JP2001312921A - 直流絶縁材料 - Google Patents
直流絶縁材料Info
- Publication number
- JP2001312921A JP2001312921A JP2000128306A JP2000128306A JP2001312921A JP 2001312921 A JP2001312921 A JP 2001312921A JP 2000128306 A JP2000128306 A JP 2000128306A JP 2000128306 A JP2000128306 A JP 2000128306A JP 2001312921 A JP2001312921 A JP 2001312921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating material
- polyacrylic acid
- direct
- amount
- dielectric breakdown
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 直流電力ケーブルの絶縁体などに用いられる
直流絶縁材料の絶縁破壊特性を向上することにある。 【解決手段】 ポリオレフィン系ポリマーにポリアクリ
ル酸をブレンドした樹脂組成物を直流絶縁材料として用
いて、ポリアクリル酸のブレンド量を０．０１〜８重量
％とする。
直流絶縁材料の絶縁破壊特性を向上することにある。 【解決手段】 ポリオレフィン系ポリマーにポリアクリ
ル酸をブレンドした樹脂組成物を直流絶縁材料として用
いて、ポリアクリル酸のブレンド量を０．０１〜８重量
％とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力ケーブル
の絶縁体などに用いられる直流絶縁材料に関し、絶縁破
壊特性の向上を図ったものである。
の絶縁体などに用いられる直流絶縁材料に関し、絶縁破
壊特性の向上を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】直流電力ケーブルの絶縁体に使用される
絶縁材料としては、ポリエチレンあるいは架橋ポリエチ
レンなどがある。
絶縁材料としては、ポリエチレンあるいは架橋ポリエチ
レンなどがある。
【０００３】このような直流絶縁材料は、絶縁抵抗が高
く、空間電荷の蓄積量が少ないことが必要である。直流
絶縁材料の絶縁抵抗が低いと、漏れ電流による電気量の
損失や発熱による絶縁破壊が発生する。また、空間電荷
の蓄積が多くなると、突然の送電中止、急激な極性反転
などの電界の急激な変化の際に、直流電流単独によって
生じる絶縁破壊特性の低下よりも大きな絶縁破壊特性の
低下を引き起こす。
く、空間電荷の蓄積量が少ないことが必要である。直流
絶縁材料の絶縁抵抗が低いと、漏れ電流による電気量の
損失や発熱による絶縁破壊が発生する。また、空間電荷
の蓄積が多くなると、突然の送電中止、急激な極性反転
などの電界の急激な変化の際に、直流電流単独によって
生じる絶縁破壊特性の低下よりも大きな絶縁破壊特性の
低下を引き起こす。
【０００４】このような絶縁破壊特性の低下を防止する
ために、以下のような方法が提案されている。直流絶縁
体を構成するポリエチレン（以下ＰＥと略す）に芳香族
を導入して電子をトラップする方法、ＰＥに添加剤・充
填剤などとともに吸着剤・電界緩和剤を添加する方法、
ＰＥに極性基を導入して電荷をトラップする方法などで
ある。
ために、以下のような方法が提案されている。直流絶縁
体を構成するポリエチレン（以下ＰＥと略す）に芳香族
を導入して電子をトラップする方法、ＰＥに添加剤・充
填剤などとともに吸着剤・電界緩和剤を添加する方法、
ＰＥに極性基を導入して電荷をトラップする方法などで
ある。
【０００５】しかしながら、このような方法は十分なも
のではない。芳香族の導入は絶縁抵抗を向上させるが、
電子が蓄積するようになるため空間電荷が増加する傾向
にある。また、添加剤・充填剤などの添加は樹脂加工性
を困難にする。さらに、極性基の導入は電荷をトラップ
する効果があるため絶縁抵抗を向上させるが、必ずしも
空間電荷の抑制には有効ではない。
のではない。芳香族の導入は絶縁抵抗を向上させるが、
電子が蓄積するようになるため空間電荷が増加する傾向
にある。また、添加剤・充填剤などの添加は樹脂加工性
を困難にする。さらに、極性基の導入は電荷をトラップ
する効果があるため絶縁抵抗を向上させるが、必ずしも
空間電荷の抑制には有効ではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、直流電力ケーブルの絶縁体などに用いられる
直流絶縁材料の絶縁破壊特性を向上することにある。
る課題は、直流電力ケーブルの絶縁体などに用いられる
直流絶縁材料の絶縁破壊特性を向上することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の直流絶縁材料は、ポリオレ
