JP2002522875A

JP2002522875A - 押し出し加工によるポリエチレン混合物からなる絶縁被覆を有する直流電力ケーブルとその製造方法

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Publication number: JP2002522875A
Application number: JP2000564209A
Authority: JP
Inventors: ビルグスタフソン，; イアン−オヴェボストレム，; ウルフニルソン，; ペリーニランデー，; ピーターカルステンセン，; アンドレアスファルカス，; アンデルスグスタフソン，; ケネスヨハネッソン，
Original assignee: エービービーエービー
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2002-07-23
Also published as: AR019993A1; CA2339541A1; AU5541599A; KR20010072260A; CN1322362A; NO20010592L; SE9802681L; NO20010592D0; AU760355B2; EP1103052A1; WO2000008655A1; SE9802681D0; SE512745C2; MXPA01001363A

Abstract

(57)【要約】押し出し加工されたポリエチレン組成物からなる絶縁システムを有する直流電力ケーブルとその製造方法に関する。絶縁システムは押し出し成形された架橋彫りエチレンベースの絶縁体を導電体の周囲に有する。当該押し出し加工された絶縁システム母、ポリエチレンベースの化合物のほかに、一般式(Ｉ)：Ｒ ¹Ｏ（Ｃ₃Ｈ₅（ＯＲ²)Ｏ)_nＲ³、ここで、ｎ≧１であり、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は、それぞれ同一または異なる水素または炭素原子８−２４のカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８−２４であるカルボキシル酸の残基とを含む。当該直流用ケーブルの製造方法では、ポリエチレンベースの混合物を押し出し成形し、絶縁体の架橋を形成させるために十分な温度と時間にわたって処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は絶縁被覆を有する直流電流用ケーブル、ＤＣケーブルであって、電流
または電圧送電体、つまり導電体と、導電体の周囲に設けられた絶縁システムを
具備し、該絶縁システムが押し出し加工された架橋ポリエチレン組成物であるケ
ーブルに関するものである。

【０００２】本発明は特に送電と配電のための絶縁被覆を有する直流ケーブルに関するもの
である。押し出し成形された絶縁システムは、内部半導電シールド、絶縁層及び
外部半導電シールド等の複数の層構造を有する。少なくとも押し出し加工された
絶縁層は、電気的に絶縁性の組成物に架橋剤、スコーチ遅延剤や酸化防止剤のよ
うな添加剤システムを含む。

【０００３】

【技術背景】

初期の送電及び配電用システムの多くは直流技術に基づくものであったにもか
かわらず、直流システムは交流システムによって急速に置き換えられていった。
交流システムは、発電、送電及び配電電圧に関して好ましい特性を有している。
今世紀の前半における現代電力供給システムの発展は、特に交流送電システムの
開発によるものである。しかし、１９５０年代までに、長距離送電の需要が高ま
り、特定の状況においては直流システムを採用することにメリットがあることが
明らかになった。この利点とは、特に交流システムの安定性に関して問題となっ
ている点が軽減されること、システムが常に電力ファクター１で使用されること
による設備の有効利用、同一の絶縁厚や空隙であればより高い作動電圧を得るこ
とができること等である。これらの大きな利点は、しかし、交流から直流へ、ま
た直流から交流への変換設備に大きなコストがかかる不利益を伴う。しかし、一
定の送電電力に対して、変換ターミナルのコストは一定なので、長距離送電を含
むシステムにおいては直流送電システムがより経済的になる。従って、直流技術
は、送電設備のコスト軽減が変換プラントのコスト上昇を上回るような長距離送
電の場合には経済的である。

【０００４】直流運転の大きな利点の一つは、絶縁損失をほとんど排除することができ、そ
のために設備と投資の効率を顕著に向上させることができる点である。直流漏洩
電流は、電流の計算では無視することができるほど小さく、これに対して交流ケ
ーブルの場合には電流の計算において大きな絶縁損失を考慮しなければならない
。この点は、システムの電圧が高い場合は重要な要素となる。同様に、直流ケー
ブルにおいては静電容量が大きいことが障害にならない。代表的な直流送電ケー
ブルは、導電体と、内部半導電シールド、絶縁体及び外部半導電シールド等の層
からなる絶縁システムを有する。ケーブルにはさらに、場合によって、水分の浸
入や機械的な損耗、製造、設置あるいは使用時の外力に抵抗するためのケーシン
グや補強部材等が設けられる。

【０００５】今まで提供されたほとんど全ての直流ケーブルは海底ケーブルか海底ケーブル
と接続される陸上ケーブルであった。長距離の海底ケーブルとしては、圧力要求
に起因する長さ制限が無いために体積含浸剛体紙絶縁型のケーブルが選択されて
いる。これらの運転電圧は４５０ｋＶである。現在までのところ、基本的にはす
べて電気絶縁用オイルを含浸させた紙絶縁体が使用されてきたが、ポリプロピレ
ン紙の積層材を使用することでパルス耐性が向上することと直径の縮小が可能で
あることの利点を生かして５００ｋＶまで電圧を高くすることが提案されている
。

【０００６】交流送電ケーブルの場合と同様に、過渡電圧が直流ケーブルの絶縁層厚の決定
要因である。送電線に完全な負荷がかかった状態で、極性が逆の過渡電圧が加わ
るのが最も厳しい条件である。ケーブルが架線に接続されている場合には、この
ような状況は通常落雷による過渡現象の際に発生する。

