JPS58133701A - 電気絶縁材 - Google Patents

電気絶縁材

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JPS58133701A
JPS58133701A JP58011228A JP1122883A JPS58133701A JP S58133701 A JPS58133701 A JP S58133701A JP 58011228 A JP58011228 A JP 58011228A JP 1122883 A JP1122883 A JP 1122883A JP S58133701 A JPS58133701 A JP S58133701A
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JP
Japan
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water
insulating material
electrical insulating
ect
electrical insulation
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JP58011228A
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English (en)
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ハンスヨアヒム・ヘンケル
ノルベルト・ミユラ−
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens Corp
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens Corp
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特に約10 kV以上の中高11E用ケーブ
ル及び導線におけるポリオレフィンを・く−スとし、ウ
ォーター・ツリーイングの発生を阻止する添加剤を含む
電気絶縁材に関する。
電気的に要求されるポリオレフィン絶!、! r4には
。
「心気化学ツリーイングJ (ECT)又は「ウォータ
ー−ツリーイングJ (water treeing 
)と呼ばれる現象が生じる。特に合成樹脂で絶華された
中高圧ケーブルのT転安全性:二関して重要なこの現象
は樹枝状の形成物の発生、いわゆるECT構造を生ぜし
める。
適当に着色することによって特にコンrラストに富みま
た鮮明に観整することのできるようにされたECT構造
の外観は極めて多様である。基本的には次の二形態に分
けられる: 「ペンチット・ツリーJ (vented trees
 )  :絶縁材の表面から発し、絶縁材の内部に拡が
るもの。
「パラ・タイ・ツリーJ  (bow−tie tre
es ):絶縁材の内部で生じるもの。
ECT発生の機構は従来明らかにされていない。
しかし一般にECT構造の発生シニは電界と水の存在が
必要であると考えられている。従ってECT構造はウォ
ーター・ツリーイングともいわれる。
ウォーター・ツリーイングの発生個所は不純物、#果し
たit=物、空洞1間隙、亀裂又は境界面のような欠陥
個所であると思われるが、そのうちの一部がウォーター
・ツリーイングを生じるにすぎない。大工鍵規模で製造
された絶縁材の場合完全イニは除去することのできない
欠陥個所から発し。
樹枝状構造は電界の方向に拡がる。
ECT構造は絶縁材の局部的な変化を意味することから
、特に電気的な絶縁破壊の強さに関して絶縁材に損傷な
生ぜしめる。従ってウオーターツリーイングの成長を阻
止するか又は少なくともこれを遅らせる実験はすでに数
多くなされている。
ウォーター・ツリーイングの発生を阻止するための手段
の一つは、絶縁層に例えば鉛又はアルミすことにある。
しかしこの種の+i断層を(rするケーブルは優属被覆
を宵さないケーブルに比して。
経費が嵩むばかりでなく、重たく、従って収り扱いが困
難である。
従ってこの理由から絶縁層(又は境界層)に付加物を添
加することによってECT構造の定住を阻止することは
すでに試みられている。その際使用された多数の化金物
のうち1例えばステノ′リン酸鉛(西ドイツ特許出願公
開第2425760号明細書及び英国特許第14738
67号明、111市)。
塩(ヒナトリウム及び硫酸ナトリウム又は他の強電解散
(西ドイツ特許出願公告第2537283q明細書及び
米国特許第4042776号明1411書)。
安定な水化物形成塩、例えば塩化カルシウム及び塩化マ
グネシウム、並びに塩基性悪水物(11uドイツ特許出
願公開第2817804号明細ざνび英゛国特許第15
84501号明細書)、ンリカrル及び五酸化燐(西ド
イツ特許出願公開第2751336号明細潜)、オルガ
ノシラン(米国特許第4144202号、同第42.1
2756号及び同ff14263158号明細書並びに
西ドイツ特許出願公開第2805875号明細書)、酸
化鉛及び塩基性鉛化合物(西ドイツ特許出願公開第25
23844号及び同第2806752号明細書)。
何機イソシアネート(米国特許第4282333号明細
書)、ポリマー材料にグラフト重合されたシラン化合物
(西ドイツ特許出願公開第2935224号明細書)及
びジケトン、サリチル酸又はシッフの塩幕の金属錯体(
ヨーロッパ特許出願公開HA 2 ’73’O0号明細
書)を挙げることができる。
塩様の化合物゛又は電解液を添加するという上記の提案
とは異なりあるいはそれとは逆に、絶縁材中に細かく配
分された水溶性及び/又は吸湿性塩の槍を10″″’ 
ppm 、  有利には10−’pplT1  以下に
保つこともすでに提案されている(西ドイツ特許出頭公
開第2911756号明細書)。
しかしこれらのすべての手段が部分的に矛盾し。
未だに所望の効果をもたらしていないことは明らかであ
る。Cigre’  、すなわち1980年の国際高圧
会議の報告書には、水分の浸入を用土するため(高圧)
ケーブルに防水金属遮蔽物を設けることが推賞された旨
記載されている(KunststOffe” 、第71
巻、1981年、第448頁以降)、。
本発明の目的は、最初に響載した形式の電気絶縁材にお
いて、ウォーター・ツリーイングの発生を適当な添加剤
によって効果的にまた恒久0・〕ζ−阻止し、これによ
り費用の嵩む手段、例えばS>IAジャケットを省くこ
とにある。
この目的は本発明によれば、電気絶縁材が添加剤として
水溶性アルカリ又はアルカリ土類金1篇燐酸塩及び/又