フィン系ポリマーにポリアクリル酸をブレンドした樹脂
組成物とした。また、本発明の請求項２記載の直流絶縁
材料は、請求項１におけるポリアクリル酸のブレンド量
を０．０１〜８重量％とした。そして、請求項３記載の
直流電力ケーブルは、請求項１または請求項２の直流絶
縁材料を用いたものである。
め、本発明の請求項１記載の直流絶縁材料は、ポリオレ
フィン系ポリマーにポリアクリル酸をブレンドした樹脂
組成物とした。また、本発明の請求項２記載の直流絶縁
材料は、請求項１におけるポリアクリル酸のブレンド量
を０．０１〜８重量％とした。そして、請求項３記載の
直流電力ケーブルは、請求項１または請求項２の直流絶
縁材料を用いたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の直流絶縁材料は、ポリオレフィン系ポリマーに
ポリアクリル酸をブレンドした樹脂組成物であり、好ま
しくはポリアクリル酸のブレンド量を０．０１〜８重量
％としたものである。
本発明の直流絶縁材料は、ポリオレフィン系ポリマーに
ポリアクリル酸をブレンドした樹脂組成物であり、好ま
しくはポリアクリル酸のブレンド量を０．０１〜８重量
％としたものである。
【０００９】本発明におけるポリオレフィン系ポリマー
としては、低密度ＰＥ、直鎖状低密度ＰＥなどのＰＥ、
あるいはこれらＰＥを架橋した架橋ＰＥなどが主に用い
られる。
としては、低密度ＰＥ、直鎖状低密度ＰＥなどのＰＥ、
あるいはこれらＰＥを架橋した架橋ＰＥなどが主に用い
られる。
【００１０】本発明において用いられるポリアクリル酸
は、アクリル酸モノマーの単独重合体であって、分子内
に極性の大きなカルボキシル基を有するものである。こ
のポリアクリル酸の重合度は５００〜２５００程度が好
ましく、高重合度のポリアクリル酸の方が樹脂組成物中
のカルボキシル基の存在量が多くなって好ましい。
は、アクリル酸モノマーの単独重合体であって、分子内
に極性の大きなカルボキシル基を有するものである。こ
のポリアクリル酸の重合度は５００〜２５００程度が好
ましく、高重合度のポリアクリル酸の方が樹脂組成物中
のカルボキシル基の存在量が多くなって好ましい。
【００１１】ポリアクリル酸の添加量は樹脂組成物全量
の０．０１〜８重量％の範囲が好ましい。０．０１重量
％未満では、絶縁破壊値の向上、空間電荷蓄積量の抑制
がみられない。８重量％を超えると、絶縁破壊値の向
上、空間電荷蓄積量の抑制がみられない。
の０．０１〜８重量％の範囲が好ましい。０．０１重量
％未満では、絶縁破壊値の向上、空間電荷蓄積量の抑制
がみられない。８重量％を超えると、絶縁破壊値の向
上、空間電荷蓄積量の抑制がみられない。
【００１２】ポリアクリル酸のブレンドはＰＥなどのポ
リオレフィン系ポリマーのペレットにポリアクリル酸粉
末を所定量混合し、均一に混練する方法によって行われ
る。架橋ポリエチレンなど架橋ポリオレフィン系ポリマ
ーの場合には、これにさらにジクミルパーオキサイドな
どの架橋剤を添加し、絶縁体などに成形したのち、これ
を加熱する方法や成形後に電子線を照射する方法がとら
れる。
リオレフィン系ポリマーのペレットにポリアクリル酸粉
末を所定量混合し、均一に混練する方法によって行われ
る。架橋ポリエチレンなど架橋ポリオレフィン系ポリマ
ーの場合には、これにさらにジクミルパーオキサイドな
どの架橋剤を添加し、絶縁体などに成形したのち、これ
を加熱する方法や成形後に電子線を照射する方法がとら
れる。
【００１３】本発明の直流電力ケーブルは、その絶縁体
を上述の樹脂組成物で構成したものであって、導体上に
直接あるいは半導電層を介して押出被覆することによっ
て得られるものである。
を上述の樹脂組成物で構成したものであって、導体上に
直接あるいは半導電層を介して押出被覆することによっ
て得られるものである。
【００１４】このような直流絶縁材料にあっては、極性
ポリマーであるポリアクリル酸がＰＥなどのポリオレフ
ィン系ポリマー中に適量分散しているため、極性の大き
なカルボキシル基が存在することにより、空間電荷のト
ラップを低減することになり、この結果、絶縁抵抗が高
くなって、空間電荷の蓄積を抑制することができる。
ポリマーであるポリアクリル酸がＰＥなどのポリオレフ
ィン系ポリマー中に適量分散しているため、極性の大き
なカルボキシル基が存在することにより、空間電荷のト
ラップを低減することになり、この結果、絶縁抵抗が高
くなって、空間電荷の蓄積を抑制することができる。
【００１５】以下、具体例を示す。ＰＥに対して、所定
量のポリアクリル酸（重合度＝１２５０）をブレンドし
た試料を１８０℃×１０分の条件でシート状にプレス成
形し、その絶縁破壊特性および空間電荷特性を評価し
た。
量のポリアクリル酸（重合度＝１２５０）をブレンドし
た試料を１８０℃×１０分の条件でシート状にプレス成
形し、その絶縁破壊特性および空間電荷特性を評価し
