JPS6042561B2

JPS6042561B2 - 電界緩和自己融着テ−プ

Info

Publication number: JPS6042561B2
Application number: JP1264279A
Authority: JP
Inventors: 志朗長谷川; 修二今
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1979-02-06
Filing date: 1979-02-06
Publication date: 1985-09-24
Also published as: JPS55104008A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電界緩和自己融着テープに関する。

従来から例えば、第１図に示すように、高圧電力ケーブ
ル１の電気的ストレスを緩和する目的で電気的ストレス
の集中するケーブルの外部半導電層２および銅テープ遮
蔽層３からプラスチック絶縁層４へ跨つて、高誘電率の
撚収縮チューブ５を密接被覆することが行われている。
しかるに、かかる従来の高圧電力ケーブルの終端部では
、電界緩和層の形成にあたつて、熱収縮チューブを収縮
させるために専用の工具を必要と１し、また火気や電熱
を必要とするため、火災の危険があるうえに電熱を使用
する場合には電源を用意しなければならないという欠点
があつた。

更に、一般に熱収縮チューブの収縮性はわずかなもので
あるため、ケーブルのサイズ毎に外径の異なる熱収縮チ
ューブを用意する必要があり、またケーブルの熱伸縮に
追随することが困難であつて、締付力がケーブルの熱伸
縮に応じて変化し、更には往々にして熱収縮チューブと
ケーブル絶縁層との間に空隙が生ずるという欠点があつ
た。また、このような高誘電率の熱収縮チューブにかえ
て、片面に粘着層を設けた高誘電率のプラスチックテー
プを、殺到したケーブルの銅テープ遮蔽層から絶縁層へ
跨つて巻回し、ケーブル終端の電界緩和をはかる方法も
知られているが、従来公知の高誘電率のプラスチックテ
ープでは、伸びが殆んどなく、しかも粘着層に強固な粘
着力が必要とされるため、これを絶縁層上へ巻回する場
合、巻付作業が困難であるうえに、ケーブル終端が高温
になつた場合、粘着層が流動してケーブル端末の電気特
性を低下させるおそれがあつた。更に、この種の粘着テ
ープの製造にあたつては、プラスチックテープに粘着層
を形成させるために溶剤を使用し、製造工程が一般に煩
雑になるという欠点があつた。

本発明は、かかる従来の欠点を解消すべくなされたもの
で、その第１の目的は、常時ケーブルの−絶縁層に対し
て必要な締付力を与え、ケーブルの熱伸縮によつても特
性の変化をきたさない優れた電界緩和効果を発揮する電
界緩和自己融着テープを提供することにある。

本発明の第２の目的は、巻回時、テープエッジにより形
成される断面三角形の微小空隙をコールドフローにより
経時的に消滅させ、コロナ発生電圧を低いレベルに保持
する電界緩和自己融着テープを提供することにある。更
に、本発明の第３の目的は、専用の工具あるいは火気や
電熱を使用せず、しかも施工が著しく容易な電界緩和自
己融着テープを提供することにある。更にまた、本発明
の第４の目的は、ケーブル終端部の昇温によつても流動
することのない耐熱性に優れた電界緩和自己融着テープ
を提供することにある。本発明の電界緩和自己融着テー
プは、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（以下ＮＢＲ
と略称する。

