JPS594807B2 - 電気ケ−ブル - Google Patents
電気ケ−ブルInfo
- Publication number
- JPS594807B2 JPS594807B2 JP5976574A JP5976574A JPS594807B2 JP S594807 B2 JPS594807 B2 JP S594807B2 JP 5976574 A JP5976574 A JP 5976574A JP 5976574 A JP5976574 A JP 5976574A JP S594807 B2 JPS594807 B2 JP S594807B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polyethylene
- molecular weight
- cable
- average molecular
- insulating layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Organic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気特性、特に高温におけるＡＣ耐圧およびイ
ンパルス耐圧に優れたポリエチレン絶縁電気ケーブルに
関するものである。
ンパルス耐圧に優れたポリエチレン絶縁電気ケーブルに
関するものである。
本発明において電気ケーブルと称するは水底用ケーブル
を除く他の電気ケーブルを意味するものとする。
を除く他の電気ケーブルを意味するものとする。
５ ポリエチレンは電気特性の優れた材料として従来よ
り電気ケーブルの絶縁層に広く用いられている。
り電気ケーブルの絶縁層に広く用いられている。
然しこの様なポリエチレンも分子量が高くなると押出加
工性が悪くなる。このため従来電気ケーブルの絶縁層と
してのポリエチレンは後述する１０粘度平均分子量が３
０万未満のものに限られていた。一方このようにすぐれ
た電気特性を有し、従来電気ケーブルに用いられてきた
ポリエチレンは高温における電気特性、特に耐圧性が低
下する傾向があつた。例えばポリエチレンケーブルの場
合、１５常時使用許容温度は一般に７５℃とされている
が、このような高温におけるインパルス耐圧は２０℃に
おける耐圧に比べ約２０％の低下を示し、またポリエチ
レンの高温における耐熱変形性を改善したものとして分
子量が３０万未満の通常のポリエク０ テレンを押出加
工した後にこれを架橋させゲル化したポリエチレンも電
気ケーブル絶縁体に用いられているが、このケーブルの
場合には常時使用許容温度は一般に９０℃とされている
。しかしこの架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの場合でも
その高フ５ 圧でのインパルス耐圧は２０℃における耐
圧に比べ約３０％の低下を示した。ポリエチレンを絶縁
体とした高電圧ケーブルの絶縁厚さは常時使用温度での
耐圧により設計されるが、上述の如ぎ分子量３０万以下
のポリエチレ９０ ンの使用においてはその高温での耐
圧の低下の事由から従来に於ては、絶縁層の厚さ奪理論
設計値以上の厚さにすることにより、高温での所定耐圧
の保持を計つていた。
工性が悪くなる。このため従来電気ケーブルの絶縁層と
してのポリエチレンは後述する１０粘度平均分子量が３
０万未満のものに限られていた。一方このようにすぐれ
た電気特性を有し、従来電気ケーブルに用いられてきた
ポリエチレンは高温における電気特性、特に耐圧性が低
下する傾向があつた。例えばポリエチレンケーブルの場
合、１５常時使用許容温度は一般に７５℃とされている
が、このような高温におけるインパルス耐圧は２０℃に
おける耐圧に比べ約２０％の低下を示し、またポリエチ
レンの高温における耐熱変形性を改善したものとして分
子量が３０万未満の通常のポリエク０ テレンを押出加
工した後にこれを架橋させゲル化したポリエチレンも電
気ケーブル絶縁体に用いられているが、このケーブルの
場合には常時使用許容温度は一般に９０℃とされている
。しかしこの架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの場合でも
その高フ５ 圧でのインパルス耐圧は２０℃における耐