た。
【００１６】絶縁破壊試験は、図１に符号１で示すよう
にリセス形状の厚み０．３ｍｍのシート試料（リセス部
厚さ２００〜３００μｍ）を用い、９０℃の温度で高電
圧を印加して、直流破壊特性、直流極性反転特性につい
て試験した。絶縁破壊試験の電圧印加条件は下記の通り
である。なお、この試験は９０℃の絶縁油２中で行い、
かつ試料の表面には導電性塗料３を予め塗布しておい
た。直流破壊特性試験は、印加電圧を予想破壊値の７０
％から開始し、−２ｋｖ／分で連続的に−２０ｋｖまで
昇圧する方法とした。極性反転試験は、課電圧を予想破
壊値の７０％から開始し、５ｋｖから始めて、（−）、
（＋）と極性を反転させながら、１０分間で±２０ｋｖ
まで昇圧した。
にリセス形状の厚み０．３ｍｍのシート試料（リセス部
厚さ２００〜３００μｍ）を用い、９０℃の温度で高電
圧を印加して、直流破壊特性、直流極性反転特性につい
て試験した。絶縁破壊試験の電圧印加条件は下記の通り
である。なお、この試験は９０℃の絶縁油２中で行い、
かつ試料の表面には導電性塗料３を予め塗布しておい
た。直流破壊特性試験は、印加電圧を予想破壊値の７０
％から開始し、−２ｋｖ／分で連続的に−２０ｋｖまで
昇圧する方法とした。極性反転試験は、課電圧を予想破
壊値の７０％から開始し、５ｋｖから始めて、（−）、
（＋）と極性を反転させながら、１０分間で±２０ｋｖ
まで昇圧した。
【００１７】空間電荷特性は、室温で、図２に符号４で
示す厚み１ｍｍのシート試料の上面および下面に、それ
ぞれ上部電極５Ａおよび下部電極５Ｂからなる金蒸着電
極５（電極面積１２．６ｃｍ2）を設け、試験回路によ
るコレクティング電圧熱刺激電流法により評価した。
示す厚み１ｍｍのシート試料の上面および下面に、それ
ぞれ上部電極５Ａおよび下部電極５Ｂからなる金蒸着電
極５（電極面積１２．６ｃｍ2）を設け、試験回路によ
るコレクティング電圧熱刺激電流法により評価した。
【００１８】まず、スイッチＳ１を閉じ、−２ｋｖの直
流バイアス電圧（Ｖｂ）を印加した状態で、ヒーター６
によって試料４を９０℃の温度に保つ。次に、スイッチ
Ｓ２・Ｓ３は開いた状態で、液体窒素により試料４を冷
却する。さらに、スイッチＳ１を開いてスイッチＳ２を
閉じて、試料を７℃／分の速度で昇温しながら、所定の
コレクティング電圧（Ｖｃ）を印加して、電流計７にお
いて熱刺激電流（以下ＴＳＣと略す）を測定した。
流バイアス電圧（Ｖｂ）を印加した状態で、ヒーター６
によって試料４を９０℃の温度に保つ。次に、スイッチ
Ｓ２・Ｓ３は開いた状態で、液体窒素により試料４を冷
却する。さらに、スイッチＳ１を開いてスイッチＳ２を
閉じて、試料を７℃／分の速度で昇温しながら、所定の
コレクティング電圧（Ｖｃ）を印加して、電流計７にお
いて熱刺激電流（以下ＴＳＣと略す）を測定した。
【００１９】なお、このとき電流計７によって測定した
ＴＳＣは、符号８で示すレコーダーに記録した。また、
ＴＳＣの測定に際しては、試料４を１０-5〜１０-6ｔｏ
ｒｒに保持して真空容器９内に配置した。
ＴＳＣは、符号８で示すレコーダーに記録した。また、
ＴＳＣの測定に際しては、試料４を１０-5〜１０-6ｔｏ
ｒｒに保持して真空容器９内に配置した。
【００２０】この例の試料系では、いずれも１００〜１
２０℃の温度において図３に示すように、電極から注入
された電子によるＴＳＣピーク電流（Ｉｍａｘ）が認め
られた。さらに、直流バイアス電圧（Ｖｂ）とコレクテ
ィング電圧（Ｖｃ）との比を種々設定して測定し、これ
らＶｃ／Ｖｂに対して得られたＩｍａｘを図４に示すよ
うにプロットし、Ｉ1とＩ2との和から、金蒸着電極５か
ら試料４への注入電荷量を評価した。
２０℃の温度において図３に示すように、電極から注入
された電子によるＴＳＣピーク電流（Ｉｍａｘ）が認め
られた。さらに、直流バイアス電圧（Ｖｂ）とコレクテ
ィング電圧（Ｖｃ）との比を種々設定して測定し、これ
らＶｃ／Ｖｂに対して得られたＩｍａｘを図４に示すよ
うにプロットし、Ｉ1とＩ2との和から、金蒸着電極５か
ら試料４への注入電荷量を評価した。
【００２１】体積抵抗率は９０℃で、図２に符号４で示
す厚み１ｍｍのシート試料の上面および下面に、それぞ
れ上部電極５Ａおよび下部電極５Ｂからなる金蒸着電極
５（電極面積１２．６ｃｍ2）を設け、１ｋｖの電圧を
１分間印加し、そのときの電流値を電流計７で測定して
評価した。
す厚み１ｍｍのシート試料の上面および下面に、それぞ
れ上部電極５Ａおよび下部電極５Ｂからなる金蒸着電極
５（電極面積１２．６ｃｍ2）を設け、１ｋｖの電圧を
１分間印加し、そのときの電流値を電流計７で測定して
評価した。
【００２２】図１、図２に示した実験装置によって、表
１に示す種々のシート試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７を試験し
た。結果を表１に示す。
１に示す種々のシート試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７を試験し