）１０呼量部に、カーボンブラック１０〜９唾量部、チ
タン化合物１００〜６５呼量部ならびに加硫剤の有効量
を配合した組成物を薄板状に成形すると共に、架橋度（
９０℃のトルエン中で２４Ｗ！間還流させたときの全体
のＮＢＲに対する不溶ＮＢＲの１００分率）４０〜８０
％、好ましくは５５〜７５％となるように加熱加硫させ
て成り、物体上へ１０％以上延伸しながら巻回した状態
て巻回軸の長手方向の体積固有抵抗（測定条件、１ＫＶ
）が１ＣＰ〜１０１２Ω・ａ１好ましくは１×１ＣＰ〜
１×１０１１Ω・ｄ未満であり、厚さ方向の誘電率（測
定条件、１ＫＨｚ）が２０〜１５０好ましくは３５〜８
０の特性を備えている。本発明に使用するＮＢＲとして
は、ニトリル含量が２５以上の中ニトリル、中高ニトリ
ル、高ニトリル、極高ニトリルのＮＢＲが適している。
このような市販のＮＢＲとしては、例えばＮ一２１０−
Ｓ（３０％ニトリル含量）、Ｎ−２３０−ＳＨ（３５％
ニトリル含量）、Ｎ−２２０−ＳＨ（４０％ニトリル含
量）〔いずれも日本合成ゴム社商品名〕、ＮｉｐＯｌｌ
Ｏ４２、ＮｉｐＯｌｌＯ４３〔いずれも日本ゼオン社商
品名〕等がある。また、本発明に使用するカーボンブラ
ックとしては、導電用カーボンの他、補強用カーボンを
も使用することができる。

カーボンブラックの必要配合量は、その種類により電気
的性質が著しく相違するので、その性質に応じて所定の
体積固有抵抗が得られるように実験的に決定されるが、
概ね、ブチルゴム１０鍾量部あたり、１０〜９０重量部
、特に３０〜７鍾量部とすることが望ましい。上記範囲
を越えると、必要な体積固有抵抗が得られず、特に９鍾
量部を越えるとと自己融着性が阻害されるようになるの
で好ましくない。更にまた、本発明に使用するチタン化
合物としては、二酸化チタンおよびチタン酸バリウム、
チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン
酸ベリリウムの如きチタン酸金属塩が好適しており、そ
の配合量はブチルゴム１０唾量部あたり、１００〜６５
呼量部、好ましくは２００〜５０呼量部が適当である。

１０鍾量部未満では必要な誘電特性が得られず、逆に６
５鍾量部を越えるとテープの機械的特性が低下するので
いずれも好ましくない。

本発明に使用する加硫剤としては、イオウおよびモルフ
オリン系、グアニジン系、アルデヒドアミン系、チアゾ
ール系、スルフエンアミド系、チウラム系、ジチオカル
バミン酸系、ザンテート系１等の有機加硫促進剤がある
。

これらの加硫剤の使用量は、その種類に応じて予じめ所
定の架橋度が得られるように、実験的に求めておくこと
が望ましく、亜鉛華等の加硫促進助剤の併用も可能であ
る。

本発明において、架橋度を４０〜８０％としたのは、４
０％より小さいと必要な耐熱軟化性および機械的特性が
得られず、逆に８０％より大きいと自己融着性が不充分
となるからによる。

上記架橋度を得る方法としては、加硫剤の配合）量を調
整する方法と加硫条件をコントロールする方法とがある
が、一般に加硫剤の配合量を調整する方法を採用した場
合の方が特性のより安定したテープを得ることができる
。

後者の方法を採用する場合、加硫剤の配合量は通常の適
正加硫を行なう場合の６〜８割程度の量、好ましくは７
割程度の量がよい。

具体的には、ＮＢＲｌＯ鍾量部あたり、０．５〜２．５
重量部、好ましくは１．０〜２．３重量部が適当である
。

以上は、本発明に必須の配合成分であるが、本発明にお
いては必要に応じて更に、ＮＢＲと相溶性の良い他のポ
リマー、粘着付与剤、加工助剤、軟化剤、老化防止剤、
鉱物質充填剤等の他の配合剤を加えることが可能である
。

本発明に使用し得る他のポリマーとしては、ポリ塩化ビ
ニル、ポリ塩化ビニルとＮＢＲとをブレンドさせたポリ
ブレンドポリマーがある。

これらのポリマーは、ポリ塩化ビニルにあつては、ＮＢ
Ｒ／ＰＶＣ＝１００〜７５／０〜２５ｓポリブレンドポ
リマーにあつては、使用するポリブレンドポリマーがＮ
ＢＲ／ＰＶＣ＝７０以上／３０以下の範囲のものであれ
ば、任意の比率でブレンドすることが可能である。