【０００７】ポリエチレンベースの押し出し加工された剛性の高い絶縁体、ＰＥ、または架
橋ポリエチレン、ＸＬＰＥは交流送電と配電ケーブルの絶縁体として、ほぼ４０
年の使用実績がある。したがって、長年にわたってＸＬＰＥやＰＥを直流ケーブ
ルの絶縁体として使用する可能性について研究されてきた。これらを絶縁体とし
て使用したケーブルは、体積含浸ケーブルと同様に、直流送電の場合には回路長
に制限がなく、さらに、より高温で使用できるという利点を有する。ＸＬＰＥの
場合、従来の体積含浸ケーブルが５０℃であるのに対して９０℃で使用可能であ
る。したがって、送電負荷を増大させられる可能性がある。しかし、フルサイズ
のケーブルでこれらの可能性を十分に発揮させることは、今まで不可能であった
。その主な理由は、直流電場にさらされた絶縁体における空間電荷の蓄積である
。この空間電荷が応力分布を変形させ、ポリマーの抵抗が大きいために長期間に
わたって維持される。絶縁体の中の空間電荷には、直流電界の影響を受けて、キ
ャパシタと類似の極性分離パターンが蓄積される。基本的には、電位の極性に対
する空間電荷の蓄積極性が相互に異なる空間電荷蓄積パターンが２つ存在する。
空間電荷の蓄積は、電界に対して特定の点で実際の電界が上昇するので、絶縁の
寸法や特性を決める際にはこの点を考慮する必要がある。実際の電界の上昇の結
果、その位置の電界は、対象となる電界の５倍ないし１０倍に達する。従って、
ケーブルの絶縁設計用の電界の強さは、このように上昇する電界に対してさらに
安全率を掛けることが必要であり、結果としてケーブルの絶縁がより厚くおよび
／またはより高価なものになる。空間電荷の蓄積は長時間にわたるプロセスであ
り、従って、この問題は、同じ極性でケーブルを長期間使用した後で極性を逆に
することによって際立つことになる。極性を反転させた結果、静電容量に従って
形成される電界に蓄積された空間電荷の電界が重ね合わせられ、最大電界ストレ
スが加わる点が境界部分から絶縁層内に移動する。この問題を解消するために、
添加剤を使用して他の特性を大きく変えずに絶縁抵抗を低減することが試みられ
た。今までのところ、含浸紙絶縁ケーブルに匹敵する特性を得ることができなか
ったために、ポリマー絶縁直流ケーブルは商業的には使用されていない。しかし
、最大ストレス２０ｋＶ／ｍｍに対して、鉱物フィラーを添加したＸＬＰＥによ
る絶縁層を有する２５０ｋＶケーブルに関する実験室レベルの成功例が報告され
ている（Y. Maekawa他による「Research and Development of DC XLPE Cables」,
JiCalbe'91, pp. 562-569)。このストレスの値は、使用されている体積含浸紙を
使用したケーブルの場合の代表的な値３２ｋＶ／ｍｍに匹敵するものである。

【０００８】交流用の押し出し加工樹脂絶縁ケーブルは、典型的には基材ポリマーとしてポ
リエチレン樹脂を使用し、過酸化架橋剤、スコーチ遅延剤、酸化防止剤または酸
化防止システムのような種々の添加剤を含むものである。押し出し加工された絶
縁体の場合、半導電シールドもまた典型的には押し出し加工され、基材となるポ
リマーに導電性または半導電性のフィラーと前出のものと同じ添加剤を含むもの
である。絶縁ケーブルの押し出し加工された複数の層は、多くの場合ポリエチレ
ン樹脂からなる。ポリエチレン樹脂とは、一般にまた本明細書においては、ポリ
エチレンまたはエチレンのコポリマーからなる樹脂であって、エチレンモノマー
が体積の主要部を占めるものを意味する。したがって、ポリエチレン樹脂は、エ
チレンとエチレンとコポリマーを形成することができる１種以上の他のモノマー
を含む場合がある。ＬＤＰＥ、低密度ポリエチレンは交流ケーブルの絶縁材料と
して広く使用されているものである。押し出し加工された絶縁体の特性を改善し
て製造、搬送、敷設および使用時に加えられる条件による性能低下や分解に対す
る耐性を向上させるために、ケーブルで使用されるポリエチレンベースの組成物
は、下記の添加物を含むのが通例である。 −安定化用添加物、例えば、抗酸化材、酸化や照射によって生じる分解を中和す
るための電子除去剤等； −潤滑添加材、例えば、加工性を向上させるためのステアリン酸； −電気的ストレス耐性を向上させるための添加剤、例えば、耐水ツリー性の向上
のためのポリエチレングリコール、シリコーン等；および −過酸化化合物のような、加熱によってフリーラジカルを発生してポリエチレン
樹脂の架橋を行わせる、場合によっては以下のものと併用する架橋剤、 −架橋密度を向上させる能力を有する不飽和化合物と； −早期架橋を防止するためのスコーチ遅延剤。

【０００９】添加剤の種類は多く、基本的にはそれらの組み合わせの可能性には制限がない
。添加剤または添加剤グループを選択するときは、１つ以上の特性を向上させて
その他の特性を変化させないか可能なら改善することが目標である。しかし、現
実には、添加剤システムを変更した場合の副次的な影響を予め予見することは非
常に困難である。必要としている改善が非常に重要なために、他の不利益が生じ
ることを極力抑えなければならないとしても、ある程度は受け入れなければなら
ない場合もある。

【００１０】交流ケーブルの絶縁用の押し出し加工用ポリエチレンベースの樹脂組成物は：メルトフローインデックス（ＭＦＲ₂）が０．４−２．５ｇ／１０minの低密度
ポリエチレン（９２２ｋｇ／ｍ³）１００重量部、化学式表現が４，４’−チオ−ビス（６−ター−ブチル−ｍ−クレゾル）であ
るサントノックスＲ（Flexsys Co）、あるいは、酸化防止剤または酸化防止剤
の組み合わせである酸化防止剤０．１−０．５ｐｈｒ（樹脂１００に対する部、
parts per hundred resin）、化学表現がディキュミルペロキサイド(dicumyl peroxide)であるディカップ
Ｒ（Hercules Chem)からなる架橋剤１．０−２．５ｐｈｒを含有する。