圧に比べ約３０％の低下を示した。ポリエチレンを絶縁
体とした高電圧ケーブルの絶縁厚さは常時使用温度での
耐圧により設計されるが、上述の如ぎ分子量３０万以下
のポリエチレ９０ ンの使用においてはその高温での耐
圧の低下の事由から従来に於ては、絶縁層の厚さ奪理論
設計値以上の厚さにすることにより、高温での所定耐圧
の保持を計つていた。
本発明者等は従来のポリエチレン電気ケーブル１５ の
高温における電気特性（本発明では架橋されたポリエチ
レンの常時使用許容温度と同じ９０℃における電気特性
）を向上させるため鋭意研究を行う−つた結果、従来、
電気ケーブルの絶縁層には用いられなかつた下記の式：
〔η］二６．２×１０−４Ｍ０・７０ 〔式中のＭはポリエチレンの分子量、ηはポリエチレン
の極限粘度で、１３０℃，０．１ｆ／Ｄｔのデカリン溶
液での粘度ηＳｐより次式：ν Ｉｖ●二ＶｌｌＯｒ （但しＣは濃度，０．１〔ｔ／Ｄｔ］）より算出された
粘度を示す）で求めた粘度平均分子量が３０万〜１００
万という高分子量のポリエチレンにて導体の外側に絶縁
層を形成することにより得られるポリエチレン絶縁電気
ケーブルは９０℃の高温でも常温時に劣らないＡＣ耐圧
およびインパルス耐圧を保持し、従つて従来の如く高温
時における電気特性の低下を考慮して絶縁層の厚さを理
論設計値以上にする必要がないことを見出し、本発明を
完成させたものである。
高温における電気特性（本発明では架橋されたポリエチ
レンの常時使用許容温度と同じ９０℃における電気特性
）を向上させるため鋭意研究を行う−つた結果、従来、
電気ケーブルの絶縁層には用いられなかつた下記の式：
〔η］二６．２×１０−４Ｍ０・７０ 〔式中のＭはポリエチレンの分子量、ηはポリエチレン
の極限粘度で、１３０℃，０．１ｆ／Ｄｔのデカリン溶
液での粘度ηＳｐより次式：ν Ｉｖ●二ＶｌｌＯｒ （但しＣは濃度，０．１〔ｔ／Ｄｔ］）より算出された
粘度を示す）で求めた粘度平均分子量が３０万〜１００
万という高分子量のポリエチレンにて導体の外側に絶縁
層を形成することにより得られるポリエチレン絶縁電気
ケーブルは９０℃の高温でも常温時に劣らないＡＣ耐圧
およびインパルス耐圧を保持し、従つて従来の如く高温
時における電気特性の低下を考慮して絶縁層の厚さを理
論設計値以上にする必要がないことを見出し、本発明を
完成させたものである。
従来分子量が３０万〜１００万のポリエチレンは分子量
が３０万未満のポリエチレンに比べ機械的性質がすぐれ
、耐摩耗性が良好である等の特長を有するため、押出成
形品、ブロー成形品、圧縮成形品等に使用されていたが
、押出加工時に押出方向への配向による残留歪が生じや
すいことや冷却コントロールに十分注意しないと収縮歪
によるボードが生じやすい等の性質を有するため電気ケ
ーブルの絶縁材料として用いる試みは殆んどないこと。
が３０万未満のポリエチレンに比べ機械的性質がすぐれ
、耐摩耗性が良好である等の特長を有するため、押出成
形品、ブロー成形品、圧縮成形品等に使用されていたが
、押出加工時に押出方向への配向による残留歪が生じや
すいことや冷却コントロールに十分注意しないと収縮歪
によるボードが生じやすい等の性質を有するため電気ケ
ーブルの絶縁材料として用いる試みは殆んどないこと。
分子量３０万未満のポリエチレンおよびこのポリエチレ
ンを架橋せしめた架橋ポリエチレンなどを絶縁層とした
従来のポリエチレン絶縁電気ケーブルが高温でその耐圧
特性を低下するものであるなどを考えると、分子量３０
万〜１００万の高分子量ポリエチレンを絶縁材料に用い
て高温における耐圧に優れたポリエチレン絶縁電気ケー
ブルが得られることは全く予期できなかつた驚くべきこ
とである。本発明のケーブルにおいて、絶縁体層に用い
るポリエチレンの粘度平均分子量を３０万〜１００万に
限定した理由は、粘度平均分子量が３０万未満の場合に
は、９０℃の高温では常温時に比べＡＣ耐圧およびイン
パルス耐圧はそれぞれ約１０％、１０〜３０（ｆ）程度
低下するが、粘度平均分子量が３０万〜１００万である
と驚くべきことにＡＣ耐圧およびインパルス耐圧は９０
℃でもほとんど低下せず、インパルス耐圧は常温に比べ
むしろ９０℃での値の方が良い傾向にあることを見出し
