JP2898880B2 - Crosslinked polyethylene insulated power cable - Google Patents

Crosslinked polyethylene insulated power cable

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JP2898880B2 JP5582694A JP5582694A JP2898880B2 JP 2898880 B2 JP2898880 B2 JP 2898880B2 JP 5582694 A JP5582694 A JP 5582694A JP 5582694 A JP5582694 A JP 5582694A JP 2898880 B2 JP2898880 B2 JP 2898880B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高温、高電界下において
も優れた電気特性を有し、電力ケーブルの絶縁体層用の
材料として好適なポリエチレンを用いた架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is a high temperature, has excellent electrical characteristics even under a high electric field, to crosslinked polyethylene insulated power cable using a suitable polyethylene emissions as a material for the insulator layer of the power cable.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力ケーブルには、絶縁油を含浸させた
クラフト紙または半合成紙で絶縁体層を構成するOFケ
ーブルや、架橋ポリエチレンで絶縁体層を構成する架橋
ポリエチレン絶縁電力ケーブルが使用されている。これ
ら電力ケーブルのうち、架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
ブルは、保守が容易であり、また誘電損も小さいので広
く使用されるようになってきている。そして、その使用
分野の拡大に伴い、使用環境の高圧化が進んでいる。
2. Description of the Related Art As an electric power cable, an OF cable having an insulating layer made of kraft paper or semi-synthetic paper impregnated with insulating oil and a cross-linked polyethylene insulated power cable having an insulating layer made of cross-linked polyethylene are used. ing. Of these power cables, cross-linked polyethylene insulated power cables are becoming widely used because they are easy to maintain and have low dielectric loss. And, with the expansion of the field of use, the use environment is under increasing pressure.

【0003】ところで、上記架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルの場合、その高圧化が進められることに対応し
て、平均運転電界はより高い水準に移行し、また運転時
の温度もより高い温度に上昇していく。例えば、275
kVクラスの架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルにおい
ては、平均運転電界は約6kV/mm、運転時温度も約9
0℃にまで上昇する。
Meanwhile, in the case of the above-mentioned crosslinked polyethylene insulated power cable, the average operating electric field shifts to a higher level and the temperature during operation increases to a higher level in response to the increase in the pressure. Go. For example, 275
In a kV class crosslinked polyethylene insulated power cable, the average operating electric field is about 6 kV / mm and the operating temperature is about 9 kV / mm.
Increase to 0 ° C.

【0004】このように運転電界が上昇すると、それに
伴って、絶縁体層内に存在する欠陥部分への電界集中は
更に大きなものとなり、場合によっては、数10kV/
mmにまで達する。このように架橋ポリエチレンの絶縁体
層が高温、高電界下に置かれると、誘電正接(tan
δ)が上昇して絶縁体層が発熱し、その絶縁破壊値が大
幅に低下する。またtanδの上昇に伴い誘電損は増大
し、その結果、電力ケーブルの送電容量が減少するとい
う事態も発生する。
[0004] When the operating electric field increases in this manner, the electric field concentration on the defective portion existing in the insulator layer further increases, and in some cases, several tens of kV /.
mm. When the insulator layer of the crosslinked polyethylene is placed under a high temperature and a high electric field, the dielectric loss tangent (tan) is increased.
δ) rises and the insulator layer generates heat, and its dielectric breakdown value is greatly reduced. In addition, the dielectric loss increases with an increase in tan δ, and as a result, the power transmission capacity of the power cable may decrease.

【0005】また、長期にわたって高い絶縁性能を維持
するためには、平均運転電界の2倍程度の電界が印加さ
れても、tanδを低い水準に保つことが必要である。
したがって、絶縁性能が安定しかつ大きな送電容量を備
えた架橋ポリエチレン電力ケーブルを製造するために
は、高い平均運転電界においてもtanδが低水準に保
持される架橋ポリエチレンで絶縁体層を構成することが
必要になる。
In order to maintain high insulation performance over a long period of time, it is necessary to keep tan δ at a low level even when an electric field of about twice the average operating electric field is applied.
Therefore, in order to manufacture a crosslinked polyethylene power cable having a stable insulation performance and a large power transmission capacity, it is necessary to configure the insulator layer with crosslinked polyethylene having a low tan δ even at a high average operating electric field. Will be needed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、架橋ポリエ
チレン電力ケーブルに対する上記した要請に応え、高温
下で、平均運転電界が10kV/mm以上であり、その
2倍の電界が印加された場合でも、tanδは増加する
ことなく高い絶縁性能を有し、大容量送電が可能な架
ポリエチレン電力ケーブルの提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention meets the above-mentioned demands for crosslinked polyethylene power cables, and has an average operating electric field of 10 kV / mm or more at a high temperature, even when an electric field twice as large is applied. , tan [delta has a high insulation performance without increasing, and an object thereof is to provide a cross-linking polyethylene power cable capable large capacity transmission.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記した目
的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、絶縁体層
を構成している架橋ポリエチレンの出発素材である未架
橋ポリエチレンにつき、その性状とtanδとの関係を
調べた。その結果、後述するように、特定の高圧法低密
度ポリエチレンは上記目的の達成にとって有用であると
の事実を見出し、本発明の架橋ポリエチレン絶縁電力ケ
ーブルを開発するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in order to achieve the above-mentioned object, and have obtained an uncrosslinked polyethylene which is a starting material of a crosslinked polyethylene constituting an insulator layer. The relationship between properties and tan δ was examined. As a result, as described later, a specific high-pressure low density polyethylene have found facts that it is useful for achieving the above objects, led to the development of cross-linking polyethylene insulated power cable of the present invention.