ただし、このようなポリブレンドポリマーを使用する場
合には、自己融着性が低下してくるので粘着付与剤およ
び軟化剤を併用することが望ましい。

本発明に使用し得る粘着付与剤としては、液状のアクリ
ロニトリル・ブタジエン共重合体、クマロン●インデン
樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂等がある。

このような粘着付与剤の配合量は、ＮＢＲｌＯ呼量部あ
たり３〜６呼量部、好ましくは５〜３呼量部が適当であ
る。また、加工助剤としては、ステアリン酸およびステ
アリン酸の金属塩を使用することができ、軟化剤として
はフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、アゼライン酸誘
導体、セバシン酸誘導体等がある。

更に、老化防止剤としては、ジフェニルアミン系、Ｐ−
フェニレンジアミン系、キノリン系、ヒドロキノン酸誘
導体系、モノフェノール系、ビスおよびトリスポリフェ
ノール系、イミダゾール誘導体系の各老化防止剤を使用
することがてき、鉱物充填剤としては、タルク、クレー
、炭カル、珪藻土等を使用することが可能である。

而して、本発明の電界緩和自己融着テープを製造するに
あたつては、これら各成分の混練はオープンロールある
いはパンバリーミキサーで常法により行なわれる。

パンバリーミキサーを使用する場合には、加硫剤を配合
せずに行なう１次混合と、加硫剤を混合する２次混合と
に分けて混練を行なうことが望ましく、特に２次混合は
、は、１次混合後１日以上経過してから行なうことが望
ましい。混合は１６０℃以下の温度で行なう。

加硫剤の混合時にコンパウンド温度が１６０℃を越える
とスコーチの原因になるので好ましくな”い。

混合された組成物は、オープンロール、カレンダーロー
ルあるいは押出機により、厚さ０．３〜１．５瓢、好ま
しくは０．５〜０．７ｗｍの薄板状に成形され、テフロ
ンコーティングガラスクロスあるいはシリコン引きバイ
ナー紙のような離型性の良好なライナーと共にロール状
に巻き込まれる。しかる後、前記組成物はこの状態のま
ま空気加熱オープン、蒸気釜等により所定の温度および
時間加熱されて加硫される。なお、必要に応じて加硫は
、ロートキユア方式によることも可能である。

このようにして加硫されたシートは、プラスチック芯あ
るいはボール芯にセパレーターと共に巻き込まれ、所定
の巾に裁断されて使用に供される。以上のようにして得
られる電界緩和自己融着テープは、良好な機械的特性、
耐熱性ならびに自己融着性を有し、かつ所定の体積固有
抵抗ならびに高い誘電率を具備している。

特に、本発明においては、それ自体高い誘電率を有する
ＮＢＲをベースポリマーとして使用したので、その分だ
けチタン化合物の使用量を減少させることが可能である
。

本発明の電界緩和自己融着テープは、これを段剥して、
銅テープ遮蔽層、外部半導電層および絶縁層を露出させ
たゴム、プラスチック絶縁電力ケーブルの銅テープ遮蔽
層から絶縁層へ跨つて巻回した場合、優れた電界緩和効
果を発揮する。

更に、常時ケーブルの絶縁層へ強い緊締力を及ぼし、か
つ巻回時にテープエッジにより生ずる断面三角形の微小
空隙は効果的にテープのコールドフローにより充填され
るので、ケーブルの熱伸縮の有無に拘わらず、コロナ発
生レベルは低い安定した値に保持される。更にまた、Ｎ
ＢＲが軽度に架橋されているので、ケーブル終端部が使
用中高温状態となつても、巻回層の全体が流動するよう
なおそれはない。なお、銅テープ遮蔽層上へ電界緩和自
己融着テープを巻回するにあたつては、予じめ銅テープ
遮蔽層の端末へ半導電自己融着テープを巻回して、銅テ
ープ端を抑えた後、その上から電界緩和自己融着テープ
の巻回層上には防食層を形成することが望ましい。