たためであり、また該分子量を１００万以下に限定した
理由は１００万以上であると、例えば二軸押出機あるい
はラム押出機などを利用するなどいかに押出加工技術を
工夫しても導体上に良好な絶縁層を形成することが困難
であり、十分な電気特性がえられないことを見出したた
めである。
ンを架橋せしめた架橋ポリエチレンなどを絶縁層とした
従来のポリエチレン絶縁電気ケーブルが高温でその耐圧
特性を低下するものであるなどを考えると、分子量３０
万〜１００万の高分子量ポリエチレンを絶縁材料に用い
て高温における耐圧に優れたポリエチレン絶縁電気ケー
ブルが得られることは全く予期できなかつた驚くべきこ
とである。本発明のケーブルにおいて、絶縁体層に用い
るポリエチレンの粘度平均分子量を３０万〜１００万に
限定した理由は、粘度平均分子量が３０万未満の場合に
は、９０℃の高温では常温時に比べＡＣ耐圧およびイン
パルス耐圧はそれぞれ約１０％、１０〜３０（ｆ）程度
低下するが、粘度平均分子量が３０万〜１００万である
と驚くべきことにＡＣ耐圧およびインパルス耐圧は９０
℃でもほとんど低下せず、インパルス耐圧は常温に比べ
むしろ９０℃での値の方が良い傾向にあることを見出し
たためであり、また該分子量を１００万以下に限定した
理由は１００万以上であると、例えば二軸押出機あるい
はラム押出機などを利用するなどいかに押出加工技術を
工夫しても導体上に良好な絶縁層を形成することが困難
であり、十分な電気特性がえられないことを見出したた
めである。
本発明に用いる粘度平均分子量が３０万〜１００万のポ
リエチレンはエチレン重合の工程において重合条件を適
宜選定することにより製造しうるものである。
リエチレンはエチレン重合の工程において重合条件を適
宜選定することにより製造しうるものである。
尚粘度平均分子量が３０万未満のポリエチレンを架橋し
てその平均分子量を３０万〜１００万に高めることが可
能であり、たとえば放射線照射法や化学架橋剤の使用に
より達成される。
てその平均分子量を３０万〜１００万に高めることが可
能であり、たとえば放射線照射法や化学架橋剤の使用に
より達成される。
しかしこれら架橋法により分子量を高めたポリエチレン
に比べて上記重合条件の選定により直接高分子量のポリ
エチレンを製造したものの方が優れた電気特性を持つの
で本発明の目的には好適である。尚本発明に用いる粘度
平均分子量３０万〜１００万であるポリエチレンの高温
における耐圧特性が優秀である理由は明らかでないが、
粘度平均分子量が３０万未満のポリエチレンを架橋して
分子量を無限大にする加工を施しても高温における耐圧
特性はあまり改善されないこと、前述の如く架橋法によ
り平均分子量を３０万〜１００万にしたポリエチレンよ
りは重合法により平均分子量を３０万〜１００万にした
ものの方が、優れた電気特性を持つことから考えると単
なる分子量効果ではないことは明らかである。未発明の
電気ケーブルに用いるポリエチレン絶縁層は粘度平均分
子量が３０万〜１００万の高分子量ポリエチレン単独で
形成することができるが、所要に応じてその一部量とし
て老化防止剤、着色剤等の添加剤を含有させることがで
きる。
に比べて上記重合条件の選定により直接高分子量のポリ
エチレンを製造したものの方が優れた電気特性を持つの
で本発明の目的には好適である。尚本発明に用いる粘度
平均分子量３０万〜１００万であるポリエチレンの高温
における耐圧特性が優秀である理由は明らかでないが、
粘度平均分子量が３０万未満のポリエチレンを架橋して
分子量を無限大にする加工を施しても高温における耐圧
特性はあまり改善されないこと、前述の如く架橋法によ
り平均分子量を３０万〜１００万にしたポリエチレンよ
りは重合法により平均分子量を３０万〜１００万にした
ものの方が、優れた電気特性を持つことから考えると単
なる分子量効果ではないことは明らかである。未発明の
電気ケーブルに用いるポリエチレン絶縁層は粘度平均分
子量が３０万〜１００万の高分子量ポリエチレン単独で
形成することができるが、所要に応じてその一部量とし
て老化防止剤、着色剤等の添加剤を含有させることがで
きる。
しかし該高分子量ポリエチレン１００重量部に対し添加
剤が５重量部以上であると耐圧特性が低下する危険が大
