JPS61168807A - 電力ケ−ブル - Google Patents
電力ケ−ブルInfo
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- JPS61168807A JPS61168807A JP697785A JP697785A JPS61168807A JP S61168807 A JPS61168807 A JP S61168807A JP 697785 A JP697785 A JP 697785A JP 697785 A JP697785 A JP 697785A JP S61168807 A JPS61168807 A JP S61168807A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、電カケープル、特にポリオレフィン絶縁電カ
ケープルに関するものである。
ケープルに関するものである。
〈従来の技術〉
近時、架橋ポリエチレン（Ｘ Ｌ Ｐ Ｅ）を絶縁体と
したＣＶケーブルが、保守管理の容易さから、従来のＯ
Ｆケーブルに替わって、高電圧領域まで使用されてきて
いる０例えば、国内では最高２７５ＫＶ級まで実用化さ
れている。
したＣＶケーブルが、保守管理の容易さから、従来のＯ
Ｆケーブルに替わって、高電圧領域まで使用されてきて
いる０例えば、国内では最高２７５ＫＶ級まで実用化さ
れている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかし、Ｃ■ケーブルは、保守管理の面で、優れた長所
を持つものの、絶縁の信頼性に於いては、未だＯＦケー
ブルを下回っており、６６〜７７ＫＶ級以上のＣｖケー
ブルでは、ＯＦケーブルと同等の絶縁特性を得るに於い
て、絶縁体厚さがＯＦケーブルのそれより５割、乃至そ
れ以上の厚さとなり、絶縁体厚の大幅な増大を余儀なく
されている。
を持つものの、絶縁の信頼性に於いては、未だＯＦケー
ブルを下回っており、６６〜７７ＫＶ級以上のＣｖケー
ブルでは、ＯＦケーブルと同等の絶縁特性を得るに於い
て、絶縁体厚さがＯＦケーブルのそれより５割、乃至そ
れ以上の厚さとなり、絶縁体厚の大幅な増大を余儀なく
されている。
そこで、このような架橋ポリエチレンに替わる絶縁信鯨
性に優れた新規なプラスチック材料の検討が従来より行
われている。
性に優れた新規なプラスチック材料の検討が従来より行
われている。
この種、新規なプラスチック材料の候補として、高密度
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ランダムコポリマーＰＰ
（ＰＰ−Ｒ） 、ポリ−４−メチルペンテン−１（ＴＰ
Ｘ）等の結晶性ポリオレフィンが、押出加工上の改善点
も含めて、特にインパルス破壊電圧の向上に有望である
ことが確認されている。
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ランダムコポリマーＰＰ
（ＰＰ−Ｒ） 、ポリ−４−メチルペンテン−１（ＴＰ
Ｘ）等の結晶性ポリオレフィンが、押出加工上の改善点
も含めて、特にインパルス破壊電圧の向上に有望である
ことが確認されている。
この点に基づき、本出願人は既に幾つかの提案を行って
いる（特願昭５９−１４３２０５、特願昭５９−１４６
０５６）。
いる（特願昭５９−１４３２０５、特願昭５９−１４６
０５６）。
上記結晶性ポリオレフィンは、低密度ポリオレフィン（
Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ）を架橋した架橋ポリエチレンと違い、
いずれも１２５℃以上の結晶融点を有しており、耐熱性
に優れ、使用条件によっては、必ずしも架橋しなくても
そのまま使用できるという長所がある。
Ｌ Ｄ Ｐ Ｅ）を架橋した架橋ポリエチレンと違い、
いずれも１２５℃以上の結晶融点を有しており、耐熱性
に優れ、使用条件によっては、必ずしも架橋しなくても
そのまま使用できるという長所がある。
しかしながら、より詳細に検討すると、この結 ・晶融
点１２５℃以上の結晶性ポリオレフィンの場合、インパ
ルス破壊電圧のような絶縁体の真性破壊電圧としての絶
縁破壊特性に於いて、特に、優れた特性を有する反面、
交流長時間破壊（ＡＣＬＴ）特性のようなコロナ放電が
関係するような破壊特性については、必ずしも架橋ポリ
エチレンの水準を上回るとは限らないという問題がある
。
点１２５℃以上の結晶性ポリオレフィンの場合、インパ
ルス破壊電圧のような絶縁体の真性破壊電圧としての絶
縁破壊特性に於いて、特に、優れた特性を有する反面、
交流長時間破壊（ＡＣＬＴ）特性のようなコロナ放電が
関係するような破壊特性については、必ずしも架橋ポリ
エチレンの水準を上回るとは限らないという問題がある
。
つまり、インパルス破壊のような常用温度領域での電子
性の絶縁体の真性破壊では、絶縁体の結晶−非結晶が関
係する絶縁素材のモルフォロジカルな微細構造が影響す
るためと、考えられるのに対して、交流長時間破壊に於
いては、上記真性破壊とは異なり、局部異常電界部での
コロナ劣化による侵食劣化が作用した破壊機構であるた
めと、考えられるからである。
性の絶縁体の真性破壊では、絶縁体の結晶−非結晶が関
係する絶縁素材のモルフォロジカルな微細構造が影響す
るためと、考えられるのに対して、交流長時間破壊に於
いては、上記真性破壊とは異なり、局部異常電界部での
コロナ劣化による侵食劣化が作用した破壊機構であるた
めと、考えられるからである。
そこで、この交流長時間破壊に対する対策としては、異
常電界部の電界を緩和する作用を示すある種の添加剤を
添加する方法が取られている。このとき、添加剤は電圧
安定剤（ＶＳ剤）の効果を示すことが知られている９例
えば架橋ポリエチレンの架橋で汎用されているシュキュ
ミルパーオキサイドからの架橋残渣として生ずるアセト
ヘノンがＶＳ剤の作用を示すことが古くから指摘されて
いる。
常電界部の電界を緩和する作用を示すある種の添加剤を
添加する方法が取られている。このとき、添加剤は電圧
安定剤（ＶＳ剤）の効果を示すことが知られている９例
えば架橋ポリエチレンの架橋で汎用されているシュキュ
ミルパーオキサイドからの架橋残渣として生ずるアセト
ヘノンがＶＳ剤の作用を示すことが古くから指摘されて
いる。
ところが、アセトへノンのような低分子量のＶＳ剤では
、長期間の使用や、高温度での使用により、絶縁体中か
ら揮散し、消滅して、本来の働きを十分に達成できない
という重大な問題があった。
、長期間の使用や、高温度での使用により、絶縁体中か
ら揮散し、消滅して、本来の働きを十分に達成できない
という重大な問題があった。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明は、以上のような従来技術の状況下で、ケーブル
絶縁体の絶縁信鯨性の向上のため、結晶性ポリオレフィ
ンの交流長時間破壊特性の改善を目的としたもので、特
に、結晶融点１２５℃以上の結晶性ポリオレフィンが未
架橋で使用される場合（架橋剤残渣によるＶＳ効来が期
待できない場合）、或いは長時間や高温使用によってＶ
Ｓ剤揮散の虞がある場合に対応するべく見出されたもの
である。
絶縁体の絶縁信鯨性の向上のため、結晶性ポリオレフィ
ンの交流長時間破壊特性の改善を目的としたもので、特
に、結晶融点１２５℃以上の結晶性ポリオレフィンが未
架橋で使用される場合（架橋剤残渣によるＶＳ効来が期
待できない場合）、或いは長時間や高温使用によってＶ
Ｓ剤揮散の虞がある場合に対応するべく見出されたもの
である。
本発明の基本的な特徴は、本発明者等の鋭意な研究によ
り、各種のシランカップリング剤が極めて有効なＶＳ剤
的効果を有することを見出すと共に、当該シランカフプ
リング剤の揮散を防ぐためには、結晶性ポリオレフィン
とグラフト化させることが有効であることを見出した点
にある。
り、各種のシランカップリング剤が極めて有効なＶＳ剤
的効果を有することを見出すと共に、当該シランカフプ
リング剤の揮散を防ぐためには、結晶性ポリオレフィン
とグラフト化させることが有効であることを見出した点
にある。
か＼る本発明の構成は、結晶融点１２５℃以上の結晶性
ポリオレフィン１００重量部に対し、０゜５〜５．０重
量部のシランカップリング剤を添加してシラングラフト
化させ、当該シラングラフト化コンパンドで絶縁体を形
成した電カケープルにある。
ポリオレフィン１００重量部に対し、０゜５〜５．０重
量部のシランカップリング剤を添加してシラングラフト
化させ、当該シラングラフト化コンパンドで絶縁体を形
成した電カケープルにある。
ここで使用される本発明のシランカップリング剤は、次
の一般式で示されるものである。
の一般式で示されるものである。
Ｒ−３ｉ −Ｘ３
この式で、Ｒはビニル基、アミノ基、エポキシ基、メル
カプト基等の官能基を含む基であり、Ｘは一０Ｃｓ Ｈ
ｓ １−ＯＣＯＣＨ３，０ＣＨｚ ＣＨｔＯｃＨｓ等の
基である。又シラングラフト化組成物の誘電特性を悪化
させないためには、望ましくはＲがビニル基あ含むビニ
ルシランが好ましい。
カプト基等の官能基を含む基であり、Ｘは一０Ｃｓ Ｈ
ｓ １−ＯＣＯＣＨ３，０ＣＨｚ ＣＨｔＯｃＨｓ等の
基である。又シラングラフト化組成物の誘電特性を悪化
させないためには、望ましくはＲがビニル基あ含むビニ
ルシランが好ましい。
このビニルシランを用いる場合は若干量の過酸化物を併
用することにより、グラフト化効率を上げることができ
る。
用することにより、グラフト化効率を上げることができ
る。
このようなシラングラフト化組成物は、上記した交流長
時間破壊特性ψ改善だけではなく、結晶性ポリオレフィ
ンの樹脂に対し、耐水トリー性の改善に関しても有効で
あることが判った。
時間破壊特性ψ改善だけではなく、結晶性ポリオレフィ
ンの樹脂に対し、耐水トリー性の改善に関しても有効で
あることが判った。
か＼るシランカップリング剤の配合量を、結晶性ポリオ
レフィン１００重量部に対し、０．５〜５．０重量部と
したのは、０．５重量部未満でコよ、交流長時間破壊特
性、耐水トリー性の改善効果が小さく、又５．０重量部
を越えると、上記改善効果が飽和すると同時に誘電特性
、絶縁特性、インパルス破壊強度の低下が顕著となって
、好ましくないからである。
レフィン１００重量部に対し、０．５〜５．０重量部と
したのは、０．５重量部未満でコよ、交流長時間破壊特
性、耐水トリー性の改善効果が小さく、又５．０重量部
を越えると、上記改善効果が飽和すると同時に誘電特性
、絶縁特性、インパルス破壊強度の低下が顕著となって
、好ましくないからである。
尚、本発明で用いる結晶融点１２５℃の結晶性ポリオレ
フィンとしては、上述した高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）、ランダムコポリマーＰＰ（ＰＰ−Ｒ） 、ポリ−
４−メチルペンテン−１（Ｔｐｘ）等が挙げられる。
フィンとしては、上述した高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）、ランダムコポリマーＰＰ（ＰＰ−Ｒ） 、ポリ−
４−メチルペンテン−１（Ｔｐｘ）等が挙げられる。
〈作用〉
本発明では、高融点１２５℃以上の結晶性ポリオレフィ
ンに所定量のシランカフプリング剤を添加してシラング
シフト化させ、このシラングラフト化組成物でｖＡ縁体
を形成するため、従来と同様良好なインパルス破壊電圧
特性が得られる他、シランカップリング剤が優れたＶＳ
剤効果を示すので、交流長時間破壊特性の大幅な改善が
成される。
ンに所定量のシランカフプリング剤を添加してシラング
シフト化させ、このシラングラフト化組成物でｖＡ縁体
を形成するため、従来と同様良好なインパルス破壊電圧
特性が得られる他、シランカップリング剤が優れたＶＳ
剤効果を示すので、交流長時間破壊特性の大幅な改善が
成される。
更に、シランカップリング剤は結晶性ポリオレフィン樹
脂に対し、耐水トリー性の改善にもなる。
脂に対し、耐水トリー性の改善にもなる。
〈実施例■〉
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、結晶融点１２７℃）及
びランダムコポリマーＰＰ （ＰＰ−Ｒ。
びランダムコポリマーＰＰ （ＰＰ−Ｒ。
結晶融点１４０℃）をベースポリマーとして、０゜３〜
５．０重量部の各種シランカップリング剤を配合した組
成物を作った。又比較例として、本発明の条件を満たさ
ない組成物も作った。
５．０重量部の各種シランカップリング剤を配合した組
成物を作った。又比較例として、本発明の条件を満たさ
ない組成物も作った。
ここで、シランカップリング剤としては、ＣＨ！ −Ｃ
Ｈ３ｉ （ＯＣＨｘ ）３ ’ビニル系、ＣＨｚ
−ＣＨ５ｉ （ＯＣＨ！ ＣＨｚ ０ＣＨｓ ）ｙ
：ビニル系、ＮＨ（ＣＨｚ ） ３ Ｓ ｉ （Ｑ
Ｃ！ Ｈｓ ）３ Ｓ ｉ （ＯＣＨユ）、：エポキ
シ系を用いた。
Ｈ３ｉ （ＯＣＨｘ ）３ ’ビニル系、ＣＨｚ
−ＣＨ５ｉ （ＯＣＨ！ ＣＨｚ ０ＣＨｓ ）ｙ
：ビニル系、ＮＨ（ＣＨｚ ） ３ Ｓ ｉ （Ｑ
Ｃ！ Ｈｓ ）３ Ｓ ｉ （ＯＣＨユ）、：エポキ
シ系を用いた。
シランカップリング剤の配合は、実施例では、０．５，
２．０，５．０、比較例では、０．３゜７．０重量部と
し、押出機により、２００〜２５０℃の押出温度で配合
した。ビニル系シランの場合、ＨＤＰＥでは０．０３重
量部のシュキュミルパーオキサイドを、ＰＰ−Ｒでは０
．０３重量部のベンゾイルパーオキサイドをラジカル発
生の過酸化物として併用した。
２．０，５．０、比較例では、０．３゜７．０重量部と
し、押出機により、２００〜２５０℃の押出温度で配合
した。ビニル系シランの場合、ＨＤＰＥでは０．０３重
量部のシュキュミルパーオキサイドを、ＰＰ−Ｒでは０
．０３重量部のベンゾイルパーオキサイドをラジカル発
生の過酸化物として併用した。
尚、比較例としては、シュキュミルパーオキサイドで架
橋したＬＤＰＥの架橋ポリエチレンも加えた。
橋したＬＤＰＥの架橋ポリエチレンも加えた。
次に、各組成物をシート状に熱プレス成形し、以下の試
験を行った。
験を行った。
一部の試料について、８０℃、０．ＩＴｏｒｒ以下で２
４時間、真空加熱乾燥を行い同様の試験を行った。
４時間、真空加熱乾燥を行い同様の試験を行った。
（１）、耐コロナ試験
部分放電劣化によるＡＣＬＴ特性を評価するために、０
．３ｍｍ厚の試料シートを半球棒電極に０．５ｍｍのギ
ャップを持って対峙した電極台上に置き、両電極間にＩ
ＫＨｚの電圧を印加し、その後、ＩＫＶ／２分のステッ
プアンプで段階昇圧して、ギャップ間に生ずるコロナに
よる破壊電圧を求めた。
．３ｍｍ厚の試料シートを半球棒電極に０．５ｍｍのギ
ャップを持って対峙した電極台上に置き、両電極間にＩ
ＫＨｚの電圧を印加し、その後、ＩＫＶ／２分のステッ
プアンプで段階昇圧して、ギャップ間に生ずるコロナに
よる破壊電圧を求めた。
（２）、耐水トリー試験
５ｍｍ厚の試料シートを用い、この試料シート上に筒体
に水を満たした水電極を作ると共に、シートの底面には
対向電極を設け、これら両電極間に、ｌ０ＫＶ、ｌＫＨ
２の電圧を５０日間印加し、試料シート中に発生した３
０μ以上のボウタイ水トリーの数を計測した。尚、架橋
ポリエチレンの水トリー発生密度を１００とした相対値
によって評価した。
に水を満たした水電極を作ると共に、シートの底面には
対向電極を設け、これら両電極間に、ｌ０ＫＶ、ｌＫＨ
２の電圧を５０日間印加し、試料シート中に発生した３
０μ以上のボウタイ水トリーの数を計測した。尚、架橋
ポリエチレンの水トリー発生密度を１００とした相対値
によって評価した。
（３）、誘電正接（ｔａｎδ）
１ｍｍ厚の試料シートを用い、商用周波数（５０Ｈｚ）
、２ＫＶの条件で、シェーリングブリソジにより測定
した。
、２ＫＶの条件で、シェーリングブリソジにより測定
した。
以上の試験結果を示すと、次の第１表の如くであった。
この第１表によると、シランカップリング剤が０．５〜
５．０重量部の配合の場合、良好な結果を得ていること
が分かる。又シラングシフト化することにより、真空加
熱乾燥による添加剤の揮散が防止できる効果があること
が分かる。
５．０重量部の配合の場合、良好な結果を得ていること
が分かる。又シラングシフト化することにより、真空加
熱乾燥による添加剤の揮散が防止できる効果があること
が分かる。
〈実施例■〉
上記第１表の比較例Ｎｌｌ （ＸＬＰＥ） 、比較例
患２ （シランカップリング剤無添加のＨＤ Ｐ Ｅ）
、実施例陽５ （シランカフプリング剤添加のＨＤＰＥ
）、比較例１’ｈｌＢ（シランカップリング剤無添加の
ＰＰ−Ｒ） 、実施例鳩２１ （シランカフプリング剤
添加のＰＰ−Ｒ）を絶縁体とした電カケープルを造った
。このケーブル構造は、導体断面積２００ｍｍ”、絶縁
厚３ｍｍであり、押出による内部及び外部半導電層を施
した所謂３層品である。
患２ （シランカップリング剤無添加のＨＤ Ｐ Ｅ）
、実施例陽５ （シランカフプリング剤添加のＨＤＰＥ
）、比較例１’ｈｌＢ（シランカップリング剤無添加の
ＰＰ−Ｒ） 、実施例鳩２１ （シランカフプリング剤
添加のＰＰ−Ｒ）を絶縁体とした電カケープルを造った
。このケーブル構造は、導体断面積２００ｍｍ”、絶縁
厚３ｍｍであり、押出による内部及び外部半導電層を施
した所謂３層品である。
又、ＸＬＰＥは通常の方法で造ったが、他の絶縁体は押
出温度を２００℃とし、押出に引続き、２００℃の加熱
シリコン油中へ導いた後、室温のシリコン油中で冷却し
た。
出温度を２００℃とし、押出に引続き、２００℃の加熱
シリコン油中へ導いた後、室温のシリコン油中で冷却し
た。
上記のようにして造、た各ケーブルについて、以下の各
試験を行った結果は、第２表の如くであった。
試験を行った結果は、第２表の如くであった。
（１）、交流長時間破壊（Ａ ＣＬ Ｔ）特性予想破壊
電圧の７０％から課電をし、５ＫＶ／１時間のステップ
アンプで電圧を上げ、破壊電圧を求めた。
電圧の７０％から課電をし、５ＫＶ／１時間のステップ
アンプで電圧を上げ、破壊電圧を求めた。
（２）、インパルス破壊電圧
予想破壊値の７０％からｌ０ＫＶ／３回のステップアッ
プで標準雷インパルス（ｌ Ｘ ４０μ５ｅｃ）Ｗ圧を
印加し、破壊電圧を求めた。
プで標準雷インパルス（ｌ Ｘ ４０μ５ｅｃ）Ｗ圧を
印加し、破壊電圧を求めた。
（３）、水トリー
８０℃の温水中で導体に注水し、ＩＫＨｚ、２０ＫＶ、
５０日間の浸水課電後の絶縁体中の３０μ以上のポウタ
イ状水トリー敗を計測した。ここで、ＸＬＰＥの発生密
度を１００とした場合の相対値によって評価した。尚、
内部及び外部半［層からの水トリーはいずれの場合も認
められなかった。
５０日間の浸水課電後の絶縁体中の３０μ以上のポウタ
イ状水トリー敗を計測した。ここで、ＸＬＰＥの発生密
度を１００とした場合の相対値によって評価した。尚、
内部及び外部半［層からの水トリーはいずれの場合も認
められなかった。
第２表
〈発明の効果〉
本発明によると、上記説明及び比較試験データーから明
らかなように、電カケープルにおいて、結晶融点１２５
℃以上の結晶性ポリオレフィンに所定量のシランカンプ
リング剤を添加してシラングシフト化させ、このシラン
グラフト化組成物で絶縁体を形成するものであるため、
従来と同様良好なインパルス破壊電圧特性が得られると
同時に、シランカフプリング剤が優れたＶＳ剤効果を果
たすので、交流長時間破壊特性が大幅に改善される。
らかなように、電カケープルにおいて、結晶融点１２５
℃以上の結晶性ポリオレフィンに所定量のシランカンプ
リング剤を添加してシラングシフト化させ、このシラン
グラフト化組成物で絶縁体を形成するものであるため、
従来と同様良好なインパルス破壊電圧特性が得られると
同時に、シランカフプリング剤が優れたＶＳ剤効果を果
たすので、交流長時間破壊特性が大幅に改善される。
又、シランカップリング剤は、結晶性ポリオレフィン樹
脂に対し、耐水トリー性の改善にもなり、更にＶＳ剤機
能から見ると、分子量が比較的大きいため、従来のよう
に長期間の使用や、高温度での使用によっても、絶縁体
中から容易に揮散することはない、又、本発明では、こ
のシラン力・ノブリング剤の添加により、従来の架橋剤
残渣にＶＳ剤的効果を求めていた場合と異なり、未架橋
で使用する場合でも何等差し支えない。
脂に対し、耐水トリー性の改善にもなり、更にＶＳ剤機
能から見ると、分子量が比較的大きいため、従来のよう
に長期間の使用や、高温度での使用によっても、絶縁体
中から容易に揮散することはない、又、本発明では、こ
のシラン力・ノブリング剤の添加により、従来の架橋剤
残渣にＶＳ剤的効果を求めていた場合と異なり、未架橋
で使用する場合でも何等差し支えない。
結局、本発明の場合、従来法によるよりも、破壊電圧の
高い電カケープルを提供することができる。言い換えれ
ば、従来のポリオレフィンケーブルに比べ同一電圧用の
電カケープルを製造するには、本発明の場合、絶縁厚の
薄い電カケープルでよいことになる。
高い電カケープルを提供することができる。言い換えれ
ば、従来のポリオレフィンケーブルに比べ同一電圧用の
電カケープルを製造するには、本発明の場合、絶縁厚の
薄い電カケープルでよいことになる。
Claims (1)
- 結晶融点１２５℃以上の結晶性ポリオレフィン１００重
量部に対し、０．５〜５．０重量部のシランカップリン
グ剤を添加してシラングラフト化させ、当該シラングラ
フト化コンパンドで絶縁体を形成したことを特徴とする
電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP697785A JPS61168807A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 電力ケ−ブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP697785A JPS61168807A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 電力ケ−ブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61168807A true JPS61168807A (ja) | 1986-07-30 |
Family
ID=11653253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP697785A Pending JPS61168807A (ja) | 1985-01-18 | 1985-01-18 | 電力ケ−ブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61168807A (ja) |
-
1985
- 1985-01-18 JP JP697785A patent/JPS61168807A/ja active Pending
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