JPH11224543A - 直流電力ケーブル - Google Patents

直流電力ケーブル

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JPH11224543A
JPH11224543A JP3962698A JP3962698A JPH11224543A JP H11224543 A JPH11224543 A JP H11224543A JP 3962698 A JP3962698 A JP 3962698A JP 3962698 A JP3962698 A JP 3962698A JP H11224543 A JPH11224543 A JP H11224543A
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JP
Japan
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space charge
maleic anhydride
resin composition
polyethylene
insulator
Prior art date
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Pending
Application number
JP3962698A
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English (en)
Inventor
Takeshi Uozumi
剛 魚住
Kenichi Hirotsu
研一 弘津
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直流高電圧印加による空間電荷蓄積を防
止でき、従来のXLPE絶縁ケーブルに比べて良好な直
流電圧ケーブルを提供する。 【解決手段】 シングルサイト触媒を用いて重合したポ
リエチレンに無水マレイン酸を0.001wt%〜0.
01wt%グラフト重合させた樹脂組成物に老化防止剤
トリス(2,4,ジーt−ブチルフェニル)フォスファ
イトを配合させた樹脂組成物で絶縁体を構成した直流電
圧ケーブル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は直流電力ケーブル
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】長距離、大容量送電を目的とする場合、
直流送電は交流に比べ絶縁体の誘電損失がなく、充電電
流に対する無効分を補償するための設備が不要である。
また、絶縁体の絶縁耐圧が高く安定である等の種々の特
徴から有利と考えられる。
【0003】現在、直流送電のための高電圧直流ケーブ
ルは、主に低粘度の絶縁油と紙からなるOFケーブルが
用いられているが、給油設備等が必要でありメンテナン
スが面倒である。
【0004】一方、メンテナンスフリーであるプラスチ
ック絶縁ケーブルは、交流電力ケーブルとして架橋ポリ
エチレン(XLPE)ケーブルが広く用いられており、
OFケーブルに匹敵する超高圧ケーブルまで開発されつ
つある。
【0005】しかし、直流電圧に対する空間電荷特性等
の問題から、高電圧直流ケーブルとしては用途が限定さ
れている。すなわち、XLPEケーブルでは直流高電圧
印加によって絶縁体中に空間電荷が蓄積され、逆極性イ
ンパルスが重畳された場合や直流極性反転がなされた場
合、その絶縁特性の低下が著しいという理由からであ
る。
【0006】以上のような理由から、従来のXLPEケ
ーブルに代わる固体絶縁ケーブルの開発が望まれてい
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般にポリエチレンの
絶縁耐圧強度は、結晶化度が高いほど高いとされている
が、直流電圧を印加した場合、電極から電荷が注入され
て形成される空間電荷は、ポリエチレンの結晶と非晶の
界面等にトラップされ易いと推定される。また、過電流
が流れた場合等の加熱による変形等に耐えれるために、
対策として架橋処理がとられるが、架橋剤として用いら
れる有機過酸化物の分解残渣は空間電荷を増大させるこ
とが知られている。
【0008】また、熱老化防止のために添加されている
老化防止剤4,4チオビス(3−メチル−6−t−ブチ
ルフェノール)(SWC)も同様に空間電荷を増大させ
ることが知られている。
【0009】このような観点から、本発明者等は、極性
基をポリマーに導入することにより空間電荷特性を改善
することができることから無極性のポリエチレンに特定
の極性基をグラフトすることにより、また、有機過酸化
物を用いず、架橋処理を施さないことにより、架橋剤の
分解残渣の影響がなくなり、かつ、空間電荷蓄積の少な
い老化防止剤を選定することで直流特性の改善が可能で
あると考え、検討を進めた。
【0010】この発明は、上記の事情に鑑みて試された
ものであって、ポリエチレンに導入する極性基を特定し
て、また、そのグラフト重合量を限定し、絶縁体中の空
間電荷の蓄積を抑制することにより、さらに、有機過酸
化物の分解残渣の影響をなくすために、有機過酸過物を
用いず、その代わりとして耐熱性の良好なシングルサイ
ト触媒を用いて重合したポリエチレンを絶縁体として使
用し、かつ、空間電荷蓄積の少ない老化防止剤を選定す
ることで高性能直流電力ケーブルを得た。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、シングルサイト触媒を用いて重合したポリエチレン
に無水マレイン酸をグラフト重合した樹脂組成物を絶縁
