JP2000222951A - 油浸ソリッド電力ケーブル - Google Patents
油浸ソリッド電力ケーブルInfo
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Abstract
直下にボイドが形成されにくい油浸ソリッド電力ケーブ
ル提供する。 【解決手段】 導体1の外周に絶縁層3を具え、その絶
縁層3の少なくとも一部ににポリオレフィン系樹脂フィ
ルムを含む絶縁テープを用い、さらにその絶縁層3に絶
縁油が含浸されたソリッドケーブルである。絶縁油は60
℃での粘度が10cst以上500cst未満のものとする。絶縁
油の一部に平均分子量が5万以上200万未満の固形状ゴム
を含む。
Description
に好適な油浸ソリッド電力ケーブルに関するもので、特
に直流海底送電用に最適な油浸ソリッド電力ケーブルに
関するものである。
絶縁紙を巻回し、そこに高粘度の絶縁油を含浸した絶縁
層を有するソリッドDCケーブルが利用されている。これ
は、例えば60℃で1200cst程度の粘度を有する絶縁油
(ダセック社:商品名「T2015」)を含浸してなる積層
絶縁ソリッド(Mass−Impregnated)ケーブルである。
なり、ケーブルの両端からの絶縁油の供給がないため、
例えば負荷遮断時などの急激な温度変化により絶縁油の
収縮からボイドを生じ、そのボイドが有害な大きさにな
ると放電の開始点となりやすい。
状に巻回するときに必然的に生じる油ギャップにます生
じやすく、次いで絶縁テープ中の天然繊維の隙間に生じ
やすい。特に、温度変化が急激になる導体直上、金属遮
蔽層直下の絶縁層に生じ易く、さらにこの部分は電界が
高いので危険である。この導体直上および金属遮蔽層直
下の絶縁層にボイドが生じ易いことのメカニズムは、特
願平10-38173号に記載している。
使用電圧が400kV以下、送電電流が1000A未満と比較的小
さかったので、このようなボイドは特に問題視されなか
った。
をソリッドDCケーブルで長距離送電する計画が相次いで
出現するようになってきた。例えば、送電電圧も450kV
以上、送電電流も1000A以上を越えるような線路が計画
されている。このように高電圧、大電流になってくる
と、特に導体直上金属シース直下の絶縁層中の有害なボ
イドの形成が無視できなくなる。
り、導体直上、金属シース直下にボイドが形成されにく
い油浸ソリッド電力ケーブル提供することにある。
る絶縁材料や絶縁油の粘度などを特定することで上記の
目的を達成する。その特徴は、導体の外周に絶縁層を具
え、その絶縁層の少なくとも一部にポリオレフィン系樹
脂フィルムを含む絶縁テープを用い、さらにその絶縁層
に絶縁油が含浸されたソリッドケーブルにおいて、前記
絶縁油は60℃での粘度が10cst以上500cst未満であっ
て、その一部に平均分子量が5万以上200万未満の固形状
ゴムを含む油を用いることにある。
を少なくするとよい。絶縁材料としてプラスチックフィ
ルムにクラフト紙を接合した複合テープを用いれば、プ
ラスチックフィルムには隙間がないため絶縁油の量を少
なくでき、かつ絶縁油が移動しにくくなるため、ボイド
の発生を抑制できる。また、ボイドの発生原因となるク
ラフト紙層の割合を小さくすることができる。
抵抗によって決まる。絶縁油の絶縁抵抗は1×1015〜1×
1016Ω・cm、クラフト紙の絶縁抵抗は4×1016〜1×1017
Ω・cm 、ポリプロピレンの絶縁抵抗は1×1017〜1×10
18Ω・cmであるため、ボイドが油ギャップに発生しても
絶縁油の絶縁抵抗が小さいことからストレスは低く、放
電の開始とはならない。
は、ポリスチレン系絶縁油、ポリブテン、鉱油、アルキ
ルベンゼン主体の合成油、重質アルキレートあるいはこ
れらの1種以上を含む混合物が挙げられる。特にポリブ
テンが好適である。絶縁油はその一部に固形状ゴムを含
む油を用いることにより、絶縁紙間の接着性を向上させ
ボイドの発生部位となる紙層間の離れを防止することが
できる。固形状ゴムは分子量が大きいために接着剤の働
きがあるためである。
をきたさない範囲で選択される。絶縁層がポリオレフィ
ン樹脂フィルムを含む場合、それらの油中融点も勘案し
て最高許容温度が決められる。油中融点は、ポリエチレ
ンでは110℃内外、ポリプロピレンでは130〜14
0℃程度である。また、絶縁油含浸時の加圧圧力はゲー
ジ圧力(大気圧を0kg/cm2で表した圧力)で1〜3kg/c
m2程度が選択される。
する。図1は本発明の油浸ソリッド電力ケーブルの一例