このような防食層は、電界緩和自己融着テープ巻回層上
へ、エチレン、プロピレン・ジエン三元共重合体、エチ
レン●プロピレン共重合体又はブチルゴムをベースとす
る自己融着テープによる巻回層を介して、ビニル粘着テ
ープの巻回層を設けることにより形成される。なお、防
食層は電界緩和自己融着層上へ、各種のゴム、プラスチ
ックによる熱収縮チューブあるいはビニル粘着テープ単
独により形成することも可能である。

次に実施例について記載する。

実施例１〜５第１表の配合剤のうち、加硫剤を除く成分をオープンロ
ールにより充分混練し、次いで加硫剤を加えて更に混合
した後、厚さ０．６〜０．７Ｔｆ０ｎで２５０ｗｒＩｎ
Ｘ３００７０Ｆ７！にシート出しした。

次に、このシートをシリコン引きバイナーシートを離型
紙として使用して、１５０℃×３０分間ブレス加硫を行
つた。

加硫後のシート厚は０．５０〜０．５８瓢であり、特性
は第２表の通りであつた。以上の各実施例で得た電界緩
和自己融着テープ１２を２倍に引き伸ばしながら、第２
図に示すように６．６Ｋ■の架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブル６の端部を段剥して、銅テープ遮蔽層７、外部
半導電層８、架橋ポリエチレン絶縁層９およびケーブル
導体１０を露出させ、銅テープ遮蔽層７を半導体自己融
着テープ１１により抑え巻きした後、銅テープ遮蔽層７
から架橋ポリエチレン絶縁層９に跨つて、１１２ラップ
で巻き付けた。

次いで、これらの上へエチレン●プロピレン●ジエン三
元共重合体ベースの自己融着テープ１３を巻回し、更に
同質の熱収縮チューブ１４を被覆収縮させて防食層を形
成させた。

このようにして得られたケーブル終端のコロナレベルは
、引加電圧２０ＫＶで最大放電々荷１ＰＣ以下、ＡＣ耐
圧、３５ＫＶ×１時間、５０ＫＶ×５分各０Ｋ．．Ｉｍ
ｐ１２５ＫＶｅ１各３回０Ｋであり、従来のストレスコ
ーン方式ど比較して、作業性は勿論、特性面においても
格段に優れていることが認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高圧電力ケーブルの電界緩和終端部を示
す説明図、第２図は本発明の電界緩和自己融着テープを
使用した高圧電力ケーブルの電界緩和終端部を示す説明
図である。１，６・・・・・・電力ケーブル、２，８・・・・・・
外部半導電層、３，７・・・・・・銅テープ遮蔽層、９
・・・・・・架橋ポリエチレン絶縁層、５・・・・・・
高誘電率の熱収縮チューブ、１１・・・・・・半導電性
自己融着テープ、１２・・・・・電界緩和自己融着テー
プ、１４・・・・・・熱収縮チューブ。

Claims

【特許請求の範囲】１アクリロニトリル・ブタンジエンゴム１００重量部
に、カーボンブラック１０〜９０重量部、チタン化合物
１００〜６５０重量部ならびに加硫剤の有効量を配合し
た組成物を薄板状に成形すると共に、架橋度が４０〜８
０％となるように加熱加硫させて成り、物体上へ１０％
以上延伸しながら巻回した状態で、巻回軸の長手方向の
体積固有抵抗が１０＾８〜１０＾１＾２Ω・ｃｍであり
、厚さ方向の誘電率が２０〜１５０であることを特徴と
する電界緩和自己融着テープ。２チタン化合物は、二酸化チタンおよび／又はチタン
酸金属塩から成る特許請求の範囲第１項記載の電界緩和
自己融着テープ。３加硫剤の配合量は、アクリロニトリル・ブタジエン
ゴム１００重量部あたり、０．５〜２．５重量部である
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電界緩和自己融
着テープ。４長手方向の体積固有抵抗が１×１０＾９〜１×１０
＾１＾１Ω・ｃｍ未満である特許請求の範囲第１項乃至
第３項のいずれか１項記載の電界緩和自己融着テープ。５厚さ方向の誘電率が３５〜８０である特許請求の範
囲第１項乃至第４項のいずれか１項記載の電界緩和自己
融着テープ。