た。結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１の結果から、本発明の直流絶縁材料に
あっては、ＰＥに対するポリアクリル酸のブレンド量を
０．０１〜８重量％とすれば、絶縁破壊特性、空間電荷
特性が向上することが判明した。
あっては、ＰＥに対するポリアクリル酸のブレンド量を
０．０１〜８重量％とすれば、絶縁破壊特性、空間電荷
特性が向上することが判明した。
【００２５】次に、表１に示した試料Ｎｏ．１とＮｏ．
６を絶縁体とした直流電力ケーブルを作り、その絶縁材
の絶縁破壊特性、体積抵抗率を測定した。なお、ここで
評価する直流電力ケーブルは、導体断面積４００ｍ
ｍ2、絶縁体厚１０ｍｍ、押出成形による内部および外
部半導電層を施した３層構造をとっている。絶縁破壊特
性および体積抵抗率の測定は
６を絶縁体とした直流電力ケーブルを作り、その絶縁材
の絶縁破壊特性、体積抵抗率を測定した。なお、ここで
評価する直流電力ケーブルは、導体断面積４００ｍ
ｍ2、絶縁体厚１０ｍｍ、押出成形による内部および外
部半導電層を施した３層構造をとっている。絶縁破壊特
性および体積抵抗率の測定は
【００１６】〜
【００２１】に示した方法と同様な方法で行った。結果
を表２に示す。
を表２に示す。
【００２６】
【表２】
【００２７】表２の結果から、本発明の直流電力ケーブ
ルにあっては、ポリアクリル酸のブレンド量を０．０１
〜８重量％としたＰＥからなる直流絶縁材料の絶縁体を
有するものであるので、絶縁破壊特性が向上することが
判明した。
ルにあっては、ポリアクリル酸のブレンド量を０．０１
〜８重量％としたＰＥからなる直流絶縁材料の絶縁体を
有するものであるので、絶縁破壊特性が向上することが
判明した。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の直流絶縁
材料は、ポリオレフィン系ポリマーにポリアクリル酸を
ブレンドした樹脂組成物であって、そのブレンド量を
０．０１〜８重量％としたものであるで、絶縁抵抗が向
上し、空間電荷の蓄積を抑制することができる。
材料は、ポリオレフィン系ポリマーにポリアクリル酸を
ブレンドした樹脂組成物であって、そのブレンド量を
０．０１〜８重量％としたものであるで、絶縁抵抗が向
上し、空間電荷の蓄積を抑制することができる。
【００２９】また、本発明の直流電力ケーブルは上記直
流絶縁材料を被覆したものであるので、絶縁破壊特性が
向上する。
流絶縁材料を被覆したものであるので、絶縁破壊特性が
向上する。
【図１】 絶縁破壊強度を測定する装置を示す概略図で
ある。
ある。
【図２】 空間電荷量を測定する装置を示す概略図であ
る。
る。
【図３】 熱刺激電流と温度との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図４】 ＩｍａｘとＶｃ／Ｖｂとの関係を示すグラフ
である。
である。
１・・・シート試料、２・・・絶縁油、３・・・導電性塗料、４・
・・シート試料、５・・・金蒸着電極、６・・・ヒーター、７・・
・電流計、８・・・レコーダー、９・・・真空容器
・・シート試料、５・・・金蒸着電極、６・・・ヒーター、７・・
・電流計、８・・・レコーダー、９・・・真空容器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 33:02） Ｃ０８Ｌ 33:02）
Claims (3)
- 【請求項１】 ポリオレフィン系ポリマーにポリアクリ
ル酸をブレンドした樹脂組成物からなる直流絶縁材料。 - 【請求項２】 ポリアクリル酸のブレンド量を０．０１
〜８重量％とした、請求項１記載の直流絶縁材料。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の直流絶縁
材料を絶縁体として用いた直流電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128306A JP2001312921A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 直流絶縁材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128306A JP2001312921A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 直流絶縁材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001312921A true JP2001312921A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18637765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000128306A