【００１１】しかし、交流ケーブルシステムの押し出し加工絶縁材として使用される全ての
架橋ポリエチレン組成物は、直流ストレスの下では空間電荷を蓄積する傾向が強
く、直流用絶縁材としては不適当であることは良く知られている。また、延伸ガ
ス抜き、つまり架橋ケーブルを高温高度真空状態において長時間処理することに
よって、直流電位下での空間電位の蓄積傾向をある程度抑圧することができるこ
とも知られている。真空処理によって、「アセトフェノン」や「クミルアルコー
ル」のような過酸化分解生成物を絶縁層から除去することで空間電荷の蓄積が抑
制されるものと考えられている。ガス抜き処理は、紙絶縁体の含浸処理に比較し
て時間のかかるバッチ処理であり、したがってコスト上昇を招く。ガス抜きの必
要がなくなれば大きな改善である。

【００１２】

【発明の目的】

本発明の目的は、直流用の送電配電設備において好適に使用することができる
送電及び配電用絶縁直流ケーブルを提供することである。当該ケーブルは、含浸
やガス抜きのような時間がかかるバッチ処理、例えば、真空処理無しで適用でき
処理できる剛性を有する押し出し加工導電体用絶縁を有する。この方法によって
製造時間を短縮し、ケーブルの製造コストが低減され、ケーブル絶縁システムの
連続または少なくとも半連続製造が可能になる。さらに、体積含浸紙ベースの直
流ケーブルが有する信頼性、メンテナンス要求の低減、長期間使用可能性は同じ
または向上させることができる。つまり、本発明に基づくケーブルは、安定で一
定の特性と、高く均質な絶縁特性を有する。ケーブルの絶縁は空間電荷の蓄積傾
向が小さく、直流ブレークダウン耐性が高く、インパルス耐性と絶縁強度が高い
。含浸紙または含浸セルロースベースのテープを押し出し加工したポリマー絶縁
層によって置換することによって使用電圧の上昇、小型化を実現し、外乱への耐
性を向上させることができる。

【００１３】本発明の他の目的は、ポリエチレンベースの押し出し加工された架橋絶縁層を
有するケーブルであって、直流電界によって空間電荷の蓄積が低いかあるいは空
間電荷を蓄積しないケーブルであって、空間電荷の蓄積によって引き起こされる
問題を排除するか少なくとも実質的に解消することのできるケーブルを提供する
ことである。同時に、ケーブル絶縁のディメンジョンを決定するための設計にお
いて安全係数を削減する可能性が与えられる。

【００１４】本発明のさらに別の目的は、本発明に基づく直流用絶縁ケーブルの製造方法を
提供することである。本発明のこの側面に基づく方法は、ケーブルの全長または
非常に長い範囲に対して時間のかかるバッチ処理を実施することは基本的に不要
である。本方法は長尺の直流用ケーブル製造を連続または半連続製造することが
できる可能性を有するものである。

【００１５】

【発明の要旨】

直流電界の下での空間電荷の蓄積に関して、ケーブル用ＸＬＰＥ組成物に特定
のグリセロール脂肪酸エステルを、場合によっては他の添加物と組み合わせて添
加することによって、驚くべきことにきわめて優れた特性が得られることが発見
された。

【００１６】本発明は従って、導電体と、導電体の周囲に設けられた少なくとも３つの層か
らなる押し出し加工され、架橋を形成した、高剛性絶縁システムであって、該押
し出し加工された絶縁システムは、架橋剤、スコーチ遅延剤、酸化防止剤及び化
学式（Ｉ）で表される脂肪酸エステルテルグリセロールを含む添加剤が加えられ
たポリエチレンベースの組成物を含むことを特徴とする直流電力ケーブルを提供
する。

【化１】ここで、好ましくは、ｎ≧１であり、商業的に入手できる可能性の観点から、ｎ＝１−２
０、好ましくはｎ＝３−８である；同一または異なるものであるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³は、水素または炭素原子の数が８−
２４であるカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８
−２４であるカルボキシル酸の残基とを含む。Ｒ²、Ｒ³が共に水素原子であり、
Ｒ¹＝Ｒがカルボキシル残基であれば、上の化学式は単純化されて、下記の（Ｉ
Ｉ）式となる

【化２】

【００１７】ポリエチレンベースの組成物からなる絶縁体は典型的な場合には押し出し加工
されて絶縁層を架橋させるために十分な時間だけ昇温し、維持される。この際の
温度と時間は最適な架橋が行われるように制御される。

【００１８】ケーブル絶縁システムは導体上に基本的に連続的な方法によって、時間のかか
るバッチ処理、例えば真空処理を使用せずに形成される。含浸紙を有する従来の
直流ケーブルの空間電荷の蓄積が少なく直流ブレークダウン耐性が高い傾向は維
持されている。本発明に係る直流ケーブルの絶縁特性は、長期にわたって安定し
ており、ケーブルの使用可能な寿命は、維持されるかあるいは延長されることに
なる。

【００１９】本発明は、また上述の直流ケーブルの製造方法を提供するものである。最も一
般的な形態において、導体と押し出し加工された架橋ポリエチレンベースの導体
絶縁層を有する直流ケーブルの製造方法は、下記のステップを有する。 −所望の形状及び組成からなる導体を準備するか製造し、 −架橋形成剤、スコーチ抑制剤、酸化防止剤及びスペア電荷抑制剤を添加したポ
リエチレンベースの樹脂組成物を準備し、 −ポリエチレンベースの樹脂組成物を押し出し加工して直流ケーブルの胴体の周
囲に導体絶縁を形成する（好ましくは、絶縁層と２つの半導電層からなる３層シ
ールドを完全３重押し出し工程によって形成する）； −押し出し加工された絶縁体を架橋形成させ； −本発明においては、ここで下の化学式（Ｉ）によって表されるグリセロール脂
肪酸エステルを有する空間電荷抑制添加物を配合時にポリエチレン樹脂に添加す
る；

【化１】ここで、同一または異なるものであるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³は、水素または炭素原子の数が８−
２４であるカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ
基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８−２４であるカルボキシル酸の残基と
を含む。配合されたポリエチレンベースの樹脂組成物は押し出し加工され、高温加圧下に
十分な時間保持して架橋形成が行われる。

【００２０】本発明の上記以外の特徴及び利点は以下の詳細な説明及び添付の請求項の記載
から明らかになる。

【００２１】［発明の詳細な説明］直流ケーブル用の絶縁材料として押し出し加工した架橋ポリエチレン（ＸＬＰ
Ｅ）を使用するには、いくつかの点について検討する必要がある。最も重要な問
題は、直流電界の下での空間電荷の蓄積である。本発明は現在使用されている直
流ケーブルにおける空間電荷の蓄積を、一般的な構造が（Ｉ）で表される化合物
をポリエチレンまたは架橋形成可能なポリエチレン組成物に少量添加することに
よって空間電荷の蓄積を顕著に減少させることが可能になる。一般式(Ｉ)で表さ
れる化合物は、すくなくとも１つのＯＨ基が炭素原子数が８−２４のカルボキシ
ル酸とエステル結合したモノまたはポリグリセロールエーテルである。好ましく
は、化学式(Ｉ)であらわされた化合物はモノエステル、つまり分子ごとに８−２
４個の炭素原子を有するカルボキシル酸残基である。化学式(Ｉ)で表される組成
物は、１−２０の、好ましくは１−１５の、さらに好ましくは、３−８のグリセ
ロールユニットを有する。つまり、化学式(Ｉ)におけるｎは１−２０、好ましく
は１−１５、さらに好ましくは３−８である。

【００２２】化学式(Ｉ)のＲ¹、Ｒ²、および、Ｒ³が水素でないときは、それらは炭素原子
８−２４を有するカルボキシル酸の残基を示す。このカルボキシル酸は飽和また
は不飽和で、分岐を有しても分岐を有していなくても良い。このようなカルボキ
シル酸の、説明のための、限定的でない例として、ラウリン酸、ミリスチン酸、
パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノレイン酸、リノレン酸、ベヘン
酸を挙げることができる。カルボキシル酸の残基が不飽和であれば、その不飽和
は化学式(Ｉ)で示す化合物を組成物を構成するエチレンポリマーと結合させるた
めに使用し、化学式(Ｉ)の化合物が組成物から転移するのを効果的に防止するこ
とができる。

【００２３】化学式(Ｉ)では、Ｒ¹、Ｒ²、および、Ｒ³は、ステアロイルのような同じカル
ボキシル酸の残基であってもよいし、ステアロイルとオレイルのように異なるカ
ルボキシル酸の残基であってもよい。

【００２４】変移と滲出を防止するために、化学式(Ｉ)で表される化合物は、これを収容す
る組成物、具体的にはエチレンベースの樹脂と親和的である。

【００２５】化学式(Ｉ)で表される構造を有する化合物は既知の組成物であっても良いし、
既知の方法で製造されたものであっても良い。従って、ｎ＝３の場合に化学式(
Ｉ)で表される組成物はAtmer 184(または185)の名称で、英国ＩＣＩ社によって
市販されており、平均ｎ値が８で、分子あたりに１つの脂肪酸残基を有するもの
はSCS 2064の名称でＩＣＩ社から入手することができる。化学式(ＩＩ)で表され
る、その他の知られている組成物としては、TST 221（ｎ＝６でＲはリノレイン
酸残基(不飽和Ｃ１８酸)）、TST 215（ｎ＝６でＲはステアリン酸（飽和Ｃ１８
酸)）、およびTST 216(ｎ＝６でＲはベヒニン酸（不飽和Ｃ２２酸)であり、いず
れもデンマークのダニスコ社から供給されている。

【００２６】化学式(I)に示した化合物は、本発明に係る組成物中に、直流電界の下で空間
電荷の蓄積を阻止するために有効な量入れられる。一般的に、化学式(I)で表さ
れる化合物が、組成物中に０．０５から２重量％、好ましくは０．１から１重量
％含まれることになる。

【００２７】化学式(I)で示した化合物のほかに、本発明に基づく直流ケーブル用の組成物
は、酸化や照射等による分解に抵抗する酸化防止剤；ステアリン酸のような潤滑
添加剤；加熱によって分解して架橋形成を促進する過酸化物のような架橋形成添
加物；およびスコーチ遅延剤と適合化剤のようなその他の添加物を含有する。化
学式(I)を含む全ての添加物の、本発明に係る組成物中の量は、組成物の全重量
の１０％を超えない。

【００２８】化学式(I)で表される化合物とその他の通常の及び場合によっては添加される
上記の添加物に加えて、上記の組成物はすでに述べたようにエチレンポリマーを
含む。エチレンポリマーの選択と組成は、組成物がケーブルの絶縁層として用い
るものかあるいはケーブルの半導電層として用いるものかによって異なる。