【0008】すなわち、本発明の架橋ポリエチレン絶縁
電力ケーブルは、 (1)平均運転電界が10kV/mm以上の架橋ポリエチレ
ン電力ケーブルであって、その絶縁体層が、エチレンの
ラジカル重合によって合成され、かつ下記の性状: a、MFRが0.1〜10g/10分; b、密度が0.915〜0.935g/cm3; c、赤外吸収スペクトルにおいて、波数1725±4cm
-1の位置にピークを有するケトン型カルボニル基の吸光
度が0.03〜1.0、波数1743±4cm-1の位置にピ
ークを有するエステル型カルボニル基の吸光度が1.0
以下であり、かつ、その他のカルボニル基に基づく吸光
度が0.03より小さい(ここでいう吸光度は、測定試
料1mm当たりに換算したときの値であ り、単位は(−/
mm)となる); を有している低密度ポリエチレンの架橋体で形成されて
いることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ルであり、 (2)平均運転電界が10kV/mm以上の架橋ポリエチレ
ン電力ケーブルであって、その絶縁体層が、エチレンの
ラジカル重合によって合成され、かつ下記の性状: a、MFRが0.1〜10g/10分; b、密度が0.915〜0.935g/cm3; d、温度上昇溶離分別とゲルパーミエーションクロマト
グラフを組合わせたクロス分別装置を用いた測定におい
て、対象とする低密度ポリエチレンの密度をD(g/cm
3)としたときの次式:T=687×D−547に基づ
いて計算される溶出温度T(℃)以上の温度で溶出する
成分が3重量%以下; を有している低密度ポリエチレンの架橋体で形成されて
いることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ルであり、 (3)平均運転電界が10kV/mm以上の架橋ポリエチレ
ン電力ケーブルであって、その絶縁体層が、エチレンの
ラジカル重合によって合成され、かつ下記の性状: a、MFRが0.1〜10g/10分; b、密度が0.915〜0.935g/cm3; c、赤外吸収スペクトルにおいて、波数1725±4cm
-1の位置にピークを有するケトン型カルボニル基の吸光
度が0.03〜1.0、波数1743±4cm-1の位置にピ
ークを有するエステル型カルボニル基の吸光度が1.0
以下であり、かつ、その他のカルボニル基に基づく吸光
度が0.03より小さい(ここでいう吸光度は、測定試
料1mm当たりに換算したときの値であ り、単位は(−/
mm)となる); d、温度上昇溶離分別とゲルパーミエーションクロマト
グラフを組合わせたクロス分別装置を用いた測定におい
て、対象とする低密度ポリエチレンの密度をD(g/cm
3)としたときの次式:T=687×D−547に基づ
いて計算される溶出温度T(℃)以上の温度で溶出する
成分が3重量%以下; を有している低密度ポリエチレンの架橋体で形成されて
いることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ルである。
That is, the crosslinked polyethylene insulated power cable of the present invention comprises: (1) a crosslinked polyethylene insulated power cable having an average operating electric field of 10 kV / mm or more, wherein the insulator layer is synthesized by radical polymerization of ethylene; The following properties: a, MFR 0.1 to 10 g / 10 min; b, density 0.915 to 0.935 g / cm 3 ; c, wave number 1725 ± 4 cm in infrared absorption spectrum
The absorbance of a ketone-type carbonyl group having a peak at a position of -1 is 0.03 to 1.0, and the absorbance of an ester-type carbonyl group having a peak at a wave number of 1743 ± 4 cm -1 is 1.0.
And the absorbance based on other carbonyl groups is less than 0.03 (the absorbance referred to here is
Ri value Der when converted into per fee 1 mm, the unit is (- /
mm) and made); a cross-linked polyethylene insulated power cable, characterized in that it is formed by crosslinking of the low-density polyethylene having a (2) average operating electric field 10 kV / mm or more crosslinked polyethylene power A cable, the insulator layer of which is synthesized by radical polymerization of ethylene, and having the following properties: a, MFR of 0.1 to 10 g / 10 min; b, density of 0.915 to 0.935 g / cm 3 ; d, the density of the target low-density polyethylene was determined to be D (g / cm) in a measurement using a cross-separation apparatus combining temperature-rise elution fractionation and gel permeation chromatography.
3 ) The content of components eluted at a temperature equal to or higher than the elution temperature T (° C.) calculated based on T = 687 × D-547 is 3% by weight or less; A crosslinked polyethylene insulated power cable characterized by being formed of a crosslinked body, (3) a crosslinked polyethylene power cable having an average operating electric field of 10 kV / mm or more, wherein the insulator layer is formed by radical polymerization of ethylene. And the following properties: a, MFR 0.1 to 10 g / 10 min; b, density 0.915 to 0.935 g / cm 3 ; c, wave number 1725 ± 4 cm in infrared absorption spectrum
The absorbance of a ketone-type carbonyl group having a peak at a position of -1 is 0.03 to 1.0, and the absorbance of an ester-type carbonyl group having a peak at a wave number of 1743 ± 4 cm -1 is 1.0.
And the absorbance based on other carbonyl groups is less than 0.03 (the absorbance referred to here is
Ri value Der when converted into per fee 1 mm, the unit is (- /
d ) In a measurement using a cross-separation apparatus that combines temperature-rise elution fractionation and gel permeation chromatography, the density of the target low-density polyethylene is D (g / cm).
3 ) The content of components eluted at a temperature equal to or higher than the elution temperature T (° C.) calculated based on T = 687 × D-547 is 3% by weight or less; It is a crosslinked polyethylene insulated power cable characterized by being formed of a crosslinked body.