を示す断面図である。
部半導電層(通常カーボン紙よりなる)2、油浸絶縁層
3、外部半導電層(通常カーボン紙よりなる)4、金属遮
蔽層(通常鉛よりなる)5、ケーブルシース(通常ポリ
エチレンよりなる)6を具えている。
くとも一部にポリオレフィン系樹脂フィルムを含む絶縁
テープを用いる。ポリオレフィン系樹脂フィルムとして
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレ
ン共重合体、ポリブテンなどが挙げられる。特に、ポリ
プロピレンが電気特性に優れ、かつ融点が高く高温まで
使用できることから好ましい。
テープには、ポリオレフィン系樹脂フィルム単独の絶縁
テープの他に、ポリオレフィン系樹脂フィルムの片側ま
たは両側にクラフト紙をラミネートした複合テープが含
まれる。
紙がラミネートされた複合テープの場合、絶縁テープ全
体の厚さに対するポリプロピレンフィルムの厚さの比率
が40%以上90%未満であることが好ましい。40%未満で
あるとクラフト紙の割合が大きくなりクラフト紙層でボ
イドが発生し易くなる。また90%以上となると、絶縁油
の含浸はクラフト紙層を通つて行われるため、絶縁油の
含浸に時間がかかり実用的でない。
の厚みが小さくなり好ましいが、製造面から薄いものは
作るのが因難であり、50〜200μm厚が実用的である。
ネート紙層は、必要に応じてポリプロピレン比率の異な
るポリプロピレンラミネート紙を組み合わせてρ(絶縁
抵抗率)クレーディングを施すと、直流ストレス分布が
マイルドになり効果的である。
未満であって、その一部に平均分子量が5万以上200万未
満の固形状ゴムを含む油を用いる。10cst未満では、油
が移動し易くなりボイドが発生し易くなる。500cst以上
では、ケーブル製造時ポリオレフィン樹脂フィルムが油
を通過させないために抵抗となり、油含浸に時間がかか
って生産性の面で問題となる。
着性が十分でなく、200万以上では、粘度が高すぎて、
油の混合が困難になる。
ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリイソ
ブチレンゴムなどがあり、この中から選択された少なく
とも1種を用いることができる。
形状ゴムと粘度の低い鉱油、DDB(ドデシルベンゼ
ン)、重質アルキレート、液状ポリブテンなどとの混合
物とするが、この中でも液状ポリブテンがポリプロピレ
ンを膨潤させにくいので好ましい。
以上8重量%未満とする。0.1重量%未満では、接着性が
十分でなく、8重量%以上では絶縁油の粘度が高くなり
すぎて、ケーブル製造時における絶縁油含浸に時間がか
かり生産性の面で問題となる。
面を持つ油浸ソリッドケーブルを作製した。1100mm2の
導体1に内部半導電層2(厚み100μmのカーボン紙6
枚)、絶縁層3(厚み100μm、ポリプロピレンの比率が6
0%であるポリプロピレンラミネート紙100枚)外部半導
電層4(厚み100μmのカーボン紙6枚)を順次紙巻する。
その後、絶縁油(60℃での粘度400cst、ポリイソブチレ
ンゴム:平均分子量120万、1重量%含有)を含浸し、鉛
被覆、ポリエチレン被覆を施してケーブルを作製した。
油浸ソリッドケーブルを作製した。1100mm2の導体1に内
部半導電層2(厚み100μmのカーボン紙6枚)、絶縁層3
(厚み100μm、ポリプロピレンの比率が60%であるポリ
プロピレンラミネート紙100枚)外部半導電層4(厚み10
0μmのカーボン紙6枚)を順次紙巻する。その後、絶縁
油(60℃での粘度400cst、固形状ゴム未含有)を含浸し
た後、鉛被覆、ポリエチレン被覆を施してケーブルを作
製した。
を持つ油浸ソリッドケーブルを作製した。1100mm2の導
体1に内部半導電層2(厚み100μmのカーボン紙6枚)、
絶縁層3(厚み100μmのクラフト紙100枚)外部半導電層
4(厚み100μmのカーボン紙6枚)、を順次紙巻する。そ
の後、絶縁油(60℃での粘度400cst、ポリイソブチレン
ゴム1重量%含有)を含浸し、鉛被覆、ポリエチレン被
覆を施してケーブルを作製した。
時間)〜60℃(8時間)のヒートサイクルを与えながら
直流2000kVを課電した結果、実施例は30回のヒートサイ
クルを与えても絶縁破壊を起こさなかった。これに対
し、比較例1は20サイクル目の通電遮断後の冷却過程に
おいて絶縁破壊を生じ、比較例2は22サイクル目の通電
遮断後の冷却過程において絶縁破壊を生じた。
ケーブルにおいて、表1に示すように絶縁テープ全体の