きいので、５重量部より少いのが望ましい。また高分子
量ポリエチレンの押出加工に当つては近年著しく進歩し
、従来問題とされた如き諸事項は押出加工技術により解
消し得るためこの点の問題は特にないが、より押出加Ｔ
性を改善する目的で、その一部量として分子量が３０万
未満のポリエチレンを用いることができる。しかし、そ
の量は優れた耐圧特性を保持するためには混合物の分子
量を前記極限粘度の測定により算出して求められる平均
分子量の値が３０万〜１００万の範囲に留まる量とする
必要がある。本発明のケーブルにおいては、前記式で求
められた粘度平均分子量が３０万〜１００万のポリエチ
レンを用いて成る絶縁層を有するため、特に９０℃にお
けるＡＣ耐圧およびインパルス耐圧が重要となる６ＫＶ
以上の電力ケーブルとして用いると、従来分子量が３０
万未満のポリエチレンを用いて成る絶縁層またはこれを
架橋してポリエチレンをゲル化せしめて成る絶縁層を有
する電力ケーブルに比し優れた効果を達成することがで
きる。
剤が５重量部以上であると耐圧特性が低下する危険が大
きいので、５重量部より少いのが望ましい。また高分子
量ポリエチレンの押出加工に当つては近年著しく進歩し
、従来問題とされた如き諸事項は押出加工技術により解
消し得るためこの点の問題は特にないが、より押出加Ｔ
性を改善する目的で、その一部量として分子量が３０万
未満のポリエチレンを用いることができる。しかし、そ
の量は優れた耐圧特性を保持するためには混合物の分子
量を前記極限粘度の測定により算出して求められる平均
分子量の値が３０万〜１００万の範囲に留まる量とする
必要がある。本発明のケーブルにおいては、前記式で求
められた粘度平均分子量が３０万〜１００万のポリエチ
レンを用いて成る絶縁層を有するため、特に９０℃にお
けるＡＣ耐圧およびインパルス耐圧が重要となる６ＫＶ
以上の電力ケーブルとして用いると、従来分子量が３０
万未満のポリエチレンを用いて成る絶縁層またはこれを
架橋してポリエチレンをゲル化せしめて成る絶縁層を有
する電力ケーブルに比し優れた効果を達成することがで
きる。
またケーブルの要求特性を満足させるために必要な絶縁
厚さを従来品に比べて薄くすることができるので材料の
節約、ケーブルのコンパクト化が達成され、実用的な効
果は極めて大きい。本発明を次の実施例により説明する
。
厚さを従来品に比べて薄くすることができるので材料の
節約、ケーブルのコンパクト化が達成され、実用的な効
果は極めて大きい。本発明を次の実施例により説明する
。
実施例
１００↑の断面積を有する導体上に、１００重量部のポ
リエチレンと５０重量部のカーボンブラックより成る厚
さ１Ｔｍのポリエチレン内部導電層を介し、下表に示す
如き各種の分子量をもつポリエチレンにより厚さ４ｒｍ
の絶縁層を形成し、さらにこの絶縁層上に内部導電層と
同じ材料より成る厚さ１７ｍのポリエチレン外部導電層
を設け、この外部導電層上に遮蔽銅テープを巻回した後
、厚さ２７ｍの塩化ビニルシースを設けて６ＫＶ級ポリ
エチレン絶縁ケーブルを構成した。
リエチレンと５０重量部のカーボンブラックより成る厚
さ１Ｔｍのポリエチレン内部導電層を介し、下表に示す
如き各種の分子量をもつポリエチレンにより厚さ４ｒｍ
の絶縁層を形成し、さらにこの絶縁層上に内部導電層と
同じ材料より成る厚さ１７ｍのポリエチレン外部導電層
を設け、この外部導電層上に遮蔽銅テープを巻回した後
、厚さ２７ｍの塩化ビニルシースを設けて６ＫＶ級ポリ
エチレン絶縁ケーブルを構成した。
これらのケーブルの２０℃および９０℃におけるＡＣ耐
圧およびインパルス耐圧を測定した結果を次表に示す。
圧およびインパルス耐圧を測定した結果を次表に示す。
表中粘度平均分子量３０万未満のポリエチレンにより絶
縁層を形成した比較例１〜５は常温に比べ９０℃におけ
るＡＣ耐圧およびインパルス耐圧がそれぞれ約１０〜１
５（Ｆｆ）、約２０〜３０％程度低下しているが、粘度
平均分子量３０万以上のポリエチレンにより絶縁層を形
成した実施例６〜１０は常温に比べて９０℃におけるＡ
Ｃ耐圧およびインパルス耐圧はほとんど低下しておらず
、インパルス耐圧についてはむしろ上昇している傾向に
ある。
縁層を形成した比較例１〜５は常温に比べ９０℃におけ