【0009】本発明で絶縁体層の素材として用いるポリ
エチレンは、エチレンの高圧法ラジカル重合によって合
成された低密度ポリエチレンである。これらの低密度ポ
リエチレンは、そのMFR(メルティングフローレー
ト)が0.1〜10g/10分のものである。好ましく
は0.7〜5g/10分、とくに好ましくは0.8〜3
g/10分のものである。
The polyethylene used as the material of the insulator layer in the present invention is a low-density polyethylene synthesized by high-pressure radical polymerization of ethylene. These low-density polyethylenes have a MFR (melting flow rate) of 0.1 to 10 g / 10 minutes. Preferably 0.7 to 5 g / 10 minutes, particularly preferably 0.8 to 3
g / 10 minutes.

【0010】このMFRが高すぎるポリエチレンである
場合には、溶融張力が低下するため、実用上、電力ケー
ブルの製造時に絶縁体層の成形が困難になるからであ
り、またMFRが低すぎるポリエチレンを用いると、導
体上への絶縁体層の溶融押出被覆作業が困難となって生
産性の低下を引き起こすからである。なお、ここでいう
MFRはJISK7210に準拠して測定された値をい
う。
[0010] If the MFR is too high, the melt tension is lowered, so that it is practically difficult to form an insulator layer during the production of a power cable. If used, the work of melt-extrusion coating of the insulator layer on the conductor becomes difficult and causes a decrease in productivity. Here, the MFR is a value measured according to JIS K7210.

【0011】また、この低密度ポリエチレンは、密度が
0.915〜0.935g/cm3 のものである。好ましくは、
0.917〜0.928g/cm3 、とくに好ましくは0.918
〜0.924g/cm3 のものである。密度が高すぎるポリエ
チレンである場合には、形成される絶縁体層の柔軟性が
低下して電力ケーブルとしての実用時におけるハンドリ
ングに難点が生じ、また、密度が低すぎるポリエチレン
を用いると、粘稠な成分が多すぎるため、実使用が困難
になるからである。
The low density polyethylene has a density of
0.915 to 0.935 g / cm 3 . Preferably,
0.917 to 0.928 g / cm 3 , particularly preferably 0.918 g / cm 3
~ 0.924 g / cm 3 . If the density of the polyethylene is too high, the flexibility of the formed insulator layer is reduced, and there is a difficulty in handling in practical use as a power cable. This is because the actual use becomes difficult because there are too many unnecessary components.

【0012】なお、ここでいう密度はJISK7112
に準拠して測定された値をいう。更に、本発明で用いる
低密度ポリエチレンは、波数の分解能が4cm−1以上
である赤外吸収スペクトル測定において、波数1725
±4cm−1の位置にピークを有するケトン型カルボニ
ル基の吸光度が0.03〜1.0、好ましくは0.03
〜0.5、波数1743±4cm−1の位置にピークを
有するエステル型カルボニル基の吸光度が1.0以下、
好ましくは0.5以下であって、波数1743±4cm
−1の位置のピークは存在しなくてもよいものであり、
かつ、その他のカルボニル基に基づく吸光度が0.03
より小さい、好ましくはピークが存在しないような性状
cを有するものである。なお、この性状cは、ポリエチ
レンが架橋されてもほとんど変化しないものである。
The density referred to here is JIS K7112
Means a value measured in accordance with Further, the low-density polyethylene used in the present invention has a wavenumber of 1725 in infrared absorption spectrum measurement with a wavenumber resolution of 4 cm-1 or more.
The absorbance of the ketone-type carbonyl group having a peak at a position of ± 4 cm −1 is 0.03 to 1.0, preferably 0.03 to 1.0.
~ 0.5, the absorbance of the ester type carbonyl group having a peak at the position of the wave number 1743 ± 4 cm -1 is 1.0 or less,
Preferably 0.5 or less, wave number 1743 ± 4 cm
The peak at the position of -1 may not be present,
And the absorbance based on other carbonyl groups is 0.03
It has a property c that is smaller, preferably such that there is no peak. The property c hardly changes even if the polyethylene is crosslinked.