Withdrawn JP2001312921A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 直流絶縁材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001312921A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010031113A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Kureha Corp | ガスバリア性熱可塑性樹脂組成物、該樹脂組成物からなる単層または多層の成形体、及びそれらの製造方法 |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000128306A patent/JP2001312921A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010031113A (ja) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Kureha Corp | ガスバリア性熱可塑性樹脂組成物、該樹脂組成物からなる単層または多層の成形体、及びそれらの製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Improved DC performance of crosslinked polyethylene insulation depending on a higher purity | |
| US3925597A (en) | Electrical conductors with strippable insulation and method of making the same | |
| JP2001312921A (ja) | 直流絶縁材料 | |
| JPH0616366B2 (ja) | 直流電力ケーブル | |
| JPH02504091A (ja) | 電線 | |
| JPH09231839A (ja) | 直流ケーブル | |
| Abou-Dakka et al. | Space charge evolution in XLPE and EPR under high uniform electric fields | |
| JP2838278B2 (ja) | 電力ケーブル | |
| JP3777958B2 (ja) | リサイクルに適した架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル | |
| JP3901790B2 (ja) | 直流架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル | |
| Suh et al. | Space charge distributions in EPDM compounds | |
| JPH09129039A (ja) | 直流ケーブル | |
| Mori et al. | Electrical breakdown of ethylene-acrylic acid copolymer and blend polymer films | |
| JPS63150811A (ja) | 電力ケ−ブル | |
| JP2001266650A (ja) | 電気絶縁組成物および電線ケーブル | |
| JP2604771B2 (ja) | 直流電力ケーブル | |
| JPH0620530A (ja) | 耐水トリー性ケーブル | |
| JPS5998403A (ja) | 半導電性組成物 | |
| Fu et al. | “Mirror Image Effect” Space Charge Distribution in XLPE Power Cable under Opposite Stressing Voltage Polarity | |
| JP3674113B2 (ja) | 直流用高圧電線 | |
| JPH01274307A (ja) | 電力ケーブル用導電性組成物 | |
| JPH0648682Y2 (ja) | ポリオレフィン絶縁電力ケーブル | |
| KR100236782B1 (ko) | 전하 분포조절용 수지 및 전력케이블 | |
| JPS60167206A (ja) | 直流電力ケ−ブル用絶縁体組成物およびこれを用いた直流電力ケ−ブル | |
| Zhang et al. | Space charge and conduction in LDPE-polypropylene copolymer blends |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |