JP3275343B2 - 直流電力ケーブル - Google Patents
直流電力ケーブルInfo
- Publication number
- JP3275343B2 JP3275343B2 JP02740592A JP2740592A JP3275343B2 JP 3275343 B2 JP3275343 B2 JP 3275343B2 JP 02740592 A JP02740592 A JP 02740592A JP 2740592 A JP2740592 A JP 2740592A JP 3275343 B2 JP3275343 B2 JP 3275343B2
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- JP
- Japan
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- polyethylene
- power cable
- insulator
- organic peroxide
- cable
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- Insulated Conductors (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直流電力ケーブルに
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】長距離、大容量送電を目的とする場合、
直流送電は交流に比べ絶縁体の誘電損失がなく、充電電
流に対する無効力を補償するための設備が不要である、
又、絶縁体の絶縁耐圧が高く安定である等種々の特徴か
ら有利と考えられている。
直流送電は交流に比べ絶縁体の誘電損失がなく、充電電
流に対する無効力を補償するための設備が不要である、
又、絶縁体の絶縁耐圧が高く安定である等種々の特徴か
ら有利と考えられている。
【０００３】現在、直流送電のため、高電圧直流ケーブ
ルは、おもに低粘度の絶縁油と紙からなるＯＦケーブル
が用いられているが、給油設備等必要でありメンテナン
スが面倒である。一方、メンテナンスフリーであるプラ
スチック絶縁ケーブルは、交流電力ケーブルとして架橋
ポリエチレン（ＸＬＰＥ）ケーブルが広く用いられてお
り、ＯＦケーブルに匹敵する超高電圧ケーブルまで開発
されつつある。しかし、直流電圧に対する空間電荷特性
等の問題から、高電圧直流ケーブルとしては用途が限定
されている。
ルは、おもに低粘度の絶縁油と紙からなるＯＦケーブル
が用いられているが、給油設備等必要でありメンテナン
スが面倒である。一方、メンテナンスフリーであるプラ
スチック絶縁ケーブルは、交流電力ケーブルとして架橋
ポリエチレン（ＸＬＰＥ）ケーブルが広く用いられてお
り、ＯＦケーブルに匹敵する超高電圧ケーブルまで開発
されつつある。しかし、直流電圧に対する空間電荷特性
等の問題から、高電圧直流ケーブルとしては用途が限定
されている。
【０００４】すなわちＸＬＰＥケーブルでは直流高電圧
印加によって絶縁体中に逆極性の空間電荷が蓄積され、
逆極性のインパルスや直流極性反転がなされた場合、そ
の絶縁特性の低下が著しいという理由からである。以上
の様な理由から、従来のＸＬＰＥケーブルにかわるＸＬ
ＰＥケーブルの開発がのぞまれている。
印加によって絶縁体中に逆極性の空間電荷が蓄積され、
逆極性のインパルスや直流極性反転がなされた場合、そ
の絶縁特性の低下が著しいという理由からである。以上
の様な理由から、従来のＸＬＰＥケーブルにかわるＸＬ
ＰＥケーブルの開発がのぞまれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般にポリエチレンの
絶縁耐圧強度は、結晶化度が高い程高いとされている
が、直流電圧を印加した場合電極から電荷が注入されて
形成される空間電荷は、ポリエチレンの結晶と非晶の界
面等にトラップされ易いと推定される。また、過電流が
流れた場合等の加熱による変形等に耐えられるための対
策として架橋処理がとられるが、架橋剤として用いられ
る有機過酸化物の分解残渣は空間電荷の形成を増大させ
ることが知られている。
絶縁耐圧強度は、結晶化度が高い程高いとされている
が、直流電圧を印加した場合電極から電荷が注入されて
形成される空間電荷は、ポリエチレンの結晶と非晶の界
面等にトラップされ易いと推定される。また、過電流が
流れた場合等の加熱による変形等に耐えられるための対
策として架橋処理がとられるが、架橋剤として用いられ
る有機過酸化物の分解残渣は空間電荷の形成を増大させ
ることが知られている。