【0013】また、ここでいう吸光度は、測定試料1mm
当りに換算したときの値であり、単位は、−/mmとな
る。上記性状cを満たさないポリエチレンを用いて構成
した絶縁体層は、カルボニル基の影響を受けて、とくに
高温、高電界ではtanδが上昇し、それに伴って絶縁
体層の誘電損が増大して電力ケーブルにおける送電容量
が低下することになる。また、このような電力ケーブル
では、tanδの上昇に起因する発熱のため、高温下に
おける絶縁破壊値が大幅に低下することになる。
The absorbance referred to here is 1 mm for a measurement sample.
It is a value converted to a hit, and the unit is-/ mm. The insulator layer made of polyethylene that does not satisfy the above property c is affected by the carbonyl group, and tan δ increases, especially at high temperature and high electric field, and accordingly, the dielectric loss of the insulator layer increases and the power consumption increases. The transmission capacity of the cable will be reduced. Further, in such a power cable, heat generation due to an increase in tan δ significantly reduces a dielectric breakdown value at a high temperature.

【0014】本発明で用いる低密度ポリエチレンが備え
る性状dとしては、これに対して温度上昇溶離分別とゲ
ルパーミエーションクロマトグラフを組合わせたクロス
分別装置(以下、CFCという)を用いた測定を行った
ときに、(1)式で計算された溶出温度Tと当該低密度
ポリエチレンの密度Dとの関係において、その溶出温度
T以上の温度で溶出する成分が全溶出量に対して3重量
%以下、好ましくは1.5重量%以下である。
The property d of the low-density polyethylene used in the present invention is measured by using a cross-separation apparatus (hereinafter referred to as CFC) in which temperature-rise elution separation and gel permeation chromatography are combined. In the relationship between the elution temperature T calculated by the equation (1) and the density D of the low-density polyethylene, components eluted at a temperature equal to or higher than the elution temperature T are 3% by weight or less based on the total elution amount. , Preferably 1.5% by weight or less.

【0015】本発明におけるCFCを用いた測定は、市
販の装置を用いて、次のようにして行われる。すなわ
ち、J. Appl. Polym. Sci., 26, 4217 (1981)に記載さ
れている原理に基づき、まず、対象とするポリエチレン
を140℃で完全に溶解し、140℃から0℃まで1℃
/分で冷却後、0℃で30分間保持したのち、後記の条
件で測定を行う。この測定により、段階的に昇温して各
温度において溶出した成分の濃度を検出し、溶出量と溶
出温度との関係をプロットすることにより、ポリエチレ
ンの組成分布が測定される。
The measurement using CFC in the present invention is performed as follows using a commercially available device. That is, based on the principle described in J. Appl. Polym. Sci., 26, 4217 (1981), first, the target polyethylene is completely dissolved at 140 ° C. and 1 ° C. from 140 ° C. to 0 ° C.
After cooling at 0 ° C./min and holding at 0 ° C. for 30 minutes, measurement is performed under the following conditions. By this measurement, the concentration of the components eluted at each temperature after the temperature is increased stepwise is detected, and the composition distribution of the polyethylene is measured by plotting the relationship between the elution amount and the elution temperature.

【0016】上記性状dを満たさないポリエチレンを用
いて構成した絶縁体層は、とくに高温、高電界ではta
nδが上昇し、それに伴って絶縁体層の誘電損が増大し
て電力ケーブルにおける送電容量が低下することにな
る。また、tanδの上昇による発熱により、高温下に
おける絶縁破壊値が大幅に低下することになる。したが
って、高温、高電界下で運転される超高圧電力ケーブル
では、上記性状cおよび性状dの両性状を備えたポリエ
チレンを絶縁体層用樹脂として使用することが好まし
い。
The insulator layer made of polyethylene that does not satisfy the above property d has a high temperature and a high electric field.
As nδ increases, the dielectric loss of the insulator layer increases and the transmission capacity of the power cable decreases. In addition, heat generation due to an increase in tan δ significantly reduces a dielectric breakdown value at a high temperature. Therefore, in an ultra-high voltage power cable operated under a high temperature and a high electric field, it is preferable to use polyethylene having both properties c and d as the resin for the insulator layer.