【００２９】本発明に基づくケーブルの絶縁層の組成は、例えば、化学式(I)であらわした
化合物０．０５重量％から２重量％およびその他の従来型のまた必須でない添加
物；過酸化物架橋形成剤０から約４重量％；残部のほぼ全体を構成するエチレン
ポリマーからなる。このようなエチレンポリマーは好ましくはＬＤＰＥ、例えば
、エチレンホモポリマーまたはエチレンと、たとえば、１−ブテン、４−メチル
−１−ペンテン、１−ヘキセン、および１−オクテンのような、炭素原子３−８
を有する１つ以上のアルファ−オレフィンのコポリマーである。アルファ−オレ
フィンコモノマーの量は、エチレンモノマーの１重量％から４０重量％の範囲で
ある。エチレンコポリマーと少量、例えば、５重量％以内、の１種以上の極性コ
モノマー、例えば、ビニルアセテート、メチルアクリレート、エチルアクリレー
ト、ブチルアクリレート、またはジメチルアミノ−プロピルメタクリルアミド（
ＤＭＡＰＭＡ)を使用することも可能である。

【００３０】同様に、ケーブルの半導電層は、化学式(Ｉ)で表される化合物を０．０５から
２重量％と他の通常使用されている必須でない添加剤と；３０−８０重量％のエ
チレンポリマー；組成物を半導電性にするために少なくとも十分な、好ましくは
約１５重量％から４５重量％のカーボンブラック；０重量％から３０重量％のア
クリロニトリル−ブタジエンコポリマー；および０から４重量％の過酸化架橋形
成剤を含む。エチレンポリマーは、絶縁層に関して述べた組成物のエチレンコポ
リマーか、ＥＶＡ（ethylene-vinylacetate)、ＥＭＡ(ethylene-methylacrylate
)、ＥＥＡ(ethylene-ethylacrylate)、または、ＥＢＡ(ethylene-butylacrylate
)のようなエチレンコポリマーである。

【００３１】架橋形成したポリエチレン組成物ＸＬＰＥと化学式で(Ｉ)で表される添加物を
含有する押し出し加工された架橋絶縁システムを有する本発明に係る直流ケーブ
ルは、以下の利点を有する。 −空間電荷の蓄積傾向が顕著に抑制されており、従って、直流ブレークダウン耐
性が高い。以下に本発明の例として述べるケーブルは、押し出し加工、架橋形成
及びその他の高温状態においても押し出し加工絶縁システムは良好な性能と安定
性を示す。

【００３２】本発明に係る直流ケーブルは、含浸やガス抜きのような時間のかかるバッチ処
理無しで連続製造が可能であり、製造時間の顕著な短縮とケーブルの技術的な特
性を犠牲にすることなく製造コストを低減することが可能である。

【００３３】本発明の理解をさらに助けるために、以下にいくつか限定的でない図を示すこ
とにする。以下の実施例においては、特に明記しない限り、配合の量は、全体を
１００とした重量部で示す。以下に、図面を参照して本発明の実施例をより詳細
に説明する。

【００３４】

【発明の好ましい実施態様と実施例の説明】

図１に示す本発明に基づく直流ケーブルの実施例は中心部から外側に向かって
以下の部分を有する。 −標準多心導電体１０； −導電体１０の外側で導体絶縁層１２の内側に設けられた第１の押し出し加工半
導電シールド１１； −押し出し加工された架橋形勢組成物からなる押し出し加工導体絶縁層１２； −導体絶縁層１２の外側に設けられた第２の押し出し加工半導電シールド１３； −金属スクリーン１４；および −金属スクリーン１４の外側に設けられた外皮またはシース１５．

【００３５】適切であれば、直流ケーブルはさらに、種々の機能または種々の特性を付加す
ることができる。例えば、外部押し出し加工シールド１３の外側に金属ワイヤか
らなる補強を設けることや、金属／ポリマー接触面にシーリング化合物や吸水性
粉体を設けること、耐食性の金属ポリエチレン積層構造からなる対水防護システ
ムやシース１５の下部にテープや粉体状の吸湿層を設けて耐水性シールを形成す
ることも可能である。導電体は編み合わせ構造である必要はなく、ストランド状
の多心導電体、一体な導電体または分割導電体等、必要に応じた形状を取ること
ができる。

【００３６】図２に示す、空間電荷の測定に使用したテストプレート２０は、カーボンブラ
ックを充填したコポリマーからなる２つの半導電性端子２１と表１に組成を示し
た絶縁体２２とを有する。

【００３７】図３、５、７、９、１１、と１３は、接地した端子からの距離の関数として、
電圧を印加した状態における任意のユニットの空間電荷分布を示すものである。
同様に、図４、６、８、１０、１２と１４は、接地した端子からの距離の関数と
して、電圧を印加していない状態における任意のユニットの空間電荷分布を示す
ものである（電圧印加状態と印加していない状態のグラフでは、縦軸が異なるこ
とに注意されたい)。

【００３８】本発明の理解を助けるために、非限定的な実施例について以下に述べることにす
る。以下に記載する例では、種々の組成を有するテストプレートを製造し、空間
電荷分布性状を記録することで空間電荷蓄積の測定を行った。分布性状はパルス
による電子アコスティック(ＰＥＡ)技術を使用して行った。ＰＥＡ技術は関連技
術分野では良く知られており、Takeda他による国際電気電子学会論文集、電気絶
縁部会(IEEE Trans. Elec. Insul.) Vol. EI-22 (No. 4), pp. 497-501, 1987年
に記載されている。以下の例において示す空間電荷分布特性は「電圧印加」つま
り直流電圧を３時間加えた状態での空間電荷分布性状と、「電圧印加しない」つ
まり、端子を接地させた直後（設置の前には３時間直流電圧を印加した)の空間
電荷分布性状である。

【００３９】表１に示した組成は押し出し加工機に成分を投入することによって通常の方法
で得られたものである。テストプレートは２段階の製造工程によって製造した。
第１の工程では、押し出し加工したテープから１３０℃で１０分間、直径２１０
ｍｍで厚さが２ｍｍの円盤状に絶縁材を加圧成形した。第２の工程では、半導体
端子を２つ円形の絶縁版の中央に搭載して、それらを１８０℃の温度で１５分間
、他の記載がない限り電気プレスで加熱した。架橋を十分に形成させるために、
高温サイクルを実施した。テストプレートはその後加圧下で室温にまで冷却した
。加圧モールディングの際はマイラーフィルムで裏打ちした。前記半導体電極は
、スウェーデン国Borealis社製の製品LE 0500を使用した。この組成物はエチレ
ン−ブチルアクリレートコポリマーとアセチレンブラックを含む。この端子の大
きさは、厚さが１ｍｍで直径が５０ｍｍである。図２はテストプレートの形状と
寸法を示す。

【００４０】テストプレートの空間電荷分布特性を、ＰＥＡ分析のために５０℃で記録した
。一方の電極を接地して他方の電極に＋４０ｋVの電圧を印加し、プレート内の
電界ストレスを２０ｋV／ｍｍとした。図３−１４に示す空間電荷分布特性によ
れば、単位体積あたりの電荷をテストプレートの厚さの関数として示した、つま
り、設置した電極の位置がゼロであり、ｘは接地した端子から(＋４０kV)が印加
されている端子の方向への距離である。「電圧印加」状態では、電圧を３時間印
加した後に空間電荷分布特性を記録した。「電圧を印加しない」状態では、（３時
間＋４０ｋVを印加した後)高電位であった電極を接地して、その直後に電界分布
状態を記録した。空間電荷分布特性は節煙体積あたりの任意の単位で示すもので
ある。「伝達を印加しない」状態では、「電圧印加」状態よりも増幅率を高くした
。しかし、両方のサンプルで使用したスケールは相互に比較可能である。

【００４１】実施例１、２及び３は比較例である。実施例で使用した絶縁物質の組成は、ス
ウェーデン特許出願第９７０４８２５−０（１９９７−１２−２２)の開示に対
応するものである。

【００４２】実施例１２つの半導体電極を有し、１８０℃で１５分間架橋形成を行った組成Ａ（表１
参照)である厚さ２ｍｍのポリエチレン製テストプレートをＰＥＡ分析装置にお
いて５０℃でテストした。該プレートを２つの平坦な電極の間に挟んで４０ｋＶ
の直流電界を加えた。直流電界に３時間さらした後で、いわゆる「電圧印加」状
態において図３に示す空間電荷分布特性が得られた。単位体積あたりの電化はテ
ストプレート圧の関数として、つまり、接地端子の位置を０とし、＋４０ｋＶが
加えられている端子の方向に向かった距離をｘとして、任意の単位で示されてい
る。

【００４３】図４は、３時間にわたって直流電圧を印加した後に、高電圧側であった端子を
接地させて、その直後に計測したいわゆる「印加電圧なし」の状態の空間電荷分
布を示すものである。単位体積あたりの電化は、プレートの厚さの関数として任
意の単位（「電圧印加」状態の単位とは異なる)で示されている、つまり、接地端
子の位置を０とし、＋４０ｋＶが加えられていた端子の方向に向かった距離をｘ
とした。

【００４４】実施例２絶縁システムから揮発性成分を全て除去するために、実施例１で使用したのと
同種のテストプレートを１８０℃で１５分間架橋させて、高真空中、８０℃で７
２時間処理した、この処理の後、空間電荷の分布を記録した。図５は、「電圧印
加」状態、図６は「電圧を印加しない」状態を示すものである。

【００４５】実施例３架橋形成条件による創意をテストするために、実施例１で使用したのと同種の
テストプレートを２５０℃で３０分間架橋形成させた。テストプレートはＰＥＡ
分析器でテストした。図７は「電圧印加」状態、図８は「電圧を印加しない」状態を
表すものである。

【００４６】実施例４２つの半導体電極を有し、１８０℃で１５分間架橋形成を行った組成Ｂ（表
１参照)である厚さ２ｍｍのポリエチレン製テストプレートをＰＥＡ分析装置に
おいて５０℃でテストした。該プレートを２つの平坦な電極の間に挟んで４０ｋ
Ｖの直流電界を加えた。つまり、一方の電極を設置させたほうの電極に＋４０ｋ
Ｖの電位を印加した。電圧を３時間印加した後、図９に示す空間電荷分布がいわ
ゆる「電圧印加」状態で得られた。単位体積あたりの電化はテストプレート圧の関
数として、つまり、接地端子の位置を０とし、＋４０ｋＶが加えられている端子
の方向に向かった距離をｘとして、任意の単位で示した。

【００４７】図１０は、３時間にわたって直流電圧を印加した後に、高電圧側であった端子
を接地させて、その直後に計測したいわゆる「印加電圧なし」の状態の空間電荷
分布を示すものである。単位体積あたりの電荷は、プレートの厚さの関数として
任意の単位（「電圧印加」状態の単位とは異なる)で示されている、つまり、接地
端子の位置を０とし、＋４０ｋＶが加えられていた端子の方向に向かった距離を
ｘとした。

【００４８】実施例５絶縁システムから揮発性成分を全て除去するために、実施例４で使用したもの
と同種のテストプレートを１８０℃で１５分間架橋させて、高真空中８０℃で７
２時間処理した、この処理の後、空間電荷の分布を記録した。図１１は、「電圧
印加」状態、図１２は「電圧を印加しない」状態を示すものである。

【００４９】実施例６架橋形成条件による相違をテストするために、実施例４で使用したのと同種の
テストプレートを２５０℃で３０分間架橋形成させた。テストプレートはＰＥＡ
分析器でテストした。図１３は「電圧印加」状態、図１４は「電圧を印加しない」状
態を表すものである。

【００５０】実施例１、２、３の空間電荷分布と実施例４、５、６の空間電荷分布を比較す
ると、化学式(Ｉ)で示した化合物が空間電荷抑圧剤としてきわめてすぐれた特性
を有していることが分かる。表２から、絶縁組成物に化学式(Ｉ)の化合物を添加
すると、同様な条件で蓄積される空間電荷の量が５０％以上低減することがわか
る。

【００５１】化学式(Ｉ)に示した化合物の空間電荷蓄積抑制効果の耐性をテストするために
、以下に実施例７、８及び９に関する試験を行った。

【００５２】実施例７化学式(Ｉ)に示した化合物の濃度の影響を調べるために、２つの半導体電極を
有し、１８０℃で１５分間架橋形成を行った組成Ｃ（表１参照)である厚さ２ｍ
ｍのポリエチレン製テストプレートをＰＥＡ分析装置において５０℃でテストし
た。「電圧印加」状態の空間電荷分布を図９に、「電圧を印加しない」状態の空間
電荷分布を図１０に示す。

【００５３】実施例８化学式(Ｉ)に示す化合物の空間電荷抑制性能に与える酸化防止システムの影響
を調べるために、３つの異なる組成Ｄ、Ｅ、Ｆ（表１参照)を有する３つのテス
トプレートを製造し、実施例１と同様の試験を行った。これらのテストプレート
は何れも、「電圧印加」状態と、「電圧を印加しない」状態において、図９と図１
０に示したものとそれぞれまったく同じ特性を示した。

【００５４】実施例９化学式(Ｉ)に示す化合物の空間電荷抑制性能に与える他の添加剤の影響を調
べるために、３つの異なる組成Ｇ、Ｈ、Ｉ（表１参照)を有する３つのテストプ
レートを製造し、実施例１と同様の試験を行った。これらのテストプレートは何
れも、「電圧印加」状態と、「電圧を印加しない」状態において、図９と図１０に
示したものとそれぞれまったく同じ特性を示した。

【００５５】実施例７、８、９の結果から、化学式(Ｉ)デ示される化合物は非常に広い範囲
の架橋ポリエチレン組成物に対して有効な空間電荷抑制剤であることが分かる。

【００５６】

【表１】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置実施例に基づく高電圧直流送電ケーブルの断面図で
ある。

【図２】テストプレートの構成を示す図である。

【図３】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図４】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図５】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図６】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図７】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図８】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図９】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に係
る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図１０】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に
係る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図１１】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に
係る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図１２】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に
係る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【図１３】従来交流ケーブルに使用されていたＸＬＰＥ組成物と本発明に
係る組成物のプレート上の空間電荷の記録を示す。

【手続補正書】

【提出日】平成１３年３月１４日（２００１．３．１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】本発明は従って、導電体と、導電体の周囲に設けられた少なくとも３つの層か
らなる押し出し加工され、架橋を形成したポリエチレン、ＸＬＰＥ、ベースの組
成物を含むポリマーベースの絶縁システムを具備する絶縁直流ケーブルであって
、該押し出し加工された絶縁システムは、ポリエチレンベースの化合物に加えて
、化学式（Ｉ）で表されるグリセロール脂肪酸エステルからなる添加剤を含有す
ることを特徴とする絶縁直流ケーブルに関する。

【化１】ここで、ｎ≧１であり、同一または異なるものであるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³は、水素または炭素原子の数が８−
２４であるカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８
−２４であるカルボキシル酸の残基とを含む。ｎは、好ましくは、ｎ＝１−２０、さらに好ましくはｎ＝３−８である；Ｒ²、Ｒ³が共に水素（Ｈ）原子であり、Ｒ¹＝Ｒがカルボキシル残基であれば
、上の化学式は単純化されて、下記の（ＩＩ）式となる

【化２】当該直流ケーブルは、酸化防止剤、架橋形成剤、潤滑剤、スコーチ遅延剤およ
び整合剤のような通常の添加剤を１種以上含有することができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】本発明は、また上述の直流ケーブルの製造方法を提供するものである。本発明
にかかる方法は請求項１４に記載されている。一般的な形態において、導体と押
し出し加工された架橋ポリエチレンベースの導体絶縁層を有する直流ケーブルの
製造方法は、下記のステップを有する。 −所望の形状及び組成からなる導体を準備するか製造し、 −架橋形成剤、スコーチ抑制剤、酸化防止剤及びスペア電荷抑制剤を添加したポ
リエチレンベースの樹脂組成物を準備し、 −ポリエチレンベースの樹脂組成物を押し出し加工して直流ケーブルの導体の周
囲に導体絶縁を形成する（好ましくは、絶縁層と２つの半導電層からなる３層シ
ールドを完全３重押し出し工程によって形成する）； −押し出し加工された絶縁体を架橋形成させ； −本発明においては、ここで下の化学式（Ｉ）によって表されるグリセロール脂
肪酸エステルを有する空間電荷抑制添加物を配合時にポリエチレン樹脂に添加す
る；

【化１】ここで、 −同一または異なるものであるｎ≧１、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は、水素または炭素原子
の数が８−２４であるカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８
−２４であるカルボキシル酸の残基とを含む。 −配合されたポリエチレンベースの樹脂組成物は押し出し加工され、高温加圧下
に十分な時間保持して架橋形成が行われる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５６】