るＡＣ耐圧およびインパルス耐圧がそれぞれ約１０〜１
５（Ｆｆ）、約２０〜３０％程度低下しているが、粘度
平均分子量３０万以上のポリエチレンにより絶縁層を形
成した実施例６〜１０は常温に比べて９０℃におけるＡ
Ｃ耐圧およびインパルス耐圧はほとんど低下しておらず
、インパルス耐圧についてはむしろ上昇している傾向に
ある。
添付図面は上表に示した６ＫＶ級ケーブルの９０℃にお
けるインパルス耐圧を示すもので、粘度平均分子量が３
０万以上のポリエチレンを用い絶縁層を形成した本発明
のケーブルは９０℃の高温においても極めて優れたイン
パルス耐圧特性を有する。上述したところより本発明の
ケーブルは従来のケーブルに比べ高温において優れた電
気特性を示すので電気ケーブルとして実用上極めて顕著
な効果を奏することがわかる。
けるインパルス耐圧を示すもので、粘度平均分子量が３
０万以上のポリエチレンを用い絶縁層を形成した本発明
のケーブルは９０℃の高温においても極めて優れたイン
パルス耐圧特性を有する。上述したところより本発明の
ケーブルは従来のケーブルに比べ高温において優れた電
気特性を示すので電気ケーブルとして実用上極めて顕著
な効果を奏することがわかる。
添付図面は本発明の電気ケーブルと比較例の電気ケーブ
ルの９０℃におけるインパルス耐圧特性を示す曲線図で
ある。
ルの９０℃におけるインパルス耐圧特性を示す曲線図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導体の外側に下記の式： 〔η〕＝６．２×１０＾−＾４Ｍ＾０＾．＾７＾０〔式
中のＭはポリエチレンの分子量、ηはポリエチレンの極
限粘度で、１３０℃、０．１ｇ／ｄｌのデカリン溶液で
の粘度η＿Ｓ＿Ｐより次式：〔η〕＝（η＿Ｓ＿Ｐ／Ｃ
＋０．２９η＿Ｓ＿Ｐ）（但しＣは濃度、０．１〔ｇ／
ｄｌ〕）より算出された粘度を示す〕で求めた粘度平均
分子量が３０万〜１００万であるポリエチレンを用いて
絶縁層を形成したことを特徴とする高温におけるＡＣ耐
圧およびインパルス耐圧に優れた電気ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5976574A JPS594807B2 (ja) | 1974-05-29 | 1974-05-29 | 電気ケ−ブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5976574A JPS594807B2 (ja) | 1974-05-29 | 1974-05-29 | 電気ケ−ブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS50151386A JPS50151386A (ja) | 1975-12-05 |
| JPS594807B2 true JPS594807B2 (ja) | 1984-02-01 |
Family
ID=13122684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5976574A Expired JPS594807B2 (ja) | 1974-05-29 | 1974-05-29 | 電気ケ−ブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS594807B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181410A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-10-15 | 住友電気工業株式会社 | 高電圧ケ−ブル |
| JPH072718U (ja) * | 1992-01-17 | 1995-01-17 | 梅次 藤賀 | 簡易焼却炉 |
-
1974
- 1974-05-29 JP JP5976574A patent/JPS594807B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS50151386A (ja) | 1975-12-05 |
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