体に用いることにより空間電荷蓄積を含めた直流特性に
優れていることが分かった。
【0012】即ち、この発明は、シングルサイト触媒を
用いて重合したポリエチレンに無水マレイン酸をグラフ
ト重合させてなる樹脂組成物で絶縁体を構成している直
流電力ケーブルである。
【0013】また、上記樹脂組成物に配合する老化防止
剤としては、トリス(2,4,ジ−t−ブチルフェニ
ル)フォスファイトが望ましい。
【0014】無水マレイン酸のグラフト量が多すぎると
結晶性等の物性が低下する恐れがあり、それに伴い、高
温での電気耐圧性能が低下する恐れがあることから0.
01wt%以下が適しており、逆に少なすぎると電荷ト
ラップとしての効果が有効でなくなることから0.00
1wt%以上が適している。
【0015】
【作用】無水マレイン酸をポリエチレンにグラフト重合
させることでカルボニル基が均一に材料中に分布するた
め、空間電荷の局部的なトラップを防止することができ
ると考えられる。かつ、架橋処理を施さないことで、空
間電荷の蓄積要因となっている有機過酸化物の分解残渣
の影響がなくなると考えられる。また、空間電荷蓄積の
少ない老化防止剤を選定する。このような構成により空
間電荷が低減して直流破壊強度が改善されると考えられ
る。
【0016】
【実施例】実施例における直流電力ケーブルは、シング
ルサイト触媒を用いて重合したポリエチレン(s−LD
PE)に、無水マレイン酸をグラフト重合させた比重
0.940g/cm3未満の樹脂組成物を用いて絶縁体
を形成した構造になっている。
【0017】表1にこの発明の実施例と比較例について
記した。実験サンプルは、各種ポリエチレン、架橋剤と
してジクミルパーオキサイド(DCP)を2phr、お
よび老化防止剤 トリス(2,4,ジ−t−ブチルフェ
ニル)フォスファイト(TBP)またはSWCを0.2
部混合したものを160℃、30分の条件で熱プレスに
より作製したシートを用いた。空間電荷蓄積の評価は2
mmシートにDC50kV課電後、パルス静電応力法に
より測定した。蓄積電荷量の量は+の数で示した。直流
破壊試験は、絶縁厚2mmのモデルケーブルを用いて9
0℃で実施した。
【0018】上記実施例より、絶縁体の形成において、
ポリエチレンに無水マレイン酸を0.001wt%〜
0.01wt%グラフト重合させた樹脂組成物を絶縁体
に用いることにより空間電荷蓄積を含めた直流特性によ
り優れていることが分かった。
【0019】無水マレイン酸のグラフト量が多すぎると
結晶性等の物性が低下する恐れがあり、それに伴い高温
での電気耐圧性能が低下する恐れがあることから0.0
1wt%以下が適しており、逆に少なすぎると電荷トラ
ップとしての効果が有効でなくなることから、0.00
1wt%以上が適している。
【0020】また、老化(酸化)防止剤としてSWCを
用いたものよりTBPを用いたものの方が、空間電荷蓄
積を含めた直流特性により優れていることも分かった。
【0021】
【表1】
【0022】表中の語句の説明 空間電荷蓄積量:Mはホモ電荷蓄積、Rはヘテロ電荷蓄
積を示す。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、シングルサイト触媒を用いて重合したポリエチレン
に無水マレイン酸を0.001wt%〜0.01wt%
グラフト重合させた樹脂組成物に老化防止剤 トリス
(2,4,ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイトを
配合させた絶縁体を用いることにより、直流高電圧印加
による空間電荷蓄積を防止でき、XLPE絶縁ケーブル
に比べて良好な直流高電圧ケーブルができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シングルサイト触媒を用いて重合した
    ポリエチレンに無水マレイン酸をグラフト重合させてな
    る樹脂組成物で絶縁体を構成していることを特徴する直
    流電力ケーブル。
  2. 【請求項2】 上記樹脂組成物に老化防止剤 トリス
    (2,4,ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイトを
    配合させた樹脂組成物で絶縁体を構成していることを特
    徴とする請求項1記載の直流電力ケーブル。
  3. 【請求項3】 上記無水マレイン酸のグラフト量として
    0.001wt%〜0.01wt%の範囲であることを
    特徴とする請求項1記載の直流電力ケーブル。
JP3962698A 1998-02-04 1998-02-04 直流電力ケーブル Pending JPH11224543A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001075904A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Electrically insulating resin composition and electric wire or cable both coated therewith
US20130000945A1 (en) * 2000-08-02 2013-01-03 Pirelli Cavi E Sistemi Energia S.R.L. Electrical cable for high voltage direct current transmission, and insulating composition

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