【0017】また、本発明の電力ケーブル絶縁体層用の
ポリエチレンは、上記CFCを用いた測定において、溶
出温度と溶出量の関係を表す微分溶出曲線のピークの1
/2の高さにおける接線と当該微分溶出曲線とに囲まれ
ている部分の高温側の面積(SH )および該ピークの全
面積(SA )の比[S=(SH /SA )×100:単位
%]が、8%以下、好ましくは7%以下、とくに好まし
くは6%以下であるものが好ましい。
Further, the polyethylene for the power cable insulator layer of the present invention has one peak of the differential elution curve showing the relationship between the elution temperature and the elution amount in the measurement using the above-mentioned CFC.
Ratio of the area (S H ) on the high temperature side of the portion surrounded by the tangent line at the height of / 2 and the differential elution curve and the total area (S A ) of the peak [S = (S H / S A )] × 100: unit%] is 8% or less, preferably 7% or less, and particularly preferably 6% or less.

【0018】本発明で用いるポリエチレンは、例えば、
Chem.Eng.,113Dec(19),1966
などの文献に記載されている公知の方法で製造すること
ができる。具体的には、まず、エチレンプラントで精製
されたエチレンガスと、後述するように反応器から循環
されてきた未反応のエチレンガスとを一次圧縮器に送入
し、ここで約200kg/cm程度に圧縮したのち次
の二次圧縮器に送入する。
The polyethylene used in the present invention is, for example,
Chem. Eng. , 113 Dec (19), 1966.
It can be produced by a known method described in a document such as Specifically, first, ethylene gas purified in an ethylene plant and unreacted ethylene gas circulated from a reactor as described later are sent to a primary compressor, where about 200 kg / cm 2 After compressing to the degree, it is sent to the next secondary compressor.

【0019】この二次圧縮器で、後述の反応器から循環
されてきた未反応エチレンガスとともに1500〜35
00kg/cm2程度に圧縮したのち、ラジカル開始剤などと
一緒に反応器に圧入し、この反応器において、最高反応
温度150〜350℃でラジカル重合反応を進める。こ
のとき、送入ガスの18〜20重量%程度が重合される
にすぎないので、この重合ポリマーと未反応エチレンガ
スを、約200kg/cm2程度の高圧セパレータで分離した
のち、つづいて、約0.3kg/cm2程度の低圧セパレータで
分離する。
In this secondary compressor, 1500-35 with unreacted ethylene gas circulated from the reactor described later.
After compression to about 00 kg / cm 2 , the mixture is press-fitted into a reactor together with a radical initiator and the like, and the radical polymerization reaction proceeds at a maximum reaction temperature of 150 to 350 ° C. in this reactor. At this time, since only about 18 to 20% by weight of the supplied gas is polymerized, this polymerized polymer and unreacted ethylene gas are separated by a high-pressure separator of about 200 kg / cm 2 , Separate with a low pressure separator of about 0.3 kg / cm 2 .

【0020】高圧セパレータで分離された未反応エチレ
ンガスは上記した二次圧縮器に還流され、低圧セパレー
タで分離された未反応エチレンガスは、サージタンク,
圧縮器を経由して、その一部は精製エチレンガスと一緒
に上記した一次圧縮器に還流される。低圧セパレータで
分離された重合ポリマーをペレタイザでペレット化し
低密度ポリエチレンを得る。なお、ラジカル重合開始剤
としては、有機過酸化物,酸素が知られているが、有機
過酸化物であることが好ましい。
The unreacted ethylene gas separated by the high-pressure separator is returned to the secondary compressor, and the unreacted ethylene gas separated by the low-pressure separator is supplied to a surge tank,
Via compressor, a portion is returned to the primary compressor described above with refining ethylene gas. Were pelleted polymerization polymer separated in the low pressure separator pelletizer
Obtain low density polyethylene. In addition, radical polymerization initiator
As organic peroxide and oxygen are known,
It is preferably a peroxide.

【0021】本発明の電力ケーブルは、上記したように
して合成され、上記した性状a,b,cまたは/および
dを有する高圧法低密度ポリエチレンをベース樹脂と
し、これに、例えば、ベンゾイルパーオキサイド,t−
ブチルパーオキシベンゾエート,ジクミルパーオキサイ
ド,t−ブチルクミルパーオキサイド,ジ−t−ブチル
パーオキサイド,2,5-ジメチル-2,5−ジ−t−ブチルパ
ーオキシヘキセン,2,4-ジクロロ−ベンゾイルパーオキ
サイドのような有機過酸化物を架橋剤として配合し、得
られた混和物で導体外周を被覆して未架橋の絶縁体層に
したのち、常法の架橋処理によって、上記高圧法低密度
ポリエチレンを架橋体に転化して製造することができ
る。
The power cable of the present invention is synthesized as described above, and is made of a high-pressure low-density polyethylene having the above-mentioned properties a, b, c and / or d as a base resin. , T-
Butylperoxybenzoate, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexene, 2,4-dichloro- An organic peroxide such as benzoyl peroxide is compounded as a cross-linking agent, and the resulting mixture is coated on the outer periphery of the conductor to form an uncross-linked insulator layer. It can be produced by converting high density polyethylene into a crosslinked product.

