｍ厚のシートを
得、これを試料とした。また、比較例３では下記ｓ−Ｐ
ＰおよびＸＬＰＥを１：１（重量比）でブレンドして１
ｍｍ厚のシートを得、これを試料とした。なお、実施例
の耐電圧試験は、ｓ−ＰＰ層を高電圧側にセットして行
った。なお、実施例、比較例で用いたポリマーは以下の
通りである。（１）ｓ−ＰＰ（シンジオタクチックペンタッド分率：
０．８０，ＭＦＲ：８．９０ｇ／１０分）（２）ＸＬＰＥ（ＬＤＰＥ：三菱化学製ＺＦ−３２;1
00重量部，架橋剤：ＤＣＰ;1.9重量部，老化防止剤：大
内新興化学工業製ノクラック３００;0.2重量部，架橋
時間：１５分，架橋温度：１８０℃）

【００２４】（インパルス破壊試験）上記試料を、改良
型McKeown 電極系にて、１×４０μsec の負極性インパ
ルス標準波を予想破壊電圧の７０％値を初期値として、
室温にて、５kv/3回印加のステップアップ昇圧方式で課
電した。なお、１条件につき１０試料のデータを採取
し、ワイブル解析後、破壊確率６３．３％における破壊
値をもって、その試料のインパルス耐圧値とした。

【００２５】（ＡＣ破壊試験）上記試料を、改良型McKe
own 電極系にて、予想破壊電圧の７０％値を初期値とし
て、室温にて、１kv/1分印加のステップアップ昇圧方式
で課電した。なお、１条件につき１０試料のデータを採
取し、ワイブル解析後、破壊確率６３．３％における破
壊値をもって、その試料のＡＣ耐圧値とした。

【００２６】（可撓性評価）ＪＩＳＫ７１１３（プ
ラスチックの引張試験法）に準じ、上記試料を２号形試
験片形状に打抜刃で打ち抜き、同試験片について引張試
験を行い（試験速度２００ｍｍ／ｍｉｎ）、引張降伏強
さを測定した。これらの結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１からわかるように、実施例の絶縁層は
高い耐電圧特性を有し、かつ可撓性にも優れるものであ
った。一方、ｓ−ＰＰ単層を絶縁層とした比較例１は可
撓性に劣り、ＸＬＰＥ単層を絶縁層とした比較例２は耐
電圧特性に劣るものであった。また実施例の絶縁層は、
ｓ−ＰＰとＸＬＰＥをブレンドして得られた絶縁層であ
る比較例３と比較しても、耐電圧特性および可撓性に優
れるものであった。

【００２９】実施例４２７５ｋＶのＣＶケーブル（導体径５７ｍｍ，断面積１
９００ｍｍ²）と、４層同時押出〔積層の内側から順
に、内部半導電層、絶縁層（ｓ−ＰＰ：ＸＬＰＥ＝３：
７（厚み比））、外部半導電層〕のケーブル（押出後加
熱架橋，絶縁厚２７ｍｍ）の２本のケーブルを用い、以
下のようにして、図１に示すような接続構造を形成し
た。ケーブルの端部の絶縁体部６０ｍｍを取り除いて導
体を露出させ、さらに絶縁体をテーパ状に加工した。次
いで、２本のケーブルの導体の露出部に導体接続スリー
ブを取り付けた。この後、接続部上にｓ−ＰＰを１４０
℃で２時間押出成形し、次にＬＤＰＥ（ＤＣＰ含有）を
１２０℃で２時間押出成形した。さらに全体を２２０℃
で６時間加熱し、架橋した。なお、接続構造における絶
縁層の最大厚みは３２ｍｍであり、ｓ−ＰＰ層とＸＬＰ
Ｅ層の厚み比は３：７である。

【００３０】比較例４ケーブルおよびケーブルの接続構造の絶縁層をＸＬＰＥ
層のみとした以外は、実施例４と同様にして接続構造を
形成した。

【００３１】以上のようにして得られた実施例４および
比較例４の接続構造について、商用破壊電圧を測定した
ところ、実施例４は１０００ｋＶ以上であり、一方比較
例４は９１０ｋＶと低いものであった。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、より高度な耐電圧特性
を有し、かつ可撓性に優れた絶縁層を有する、電力ケー
ブルおよびその接続構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力ケーブルおよびその接続構造の一
実施態様を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ１、Ａ２電力ケーブルＢ電力ケーブルの接続構造Ｃ電力ケーブルと電力ケーブルの接続構造と
の重複部分１ａ、１ｂ絶縁層２ａ、２ｂｓ−ＰＰ層３ａ、３ｂＸＬＰＥ層４導体５導体接続スリーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＨ０１Ｂ 9/00 Ｈ０１Ｂ 9/00 Ａ (72)発明者加藤寛兵庫県尼崎市東向島西之町８番地三菱電線工業株式会社内 (72)発明者内田治大阪府高石市高砂１丁目６番地三井東圧化学株式会社内 (72)発明者内川進隆東京都千代田区霞が関三丁目２番５号三井東圧化学株式会社内 (72)発明者吉野勝美大阪府岸和田市尾生町166−３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シンジオタクチックポリプロピレン層と
架橋ポリエチレン層との積層を含む絶縁層を有する電力
ケーブル。
【請求項２】シンジオタクチックポリプロピレン層と
架橋ポリエチレン層との積層において、シンジオタクチ
ックポリプロピレン層が内側の層である請求項１記載の
電力ケーブル。
【請求項３】シンジオタクチックポリプロピレン層と
架橋ポリエチレン層との積層を含む絶縁層を有する電力
ケーブルの接続構造。
【請求項４】シンジオタクチックポリプロピレン層と
架橋ポリエチレン層との積層において、シンジオタクチ
ックポリプロピレン層が内側の層である請求項３記載の
電力ケーブルの接続構造。