【表１】

【表２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ニランデー，ペリースウェーデン国エス−412 61 イエーテボリ，コパルスラガレガタン 32 (72)発明者カルステンセン，ピータースウェーデン国エス−141 42 ハディンゲ，シェヴェーゲン 62 (72)発明者ファルカス，アンドレアススウェーデン国エス−444 41 ステヌングスンド，ソルダットヴェーゲン６ (72)発明者グスタフソン，アンデルススウェーデン国エス−441 31 アリングソス，レルダールスガタン３ (72)発明者ヨハネッソン，ケネススウェーデン国エス−371 60 リッケビー，リンゲヴェーゲン 35 Ｆターム(参考） 5G305 AA02 AB05 BA12 CA01 CA54 CB08 CB14 CD05 CD09 CD15 CD20 DA23 5G325 GA01 GC02 GC06 GC10 GC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電体と、導電体の周囲に設けられた少なくとも３つの層か
らなる押し出し加工された架橋ポリエチレン、ＸＬＰＥ、ベースの絶縁システム
であって、該押し出し加工された絶縁システムは、ポリエチレンベースの化合物
のほかに、化学式（Ｉ）で表される脂肪酸エステルテルグリセロールからなる添
加剤を含むものであることを特徴とする直流ケーブル【化１】ここで、ｎ≧１であり、同一または異なるものであるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³は、水素または炭素原子の数が８−
２４であるカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８
−２４であるカルボキシル酸の残基とを含む。
【請求項２】前記化学式（Ｉ)で表される化合物において、Ｒ²、Ｒ³が共
に水素原子であり、Ｒ¹＝Ｒがカルボキシル残基であり、結果的に当該化合物は
下記の（ＩＩ）式で表される請求項１に記載の直流ケーブル。【化２】
【請求項３】前記ｎの値は、１から２０の範囲、好ましくは、１から１５
の範囲、さらに好ましくは３から８の範囲である請求項１に記載の直流ケーブル
。
【請求項４】化学式(Ｉ)で表される化合物がモノエステルであることを特
徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の直流ケーブル。
【請求項５】カルボキシル酸とグリセロル化合物の１次ヒドロキシル基か
らエステルが形成されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
直流ケーブル。
【請求項６】化学式(Ｉ)で表される化合物が絶縁体とは導電体の双方に含
まれることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の直流ケーブル。
【請求項７】化学式(Ｉ)で表される化合物は、絶縁層にのみ含まれること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の直流ケーブル。
【請求項８】化学式(Ｉ)で表される化合物は、半導電層にのみ含まれるこ
とを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の直流ケーブル。
【請求項９】化学式(Ｉ)で表現される化合物は、実際の組成物に対して少
なくとも０．０５重量％だけポリマー組成物に含まれることを特徴とする請求項
１ないし８のいずれかに記載の直流ケーブル。
【請求項１０】化学式(Ｉ)で表現される化合物は、実際の組成物に対して
０．０５重量％から２重量％の範囲、好ましくは０．１重量％から１重量％の範
囲だけポリマー組成物に含まれることを特徴とする請求項９に記載の直流ケーブ
ル。
【請求項１１】酸化防止剤、架橋系製剤、潤滑剤、スコーチ遅延剤および
整合剤のうちの１種以上をさらに含む請求項１ないし１０のいずれかに記載の直
流ケーブル。
【請求項１２】化学式(Ｉ)で表現される化合物を含む通常の添加物の総量
は、実際の組成物に対して１０重量％を超えないことを特徴とする請求項１１に
記載の直流ケーブル。
【請求項１３】ポリエチレン(ＰＥ)がエチレンのホモポリマー、３−８の
炭素原子を有するα−オレフィン１つ以上とエチレンのコポリマー、およびビニ
ルアセテート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート
及びジメチルアミノプロピルメタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡ)とエチレンのコ
ポリマーとから選択されたものであることを特徴とする請求項１ないし１２のい
ずれかに記載の直流ケーブル。
【請求項１４】所望の組成からなるポリエチレン化合物(ＰＥ)を化合させ
、該化合したＰＥ化合物を導体の周囲にポリマーベースの絶縁システムの一部と
して押し出し加工し、次に、架橋を形成させてＸＬＰＥとする絶縁被覆を有する
直流ケーブルの製造方法であって、一般式（Ｉ）で表される化合物をＰＥ組成物に含有することを特徴とする直流ケ
ーブルの製造方法【化１】ここで、ｎ≧１であり、同一または異なるものであるＲ¹、Ｒ²、Ｒ³は、水素または炭素原子の数が８−
２４であるカルボキシル酸の残基であり、分子中に、少なくとも２つの自由ＯＨ基と、少なくとも１つの炭素原子の数が８
−２４であるカルボキシル酸の残基とを含む。
【請求項１５】化学式(Ｉ)で表現される化合物が、実際の組成物に対して
少なくとも０．０５重量％だけ含まれることを特徴とする請求項１４に記載の方
法。
【請求項１６】化学式(Ｉ)で表現される化合物が、実際の組成物に対して
０．０５重量％から２重量％の範囲、好ましくは０．１重量％から１重量％の範
囲だけ含まれることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】組成物が、酸化防止剤、架橋系製剤、潤滑剤、スコーチ遅
延剤および整合剤のうちの１種以上をさらに含む請求項１４ないし１６のいずれ
かに記載の方法。
【請求項１８】化学式(Ｉ)で表現される化合物を含む通常の添加物の総量
は、実際の組成物に対して１０重量％を超えないことを特徴とする請求項１５な
いし１７のいずれかに記載の方法。