【0022】[0022]

【発明の実施例】DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

実施例1 Chem. Eng., 113 Dec(19),1966に記載されている方法に
基づき、下記の条件: 反応器、チューブラー反応器;反応圧力、 2800kg
/cm2; 最高反応温度、280℃;エチレン供給量、35kg/hr
; 重合開始剤、t−ブチルパーオキシベンゾエート;重合
開始剤の供給量、1.45g/hr;でポリエチレンを合
成した。
Example 1 Based on the method described in Chem. Eng., 113 Dec (19), 1966, the following conditions: reactor, tubular reactor; reaction pressure, 2800 kg
/ cm 2 ; Maximum reaction temperature, 280 ° C; Ethylene supply rate, 35 kg / hr
A polymerization initiator, t-butyl peroxybenzoate; a supply amount of the polymerization initiator, 1.45 g / hr;

【0023】得られたポリエチレンにつき、下記のよう
に、CFCを用いた測定、MFR測定、密度測定、IR
分析を行った。 CFC測定:機種、CFCT−150A(三菱油化
(株)製) 溶媒、o−ジクロロベンゼン 流速、1ml/min. 濃度、4mg/ml 注入量、0.4ml カラム、AD80M/S、3本(昭和電工(株)製) 溶出温度、0℃,5℃,10℃,20℃,30℃,40
℃,45℃,49℃,52℃,55℃,58℃,61
℃,64℃,67℃,70℃,73℃,76℃,79
℃,82℃,85℃,88℃,91℃,94℃,97
℃,100℃,120℃,140℃ 溶出時間、39分 検出器、赤外分光光度計 検出波長、3.42μm MFR :JIS K7210に準拠 密度 :JIS K7112に準拠 IR分析(ポリエチレン中のカルボニル基の同定):パ
ーキンエルマー社製の1600シリーズFT−IRを用
い、波数分解能4cm-1,積算回数64回,試料厚み約1
mmの条件で測定し、表1に示すそれぞれの波数における
ピークの有無および吸光度を測定以上の結果を表1に示
した。
With respect to the obtained polyethylene, measurement using CFC, MFR measurement, density measurement, IR
Analysis was carried out. CFC measurement: Model, CFCT-150A (manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.) Solvent, o-dichlorobenzene Flow rate, 1 ml / min. Concentration, 4 mg / ml injection amount, 0.4 ml column, AD80M / S, 3 tubes (manufactured by Showa Denko KK) Elution temperature, 0 ° C, 5 ° C, 10 ° C, 20 ° C, 30 ° C, 40
° C, 45 ° C, 49 ° C, 52 ° C, 55 ° C, 58 ° C, 61
° C, 64 ° C, 67 ° C, 70 ° C, 73 ° C, 76 ° C, 79
° C, 82 ° C, 85 ° C, 88 ° C, 91 ° C, 94 ° C, 97
° C, 100 ° C, 120 ° C, 140 ° C Elution time, 39 minutes Detector, infrared spectrophotometer Detection wavelength, 3.42 µm MFR: Conforms to JIS K7210 Density: Conforms to JIS K7112 IR analysis (for carbonyl groups in polyethylene) Identification): Using 1600 series FT-IR manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd., wave number resolution 4 cm -1 , integration frequency 64 times, sample thickness about 1
The measurement was performed under the condition of mm, and the presence or absence of a peak and the absorbance at each wave number shown in Table 1 were measured.

【0024】このポリエチレン100重量部に対し、ジ
クミルパーオキサイド(架橋剤)2重量部、4,4’−
チオビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)
(酸化防止剤)0.3重量部を配合し、この混和物を15
0mm2 の導体上に、内部半導電層および外部半導電層と
一緒に絶縁体層として押出被覆したのち、架橋処理を施
して電力ケーブルを製造した。
With respect to 100 parts by weight of this polyethylene, 2 parts by weight of dicumyl peroxide (crosslinking agent), 4,4'-
Thiobis- (6-t-butyl-3-methylphenol)
(Antioxidant) 0.3 part by weight is blended, and this mixture is mixed with 15 parts by weight.
After extrusion-coating as an insulator layer together with an inner semiconductive layer and an outer semiconductive layer on a 0 mm 2 conductor, a cross-linking treatment was performed to produce a power cable.

【0025】この電力ケーブルにつき、室温および温度
90℃において、平均電界を5kV/mm,10kV/m
m,15kV/mm,20kV/mm,25kV/mmにした
ときのtanδを測定した。なお、測定装置としては、
総研電気(株)製の自動シュアリングブリッジ(機種:
DAU−PSC−UA)を用い、測定周波数は50Hz
とした。
With respect to this power cable, the average electric field was 5 kV / mm and 10 kV / m at room temperature and 90 ° C.
m, tan δ at 15 kV / mm, 20 kV / mm and 25 kV / mm were measured. In addition, as a measuring device,
Automatic Shuring Bridge manufactured by Soken Electric Co., Ltd. (Model:
DAU-PSC-UA) and the measurement frequency is 50 Hz
And

【0026】結果を表1に示した。 実施例2 ラジカル重合反応の条件が、下記の条件: 反応器、オートクレーブ反応器;反応圧力、 2000
kg/cm2; 最高反応温度、235℃;エチレン供給量、45kg/hr
; 重合開始剤、t−ブチルパーオキシイソブチレートとt
−ブチルパーオキシプロピルカーボネート;重合開始剤
の供給量、1.28g/hr;であったことを除いては、
実施例1と同様にしてポリエチレンを合成した。
The results are shown in Table 1. Example 2 The conditions for the radical polymerization reaction were as follows: reactor, autoclave reactor; reaction pressure, 2000
kg / cm 2 ; Maximum reaction temperature, 235 ° C; Ethylene supply rate, 45 kg / hr
A polymerization initiator, t-butyl peroxyisobutyrate and t
Butyl peroxypropyl carbonate; feed of polymerization initiator, 1.28 g / hr;
Polyethylene was synthesized in the same manner as in Example 1.

【0027】このポリエチレンを用いて実施例1と同様
の条件で電力ケーブルを製造した。このポリエチレンの
CFC測定、MFR、密度、IR分析、ならびに電力ケ
ーブルのtanδ測定を実施例1と同様に行った。結果
を表1に示した。 実施例3,4,比較例1〜4 表1に示した性状のポリエチレンをそれぞれ用いた以外
は実施例1と同様に電力ケーブルを製造し、その評価を
行った。その結果を表1に示した。
Using this polyethylene, a power cable was manufactured under the same conditions as in Example 1. The CFC measurement, MFR, density, IR analysis, and tan δ measurement of the power cable of this polyethylene were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. Examples 3 and 4 and Comparative Examples 1 to 4 An electric power cable was manufactured and evaluated in the same manner as in Example 1 except that polyethylene having the properties shown in Table 1 was used. The results are shown in Table 1.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1の結果から明らかなように、本発明
規定するような性状を備えたポリエチレンで絶縁体層を
形成した電力ケーブルは、高温下,平均電界20kV/
mmはもちろんのこと、25kV/mmにおいてもta
nδの上昇がほとんどない。したがって、平均運転電界
が10kV/mm以上の超高圧送電用途においても、本
発明電力ケーブルは絶縁性能の長期安定性を確保でき
る。
As is clear from the results in Table 1, in the present invention ,
Insulation layer made of polyethylene with specified properties
The formed power cable has an average electric field of 20 kV /
mm as well as at 25 kV / mm
There is almost no increase in nδ. Therefore, the power cable of the present invention can secure long-term stability of insulation performance even in an ultrahigh-voltage power transmission application in which the average operating electric field is 10 kV / mm or more.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明
規定するような性状を備えたポリエチレンをベース樹脂
とする絶縁体層が形成されている電力ケーブルは、高
温、高電界下においてもtanδの上昇がほとんどな
い。したがって、高温下における絶縁破壊値が大きく、
送電容量の大きい電力ケーブルとして機能することがで
る。
As apparent from the above description, in the present invention
A power cable in which an insulating layer made of a polyethylene-based resin having specified properties is formed has almost no increase in tan δ even under a high temperature and a high electric field. Therefore, the dielectric breakdown value at high temperature is large,
It that-out is in <br/> functioning as a large power cable transmission capacity.

