JPS63313410A - 電力ケ−ブル用半導電性組成物 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、電カケープル用半導電性組成物に関し、よ
り詳細には、電カケープルの高圧導体の外周や絶縁体の
周面に設ける半導電性層に用いて好適な組成物の改良に
関するものである。

［従来の技術］ 一般に、架橋ポリエチレン絶縁等の電カケープルの半導
電層と絶縁体界面との密着性や平滑性は、ケーブルの信
頼性向上の上で重要であり、もし、界面不整が存在する
と局部的に高電界が形成されコロナ放電や浸水時に水ト
リー劣化が生じ、ケーブルの電気的特性が低下する。

この問題に対し、半導電層の製造面と材料面の両面から
の検討がなされ、いわゆるケバ立ちの多い半導電性布テ
ープを巻回することに代えて押出し型半導電層が開発さ
れた。

この場合の押出し型半導電層の材料としては、ポリエチ
レン、エチレン系の共重合体である、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体やエチレン−エチルアクリレート共重合体
、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン
−ブテン−１共重合体、エチレンプロピレンゴム、スチ
レンプロピレンゴム等々がベースポリマーとして添加ま
たはブレンド物として用いられている。

このような材料でなる半導電層を有する架橋ポリエチレ
ン絶縁電カケープルは、破壊電圧が大幅に向上する利点
がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来の電カケープル用半導電
性組成物においては、半導電性布テープを巻回する場合
に比して破壊電圧が大幅に向上する利点があるものの、
ケーブル内に浸水が生じるような厳しい環境条件下では
、長期に亘って課電を行う際に水トリーが多発して破壊
電圧が極端に低下するという問題が生じる。

そこで、この発明は上述の事情に鑑みなされたもので、
その目的は電カケープルにおける耐水トリー性を向上さ
せた電カケープル用半導電性組成物を提供することにあ
る。

［問題点を解決するための手段および作用］この発明は
、ムーニ粘度（ＭＬ　　　１００℃）が１＋４ コないし１０を有するエチレンとプロピレンの重量比が
９０対１０ないし５０対５０である、エチレンプロピレ
ンゴムまたはエチレンプロピレンジエンゴムの１００重
量部に対して導電性カーボンブラックを少なくとも４０
重量部以上加えてなるように半導電性組成物を形成する
ことによって、耐水トリー性を大幅に向上した電カケー
プル用半導電性組成物が得られる。

［実　施　例］ 押出し型半導電層の材料面から耐水トリー性について検
討したところ、エチレンプロピレンゴムやエチレンプロ
ピレンジエンゴムのように大きなゴム弾力を有するもの
はポリエチレンに代表されるようなゴム弾力を殆ど有ざ
ないポリマーよりも半導電性組成物としたときの耐水ト
リー性に優れることが解った。

ところが、エチレンプロピレンゴムヤエチレンプロピレ
ンジエンゴムをベースポリマーに用いた場合には、一般
的に半導電性組成物の粘度が極めて大きくなり押出し型
半導電層と架橋ポリエチレン絶縁体の界面の平滑性、密
着性を高めるのに極めて有効なケーブル製造方式である
、「内部半導電層・絶縁体」および「内部半導電層・絶
縁体・外部半導電層」の一括コモンヘッド押出し方式を
採用することができない。

このために、別々の押出し機で各層を順に押出すタンデ
ムヘッド押出し方式にせざるを得ないが、この方式では
、各層の表面に押出し機のニップルを通過するときにそ
げと称される傷が入り易く、エチレンプロピレンゴムや
エチレンプロピレンジエンゴムが本来布する耐水トリー
性を有効に発揮させることができない。

そこで、エチレンプロピレンゴムの分子量と化学組成（
エチレンとプロピレンの組成比）を鋭意検討したところ
ムーニ粘度（ＭＬ　　　１００℃）が１÷４ １ないし１０であり、エチレンとプロピレンの組成比が
重量比で９０対１０ないし５０対５０の範囲にあるエチ
レンプロピレンゴムやエチレンプロピレンジエンゴムを
ペーストリマーとして用いた半導電性組成物が耐水トリ
ー性に優れ、かつコモンヘッド押出し成形が可能である
ことを見出した。

このエチレンプロピレンゴムやエチレンプロピレンジエ
ンゴムのムーニ粘度（ＭＬ　　　１００℃）１＋４ が１ないし１０としたのは、それが１０を越えると半導
電性組成物の粘度が大きくなりコモンヘッド押出し成形
が難しくなるためである。また、それが１以下であると
ゴム弾性を有さなくなるためである。

一方、エチレンとプロピレンの重量比を９０対１０ない
し５０対５・０としたのは、エチレンの比率が９０より
更に高くなると耐水トリー性が悪くなり、逆にプロピレ
ンの比率が５０より更に高くなるとゴム弾性を失うから
である。

なお、エチレンプロピレンジエンゴムの場合、ジエン成
分としては、ジシクロペンタン、エチリラルノルボーネ
ン等の汎用非共役ジエンを用いることができる。

また、半導電性組成物の粘度を極端に高めない範囲でエ
チレンプロピレンゴムやエチレンプロピレンジエンゴム
にエチレン系のポリマーをブレンドすることも可能であ
る。これらのエチレン系のポリマーとしては、ポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチ
ルアクリレート共重合体、エチレン−メタルメタクリレ
ート共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体等々を挙
げることができる。

導電性カーボンブラックとしては、アセチレンブラック
、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等々を使用
することができる。この場合、これらのカーボンブラッ
クの混和量は、ベースポリマーの１００重量部に対して
４０重量部未満では導電性が低いので４０重量部以上と
している。ただし、ケッチェンブラックは、極めて導電
性が高いので更に混和量を減らすことができる。

また、配合剤としては、老化防止剤、滑剤、プロセスオ
イル等も必要に応じて加えてもよい。老化防止剤しては
、アミン系のＮ、Ｎ’　　−ジフェニル−Ｐフエニレジ
アミン、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ−フェニル
−Ｎ′イソプロピル−フェニレンジアミン、ポリ（２，
２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン）等、
フェノール系の２，２′　−メチレンビス（４−メチル
−６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）、２．６−シーｔ
ｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、４゜４′チオ
ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール）
等、イミダゾール系の２−メルカプトベンゾイミダゾー
ル、２−メルカプトベンゾイミダゾール亜鉛基等、イオ
ウ系のジステアリルーブオージプロピオネート、ジラウ
リルチオプロピオネート、テトラキス（メチル−ドデシ
ルチオプロピオネート）メタン等およびその他のゴム用
として用いられる老化防止剤を単独あるいは組み合せて
使用することができる。

このような半導電性組成物は、架橋させてもよく、この
場合の架橋方法としては、ジクミルパーオキサイド、１
−３−ビス−（ティーブチル−パーオキシ−イソプロビ
ル）ベンゼンに代表される有機過酸化物による架橋、電
離性放射線を照射することによる架橋、およびシラノー
ル縮合触媒の存在下で水によって架橋する方法等が適用
できる。

このような電カケープル用半導電性組成物における効用
を実証するために以下に詳述するような実験を行った。

即ち、次頁に示す第１表の通りに実施例１〜４と比較例
１〜５の合計９種の試料を各種配合剤り合いで作った。

（以下余白） 第１表の通りに作られた各種の試料でなる半導電性組成
物を断面積が８０ｍｍ２の撚線導体上にコモンヘッド押
出し機を用いて内部半導電層、外部半導電層として未架
橋ポリエチレン絶縁層と同時に押出し成形した。このと
きの各層の厚さは、内部および外部半導電層が’１ｍｍ
で、未架橋ポリエチレン絶縁層が４ｍｍである。

このような押出し加工に引続き加熱架橋を行い架橋ポリ
エチレン絶縁電カケープルを得た。なお、架橋ポリエチ
レンの組成物は、低密度ポリエチレン（密度ρ＝０．９
２ｇ／Ｃｍ２でＭＩ＝１．０）の１００重量部にジクミ
ルパーオキシサイドを２．５重１部と酸化防止剤を０．
２５１量部とを配合したものである。

このようなケーブルの導体内に注水を行い、ケーブルを
浸水させた後、５０Ｈｚで１５ｋＶの交流電圧を導体と
水電極の間に印加し、そのときの水温を９０℃として１
８力月課電し、この課電が終了した後に絶縁体をＱ、５
ｍｍの厚さにスパイラルカットし、メチレンブルー水溶
液で煮沸染色した後、顕微鏡で絶縁体と内部半導電層と
の界面に発生した水トリー数を観測した。その結果を第
２表に示す。

なお、半導電性組成物の導電性は、ケーブルの外部半導
電層の体積抵抗率を測定したものであり、５Ｘ１０３Ω
・ｃｍ以下を合格とした。

また、半導電性組成物の粘度は、ケーブル押出し時の押
出し機ヘッド圧力で判断し、この圧力が３００ｋＣＪ／
ｃｍ２を越えるものは加工性が悪いと判断した。　　（
以下余白） 第２表 第２表より明らかなように実施例１〜４に示す、この発
明に係る半導電性組成物は、いずれの場合も比較例１〜
５に比べて水トリー発生数が大幅に少なく、しかも導電
性やコモンヘッド押出し加工性についても全く問題がな
く良好な結果を示した。

［発明の効果］ 以上の説明で明らかなように、この発明に係る電カケー
プル用半導電性組成物は、従来の問題点をことごとく解
消しており、長期に亘って課電を行う際に水トリーが極
めて少ないので耐水トリー性を向上させた電カケープル
用半導電性組成物を提供することができ、しかも導電性
の悪化の問題や、能率的な加工ができるコモンヘッド押
出し機を用いる際の加工性についても極めて良好である
という顕著な効果がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ムーニ粘度（ＭＬ＿１＿＋＿４１００℃）が１ないし１
   ０を有するエチレンとプロピレンの重量比が９０対１０
   ないし５０対５０である、エチレンプロピレンゴムまた
   はエチレンプロピレンジエンゴムの１００重量部に対し
   て導電性カーボンブラックを少なくとも４０重量部以上
   加えてなることを特徴とする電力ケーブル用半導電性組
   成物。