【０００６】このような観点から、本発明者等は、上記
の空間電荷特性が同じＰＥでも重合法により異なること
から重合法を選び重合された無極性のポリエチレンに特
定の極性モノマーを添加架橋により共重合し、更に、特
定の有機過酸化物を用いることにより分解残渣の影響は
少なくなり直流特性の改善が可能であると考え検討を進
めた。
の空間電荷特性が同じＰＥでも重合法により異なること
から重合法を選び重合された無極性のポリエチレンに特
定の極性モノマーを添加架橋により共重合し、更に、特
定の有機過酸化物を用いることにより分解残渣の影響は
少なくなり直流特性の改善が可能であると考え検討を進
めた。
【０００７】そこでこの発明は、特定の重合法により重
合されたポリエチレンを特定し、添加する極性モノマー
を特定して、絶縁体中の空間電荷の蓄積を抑制すること
により、さらに分解残渣の影響の少ない有機過酸化物を
用いることにより高い絶縁特性を持ちかつ、耐熱性の良
い架橋ポリエチレンを得、これを絶縁体として使用する
ことにより高性能の特性を有する直流電力ケーブルを提
供することを目的とする。
合されたポリエチレンを特定し、添加する極性モノマー
を特定して、絶縁体中の空間電荷の蓄積を抑制すること
により、さらに分解残渣の影響の少ない有機過酸化物を
用いることにより高い絶縁特性を持ちかつ、耐熱性の良
い架橋ポリエチレンを得、これを絶縁体として使用する
ことにより高性能の特性を有する直流電力ケーブルを提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、極性モノマーとポリエチレン
（ＰＥ）と１３０℃での半減期が５Ｈｒ以上の有機過酸
化物からなる樹脂組成物を加熱により架橋させてなる架
橋樹脂組成物を絶縁体とした構成を採用したものであ
る。
するため、この発明は、極性モノマーとポリエチレン
（ＰＥ）と１３０℃での半減期が５Ｈｒ以上の有機過酸
化物からなる樹脂組成物を加熱により架橋させてなる架
橋樹脂組成物を絶縁体とした構成を採用したものであ
る。
【０００９】
【作用】極性モノマーである無水マレイン酸等のカルボ
ン酸などが架橋時にポリエチレンにグラフトされ極性基
として働き、均一に材料中に分布するため、空間電荷の
局部的なトラップを防止することができ、又、直鎖状低
密度ポリエチレンは、同じ低圧法で重合して得られる高
結晶化度をもつ低圧法ポリエチレン（高密度ポリエチレ
ン；ＨＤＰＥ）に比べ、結晶性は低いが高圧法ポリエチ
レン（低密度ポリエチレン；ＬＤＰＥ）のような分岐、
長い側鎖等の不規則を持たないため、空間電荷のトラッ
プを低減させると考えられる。このような空間電荷の低
減により直流破壊強度が改善される。又、分解温度の高
い有機過酸化物の分解残渣は空間電荷蓄積がすくないも
のと考えられる。
ン酸などが架橋時にポリエチレンにグラフトされ極性基
として働き、均一に材料中に分布するため、空間電荷の
局部的なトラップを防止することができ、又、直鎖状低
密度ポリエチレンは、同じ低圧法で重合して得られる高
結晶化度をもつ低圧法ポリエチレン（高密度ポリエチレ
ン；ＨＤＰＥ）に比べ、結晶性は低いが高圧法ポリエチ
レン（低密度ポリエチレン；ＬＤＰＥ）のような分岐、
長い側鎖等の不規則を持たないため、空間電荷のトラッ
プを低減させると考えられる。このような空間電荷の低
減により直流破壊強度が改善される。又、分解温度の高
い有機過酸化物の分解残渣は空間電荷蓄積がすくないも
のと考えられる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。
【００１１】この発明の直流電力ケーブルは、極性モノ
マーとポリエチレン（ＰＥ）と有機過酸化物からなる樹
脂組成物を加熱により架橋させてなる架橋樹脂組成物を
用いて絶縁体を形成した構造になっている。
マーとポリエチレン（ＰＥ）と有機過酸化物からなる樹
脂組成物を加熱により架橋させてなる架橋樹脂組成物を
用いて絶縁体を形成した構造になっている。
【００１２】上記絶縁体の形成において、ポリエチレン
に極性モノマー、例えば無水マレイン酸などを添加した
混合物に１３０℃での半減期が５Ｈｒ以上なる有機過酸
化物、例えば２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペル
オキシ）ヘキシン−３などを用いて架橋させた架橋樹脂
組成物を絶縁体に用いることにより、空間電荷蓄積を含
めた直流特性に優れた直流電力ケーブルが出来ることが
わかった。
に極性モノマー、例えば無水マレイン酸などを添加した
混合物に１３０℃での半減期が５Ｈｒ以上なる有機過酸
化物、例えば２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペル
オキシ）ヘキシン−３などを用いて架橋させた架橋樹脂
組成物を絶縁体に用いることにより、空間電荷蓄積を含
めた直流特性に優れた直流電力ケーブルが出来ることが
わかった。
【００１３】通常絶縁材料に添加される安定剤なども添
加されても問題ない。
加されても問題ない。
【００１４】上記極性モノマーとして用いる無水マレイ
ン酸が有効であり、ポリエチレンとしてはポリエチレン
を重合する際にブテン−１、ヘキセン−１、４−メチル
ペンテン−１、オクテン−１、等を添加することにより
一定の長さ（炭素数２から６程度の）側鎖をポリエチレ
ンに導入することにより得られるＪＩＳ Ｋ６７４８に
規定されているような、結晶性は高くは無いものの規則
性に優れた中低圧法により重合され比重０．９４g/cm3
以下の範囲の直鎖状低密度ポリエチレン、又は比重０．
９４g/cm3 以上である高密度ポリエチレンが用いられ
る。
ン酸が有効であり、ポリエチレンとしてはポリエチレン
を重合する際にブテン−１、ヘキセン−１、４−メチル
ペンテン−１、オクテン−１、等を添加することにより
一定の長さ（炭素数２から６程度の）側鎖をポリエチレ
ンに導入することにより得られるＪＩＳ Ｋ６７４８に
規定されているような、結晶性は高くは無いものの規則
性に優れた中低圧法により重合され比重０．９４g/cm3
以下の範囲の直鎖状低密度ポリエチレン、又は比重０．
９４g/cm3 以上である高密度ポリエチレンが用いられ
る。
【００１５】表１にこの発明の実施例と比較例について
記した。以下に詳細述べる。
記した。以下に詳細述べる。
【００１６】実験サンプルは、各種ポリエチレン及びそ
れらに極性モノマーとして無水マレイン酸を、また架橋
剤として有機過酸化物としてジクミルペルオキシド（Ｄ
ＣＰ）、２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキサン（ＡＰＯ）または、２，５ジメチル２，５
ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３（ＹＰＯ）を
１重量部混合したものを、１８０℃３０分の条件で熱プ
レスにより作成したシートを用いた。空間電荷蓄積の評
価は２mmシートに２０ｋｖ課電後パルス静電応力法によ
り測定した。蓄積電荷量の量は＋の数で示した。ＤＣ破
壊は０．２mmシートを用い９０℃で測定した。
れらに極性モノマーとして無水マレイン酸を、また架橋
剤として有機過酸化物としてジクミルペルオキシド（Ｄ
ＣＰ）、２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキサン（ＡＰＯ）または、２，５ジメチル２，５
ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３（ＹＰＯ）を
１重量部混合したものを、１８０℃３０分の条件で熱プ
レスにより作成したシートを用いた。空間電荷蓄積の評
価は２mmシートに２０ｋｖ課電後パルス静電応力法によ
り測定した。蓄積電荷量の量は＋の数で示した。ＤＣ破
壊は０．２mmシートを用い９０℃で測定した。
【００１７】
【表１】
【００１８】表中の語句の説明 ＤＣＰ：ジクミルペルオキシド（１３０℃での半減期
１．８Ｈｒ） ＡＰＯ：２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキサン（同５，６Ｈｒ） ＹＰＯ：２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキシン−３（同８．６Ｈｒ） 空間電荷：Ｍ：ホモ電荷蓄積 Ｒ：ヘテロ電荷蓄積 表１に空間電荷分布の測定結果を示す。電極近傍にＤＣ
課電極性と同極性の電荷蓄積されている場合ホモ電荷蓄
積、その逆の場合ヘテロ電荷蓄積。
１．８Ｈｒ） ＡＰＯ：２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキサン（同５，６Ｈｒ） ＹＰＯ：２，５ジメチル２，５ジ（ｔ−ブチルペルオキ
シ）ヘキシン−３（同８．６Ｈｒ） 空間電荷：Ｍ：ホモ電荷蓄積 Ｒ：ヘテロ電荷蓄積 表１に空間電荷分布の測定結果を示す。電極近傍にＤＣ
課電極性と同極性の電荷蓄積されている場合ホモ電荷蓄
積、その逆の場合ヘテロ電荷蓄積。
【００１９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、極性モノマーとポリエチレンの混合物と１３０
℃での半減期５Ｈｒ以上の有機過酸化物により架橋させ
たものを絶縁体に用いることにより、直流高電圧印加に
よる空間電荷蓄積を防止できＸＬＰＥ絶縁ケーブルと同