は加水分解可能の燐酸エステルI RQ ) sPO(
式中置換基Rの少なくとも一つは脂肪疾基でありまた残
りの置換基Rは水素鳴子又は指切族基であってもよい)
を含むことによって達成される。
従って本発明による電気絶縁材においてウォーター・ツ
リーイングの発生を阻止する添加剤は無機又は有機の燐
酸塩である。水溶性でなければならずまたアルカリ及び
/又はアルカリ土類金属塩の形で使用される無機燐酸塩
(アンモニウム塩ではない)シヨオルト燐酸又はピロ燐
酸の誘導体であり、この場合第一級、第二級及び第三級
オルト燐酸塩並びに酸性及び中性ピロ燐酸塩を使用する
ことができる。例えば次の化合物、NaH,PO4。
N a 弥04及びN a s P 04並びにNa 
4 P t O,rを挙げることができる。無機燐酸塩
は有利には無水の形で使用され、この場合結晶水も存在
しない。
有機燐酸塩は式(RO)sPOの00水分解可能の燐酸
エステル、すなわちオルト燐酸のエステルである。この
場合置換基Rは水Jiil子又は脂肪族基を意味するが
、該置換基の少なくとも一つは脂肪族基でなければなら
ない。脂肪族基は炭素1原子数l〜18のアルキル基又
は炭素原子数2〜18のアルケニル基である。燐酸エス
テルとしては例えばトリーn−プfnrホス7 x−)
 (n−C,LO)、POが挙げられる。
本発明による電気絶縁材はケーブル及び導体以外にソケ
ット及びケーブル装具に使用することができる。これら
の絶縁材においては基体としてポリオレフィン、すなわ
ち網状化されているか又はされていない材料を使用する
。特に本発明(二よる絶縁材にあってはポリエチレン(
PE)及び網状化されたポリエチレン(VPE)が使用
さ、4する。
その他にエチレンコポリマー例えばエチレ/−ブロビレ
ンーコホリマ−(EPR)、エチレン−酢酸ビニルコポ
リマー(EVA)及びエチレン−アルキルアクリレート
コポリマー(例エハ工Fレンーエチルアクリレート及び
−ブテルアクリレートコホリマー)、並ヒーニエチレン
ープロピレンージエン・ターポリマー及びそれらのエチ
レンコポリマー及びターポリマーとポジオレフィン、特
にポリエチレン及びポリプロピレンとの混合物(ブレン
ド)も使用することができる。上記のポリマー及びポリ
マー混合物は、すでに記載したように。
網状化された状態並びに網状化されていない状態で使用
することができる。この場合網状化は過酸化物で又はエ
ネルギーの強い放射線により行うことができる。
添加剤の量は電気絶縁材の全量に対して約0.1〜10
重量%である。ケーブル及び導線の場合。
燐化合物は本来の絶縁層並びに境界層、すなわち内部及
び外部導電層に添加することができる。この場合詳細に
は次のものが挙げられる。無機の燐酸塩の場合絶縁層中
の量は約1〜5重量%であり、導電層では約1〜5重量
係であり、有機燐酸塩では約0.1〜5重量%、有利に
は約0.5へ1重量%であり、この場合添加物は絶縁層
及び/又は導電層に添加される。
次に本発明を実施例により詳述する。
ウォーター・ツリーイングの発生阻止状況を調べるため
、高純度の不安定な低密度熱可塑性ポリエチレン(LD
PE )から添加物を用いてまた用いずに厚さ3−のプ
レートを製造した。この場合本発明における絶縁材を製
造するため、プレート材料の一部にプレス前に燐酸ナト
リウムを種々の濃度で混入した。次いでプレート状の試
験体を】0kV150Hz  で電気的に負荷した。こ
の場合両表面を70℃に加熱した3チ塩化ナトリウム溶
液と直接接触させた。負荷時間は130時間であった。
実験結果は、燐酸塩含宵プ、レート試験体が同じ実験条
件下における燐酸塩を添υ口しない試験体に比して極く
僅かなECT構造を有するにすぎないことを示す。更に
ECT構造の大きさにも顕著な差異が存在する。すなわ
ち燐酸1塩を添加しない試験体における電界方向へのE
CT構造の長:さの伸長は1500μ陽にまで達するが
、燐酸塩7含汀する試験体は部分的にECT構造50μ
島以丁を宵するにすぎない。
僅゛かな燐酸塩濃度でECTの発生は著しく減少し得る
ことが明らかである。これは、絶縁材の電気特性が全く
影響されないが又は極く僅かに影響されるにすぎないと
い)他の利点を有する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ポリオレフィンをベースとし、ウォーターノリーイ
    ングの発生を阻止する添加剤を含む電気絶縁材において
    、該電気絶縁材が添vIJ剤として水溶性アルカリ又は
    アルカリ土類金胴燐酸塩及び/父はυ0水分解”T能の
    燐酸ニスデル(RO)sPOC式中置換基Rの少なくと
    も一つは脂肪族基であり、残りの置換基Rは水−累1皇
    子であるか又は脂肪族基であってよい〕を含むことを特
    徴とする電気絶縁材。 2)添加剤の破が学市砒に対して約01〜10=u1%
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電
    気絶縁材。 3) 燐酸塩が水工aの形で(i +′fすることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の[E象
    i色縁材。
JP58011228A 1982-01-29 1983-01-26 電気絶縁材 Pending JPS58133701A (ja)

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DE32028962 1982-01-29

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EP (1) EP0085339B1 (ja)
JP (1) JPS58133701A (ja)
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AT (1) ATE24626T1 (ja)
BR (1) BR8300420A (ja)
DE (2) DE3202896A1 (ja)
IN (1) IN157926B (ja)
TR (1) TR22115A (ja)
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DE3368803D1 (en) 1987-02-05
ATE24626T1 (de) 1987-01-15
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ZA83587B (en) 1983-10-26
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