フロントページの続き (72)発明者 山本 孝二 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化 株式会社 四日市総合研究所内 (72)発明者 石岡 貢 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化 株式会社 四日市総合研究所内 (72)発明者 後藤 節夫 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化 株式会社 四日市総合研究所内Continued on front page (72) Inventor Koji Yamamoto 1 Toho-cho, Yokkaichi-shi, Mie Prefecture Mitsubishi Yuka Co., Ltd. Yokkaichi Research Institute (72) Inventor Mitsugu Ishioka 1 Toho-cho, Yokkaichi-shi, Mie Mitsubishi Yokkaichi Co., Ltd. Within the research institute (72) Inventor Setsuo Goto 1 Toho-cho, Yokkaichi-shi, Mie Pref.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 平均運転電界が10kV/mm以上の架橋ポ
リエチレン電力ケーブルであって、その絶縁体層が、エ
チレンのラジカル重合によって合成され、かつ下記の性
状: a、MFRが0.1〜10g/10分; b、密度が0.915〜0.935g/cm3; c、赤外吸収スペクトルにおいて、波数1725±4cm
-1の位置にピークを有するケトン型カルボニル基の吸光
度が0.03〜1.0、波数1743±4cm-1の位置にピ
ークを有するエステル型カルボニル基の吸光度が1.0
以下であり、かつ、その他のカルボニル基に基づく吸光
度が0.03より小さい(ここでいう吸光度は、測定試
料1mm当たりに換算したときの値であ り、単位は(−/
mm)となる); を有している低密度ポリエチレンの架橋体で形成されて
いることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ル。
1. A crosslinked polyethylene power cable having an average operating electric field of 10 kV / mm or more, wherein an insulating layer thereof is synthesized by radical polymerization of ethylene, and has the following properties: a, MFR of 0.1 to 10 g. B, density 0.995 to 0.935 g / cm 3 ; c, wave number 1725 ± 4 cm in infrared absorption spectrum
The absorbance of a ketone-type carbonyl group having a peak at a position of -1 is 0.03 to 1.0, and the absorbance of an ester-type carbonyl group having a peak at a wave number of 1743 ± 4 cm -1 is 1.0.
And the absorbance based on other carbonyl groups is less than 0.03 (the absorbance referred to here is
Ri value Der when converted into per fee 1 mm, the unit is (- /
mm)) ; a crosslinked polyethylene insulated power cable formed of a crosslinked product of low density polyethylene having:
【請求項2】 平均運転電界が10kV/mm以上の架橋ポ
リエチレン電力ケーブルであって、その絶縁体層が、エ
チレンのラジカル重合によって合成され、かつ下記の性
状: a、MFRが0.1〜10g/10分; b、密度が0.915〜0.935g/cm3; d、温度上昇溶離分別とゲルパーミエーションクロマト
グラフを組合わせたクロス分別装置を用いた測定におい
て、対象とする低密度ポリエチレンの密度をD(g/cm
3)としたときの次式:T=687×D−547に基づ
いて計算される溶出温度T(℃)以上の温度で溶出する
成分が3重量%以下; を有している低密度ポリエチレンの架橋体で形成されて
いることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ル。
2. A crosslinked polyethylene power cable having an average operating electric field of 10 kV / mm or more, wherein an insulating layer thereof is synthesized by radical polymerization of ethylene and has the following properties: a, MFR of 0.1 to 10 g. B, density: 0.915 to 0.935 g / cm 3 ; d, low-density polyethylene of interest in measurement using a cross-separation apparatus combining temperature-rise elution fractionation and gel permeation chromatography Of D (g / cm
3 ) The content of components eluted at a temperature equal to or higher than the elution temperature T (° C.) calculated based on T = 687 × D-547 is 3% by weight or less; A crosslinked polyethylene insulated power cable formed of a crosslinked body.
【請求項3】 平均運転電界が10kV/mm以上の架橋ポ
リエチレン電力ケーブルであって、その絶縁体層が、エ
チレンのラジカル重合によって合成され、かつ下記の性
状: a、MFRが0.1〜10g/10分; b、密度が0.915〜0.935g/cm3; c、赤外吸収スペクトルにおいて、波数1725±4cm
-1の位置にピークを有するケトン型カルボニル基の吸光
度が0.03〜1.0、波数1743±4cm-1の位置にピ
ークを有するエステル型カルボニル基の吸光度が1.0
以下であり、かつ、その他のカルボニル基に基づく吸光
度が0.03より小さい(ここでいう吸光度は、測定試
料1mm当たりに換算したときの値であ り、単位は(−/
mm)となる); d、温度上昇溶離分別とゲルパーミエーションクロマト
グラフを組合わせたクロス分別装置を用いた測定におい
て、対象とする低密度ポリエチレンの密度をD(g/cm
3)としたときの次式:T=687×D−547に基づ
いて計算される溶出温度T(℃)以上の温度で溶出する
成分が3重量%以下; を有している低密度ポリエチレンの架橋体で形成されて
いることを特徴とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブ
ル。
3. A crosslinked polyethylene power cable having an average operating electric field of 10 kV / mm or more, wherein an insulating layer thereof is synthesized by radical polymerization of ethylene, and has the following properties: a, MFR of 0.1 to 10 g. B, density 0.995 to 0.935 g / cm 3 ; c, wave number 1725 ± 4 cm in infrared absorption spectrum
The absorbance of a ketone-type carbonyl group having a peak at a position of -1 is 0.03 to 1.0, and the absorbance of an ester-type carbonyl group having a peak at a wave number of 1743 ± 4 cm -1 is 1.0.
And the absorbance based on other carbonyl groups is less than 0.03 (the absorbance referred to here is
Ri value Der when converted into per fee 1 mm, the unit is (- /
d ) In a measurement using a cross-separation apparatus that combines temperature-rise elution fractionation and gel permeation chromatography, the density of the target low-density polyethylene is D (g / cm).
3 ) The content of components eluted at a temperature equal to or higher than the elution temperature T (° C.) calculated based on T = 687 × D-547 is 3% by weight or less; A crosslinked polyethylene insulated power cable formed of a crosslinked body.
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