厚みに対するポリプロピレンテープの比率(PP比率)
および絶縁油の粘度を変え、含浸時間を比べてみた。表
1において、「◎」は実用的な短期間(1ヶ月以内)で
含浸ができることを、「○」はかろうじて実用的な含浸
ができることを、「×」は時間がかかりすぎ実用できな
いことを示す。
くなるほど含浸が困難で、PP比率が40〜90%におい
て、粘度が500cst以下の場合に含浸が容易であることが
判る。
ではポリイソブチレンゴム)の絶縁油中の含有量(重量
%)を表2に示す。表2に示すように、ポリイソブチレン
ゴムの含有量が多いものは絶縁油の粘度が高くなってお
り、表1の結果と合わせれば、ポリイソブチレンの含有
量は約8重量%未満が適当であると推定される。
験例1と同様のヒートサイクル試験を行った。その結果
を表3に示す。表3において、「○」は30回のヒートサイ
クルで絶縁破壊が起こらなかったことを、「数値」は絶
縁破壊の起こったヒートサイクル数を、「−」は絶縁油
の含浸が短期間でできなかったため、試験を行っていな
いことを示している。
40%、絶縁油の60℃における粘度7のものは22、24サイ
クル目の通電遮断後の冷却過程において絶縁破壊を生じ
ており、絶縁油の流動性が高いためにボイドが生じ易く
なっていることが判る。
ッド電力ケーブルによれば、温度変化の繰り返しによる
電気性能の低下が抑えられており、大電力、長距離送電
に適した電力ケーブルを得ることができる。
断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 導体の外周に絶縁層を具え、その絶縁層
の少なくとも一部ににポリオレフィン系樹脂フィルムを
含む絶縁テープを用い、さらにその絶縁層に絶縁油が含
浸されたソリッドケーブルにおいて、 前記絶縁油は60℃での粘度が10cst以上500cst未満であ
って、その一部に平均分子量が5万以上200万未満の固形
状ゴムを含むことを特徴とする油浸ソリッド電力ケーブ
ル。 - 【請求項2】 固形状ゴムがイソプレンゴム、ブタジエ
ンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリイ
ソブチレンゴムの中から選択された少なくとも1種であ
ることを特徴とする請求項1記載の油浸ソリッド電力ケ
ーブル。 - 【請求項3】 絶縁油が液状ポリブテンと固形状ゴムの
混合物であることを特徴とする請求項1または2記載の油
浸ソリッド電力ケーブル。 - 【請求項4】 絶縁油中の固形状ゴムの割合が0.1重量
%以上8重量%未満であることを特徴とする請求項1〜3
のいずれかに記載の油浸ソリッド電力ケーブル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02586199A JP4192323B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-02-03 | 油浸ソリッド電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (1)
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009076440A (ja) * | 2007-08-27 | 2009-04-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ソリッドケーブル及びその製造方法 |
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KR101878639B1 (ko) * | 2018-04-06 | 2018-07-16 | 한국전력공사 | 절연유를 함유하는 절연층을 포함하는 케이블 |
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KR20190087346A (ko) * | 2019-06-19 | 2019-07-24 | 엘에스전선 주식회사 | 전력 케이블 |
KR20190087345A (ko) * | 2019-06-19 | 2019-07-24 | 엘에스전선 주식회사 | 전력 케이블 |
-
1999
- 1999-02-03 JP JP02586199A patent/JP4192323B2/ja not_active Expired - Lifetime
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