様に耐熱性の良い直流高電圧ケーブルができる。
よれば、極性モノマーとポリエチレンの混合物と１３０
℃での半減期５Ｈｒ以上の有機過酸化物により架橋させ
たものを絶縁体に用いることにより、直流高電圧印加に
よる空間電荷蓄積を防止できＸＬＰＥ絶縁ケーブルと同
様に耐熱性の良い直流高電圧ケーブルができる。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−150810（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−46604（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−186507（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/16 - 3/56 H01B 7/00 - 7/02 H01B 9/00 - 9/06 C08L 1/00 - 101/16
Claims (3)
- 【請求項１】 極性モノマーとポリエチレン（ＰＥ）と
１３０℃での半減期が５Ｈｒ以上の有機過酸化物からな
る樹脂組成物を加熱により架橋させてなる架橋樹脂組成
物を絶縁体としたことを特徴とする直流電力ケーブル。 - 【請求項２】 有機過酸化物として２，５ジメチル２，
５ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３を用いたこ
とを特徴とする請求項１記載の直流電力ケーブル。 - 【請求項３】 ポリエチレンとして比重０．９４ｇ／ｃ
ｍ3以下の直鎖状低密度ポリエチレン、又は、比重０．
９４ｇ／ｃｍ3以上の高密度ポリエチレンであることを
特徴とする請求項１又は２に記載の直流電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02740592A JP3275343B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 直流電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02740592A JP3275343B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 直流電力ケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198218A JPH05198218A (ja) | 1993-08-06 |
| JP3275343B2 true JP3275343B2 (ja) | 2002-04-15 |
Family
ID=12220171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02740592A Expired - Lifetime JP3275343B2 (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 直流電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3275343B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE602008002996D1 (de) * | 2008-02-20 | 2010-11-25 | Abb Research Ltd | Verfahren zur Bereitstellung eines elektrischen Hochspannungsgleichstromkabels oder Hochspannungsgleichströmende oder -verbindungsstelle |
| CN106531316A (zh) * | 2016-10-17 | 2017-03-22 | 安徽省绿环电气股份有限公司 | 一种抗电枝老化型交联聚乙烯电力电缆 |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP02740592A patent/JP3275343B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05198218A (ja) | 1993-08-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090208 Year of fee payment: 7 |
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