JP3428388B2 - 直流用ケーブル - Google Patents
直流用ケーブルInfo
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Description
に、直流破壊強度およびインパルス破壊強度にすぐれた
直流用架橋ポリエチレンケ−ブルに関する。 【0002】 【従来の技術】架橋ポリエチレンを絶縁層とするケ−ブ
ル(以下、架橋PEケ−ブルと記す)は交流用として広
く用いられている。ポリエチレンの架橋には一般にジク
ミルパ−オキサイド(以下、DCPと記す)のような有
機過酸化物が用いられている。 【0003】架橋PEケ−ブルを直流用に用いる場合の
絶縁性能の不安定を改善するため、絶縁層に酸化マグネ
シウムのような有極性無機充填剤を加えることが特公昭
57−21805号公報に開示されている。 【0004】DCPのような架橋剤を用いた架橋PEケ
−ブルでは、架橋剤の分解残渣が架橋ポリエチレン絶縁
体の体積抵抗率を低下させ、電荷蓄積を増大させるため
に、安定した絶縁性能が得られなかった。体積抵抗率の
低下は絶縁体のもれ電流を増し、ジュ−ル熱により絶縁
体の熱破壊に至る。架橋剤の分解残渣が多く分布する絶
縁層の中層部分で体積抵抗率が特に低下するため、直流
課電の下で外層と内層にかかる電圧の負担が大となり、
絶縁体の有効厚さが減少する。また電荷蓄積の増大は絶
縁体中に局部的に高電界を発生させ、低電圧破壊等の原
因となり、あるいは極性反転の際又は逆極性のインパル
スの侵入の際に絶縁破壊が生ずる。 【0005】このような架橋PEケ−ブルの直流特性に
おける欠点は、前述のように有極性無機充填剤の添加に
よって改良された。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかし、架橋ポリエチ
レン絶縁体(以下、架橋PE絶縁体と記す)に酸化マグ
ネシウムのような有極性無機充填剤を加えた直流用ケ−
ブルによると、有極性無機充填剤とポリエチレンとの間
の接着性が悪いため、界面に空隙が生じて、耐雷インパ
ルス強度が低下するおそれが大きい。ケ−ブルの十分な
耐雷インパルス強度を確保するためには、絶縁体の厚さ
を直流耐圧から要求される厚さより大きくすることが必
要とされ、ケ−ブルの外径を大きくしなければならなか
った。 【0007】従って、本発明の目的は、直流絶縁特性に
優れ、しかも耐雷インパルス強度が改良された架橋PE
絶縁体を有する、直流用ケ−ブルを提供することにあ
る。 【0008】本発明の他の目的は、満足できる直流絶縁
特性と耐雷インパルス強度を有し、絶縁層の厚みを低減
した、直流用ケ−ブルを提供することにある。 【0009】 【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、架橋ポリエチレンから成り、添加量が
0.5phr以上5phr以下の酸化マグネシウムを有
極性無機充填剤として含む絶縁層を有する直流用ケーブ
ルにおいて、前記絶縁層に変性量が0.1%以上でかつ
添加量が1phr以上10phr以下の無水マレイン酸
変性ポリエチレンを含有することを特徴とする直流用ケ
ーブルを提供する。 【0010】優れた直流絶縁特性を得るために架橋PE
絶縁層に加える有極性無機充填剤としては、酸化マグネ
シウム(MgO)が適しており、特に純度99%以上の
MgOが好ましく(例えば、特公昭57−21805号
公報、特開平7−21850号公報に記載されてい
る)、少なくとも0.5phr加えることが好ましい。
一方、製造過程において連続押し出し工程での樹脂圧の
過度の上昇を避けるためには、この充填剤量を5phr
以下とすることが好ましい。 【0011】ベ−スレジン(母材)としては、高密度、
中密度、低密度、又は超低密度ポリエチレン、直鎖状低
密度ポリエチレン等のいずれを用いてもよい。 【0012】ポリエチレン架橋剤としては、通常、DC
Pを用いるが、DCP以外の有機過酸化物架橋剤につい
ても本発明は有効である。 【0013】無水マレイン酸変性ポリエチレンは、例え
ば、無水マレイン酸をグラフトしたポリエチレンであ
る。無水マレイン酸による変性量は0.1%以上が好ま
しいが、0.1%を若干下回っても添加量を増せば効果
が得られる。原料ポリマ−(未変性ポリエチレン)とし
て高密度、中密度、低密度又は超低密度ポリエチレン、
直鎖状低密度ポリエチレン等のいずれを用いてもよい。
ベ−スレジン(母材)と同じポリエチレンを変性したも
のが相溶性の点で好ましいが、異なるポリエチレンを変
性してもよい。 【0014】無水マレイン酸変性ポリエチレンの添加量
は発明の充分な効果を得るには1phr以上10phr
以下が好ましい。変性量を選べば、ポリエチレン100
部に対して2重量部未満でも十分効果がある。10ph
rを超えると、異物の混入、成形性の悪化を招く。 【0015】 【発明の実施の形態】以下、本発明の直流用ケ−ブルの
実施の形態を詳細に説明する。本発明の直流用ケ−ブル
の実施の形態では、導体と、その外周に形成された内部
半導電層と、その外周に形成された架橋PE絶縁体と、
その外周に形成された外部半導電層と、その外周に形成
されたシ−スを少なくとも具え、架橋PE絶縁体は、ポ
リエチレンと、無水マレイン酸変性ポリエチレン(以
下、MAHポリエチレンと記す)と、酸化マグネシウム
のような有極性無機充填剤とから成り、DCPのような
有機過酸化物架橋剤を用いて架橋されている。 【0016】MAHポリエチレンの好ましい添加量は1
〜10phr、好ましい変性量は0.1%以上、充填剤
の好ましい添加量は0.5〜5phrである。 【0017】本発明による直流用ケ−ブルを製造するに
は、ポリエチレンの一部と有極性無機充填剤を混練し
て、充填剤濃度の高いマスタ−バッチを作り、これをポ
リエチレンの残部に混合(混練)して所定の充填剤濃度
とし、MAHポリエチレンをマスタ−バッチとポリエチ
レンの混合の際に加え、架橋剤を加えたコンパウンドを
導体上に内外の半導電層とともに押し出して成形し、そ
れを加熱架橋して、架橋PEケ−ブルを得る。MAHポ
リエチレンはマスタ−バッチの混練の工程で(混練前又
は混練中)加えてもよい。 【0018】 【実施例】以下、本発明の直流用ケ−ブルの実施例を詳
細に説明する。 [実施例1]表1のように組成が異なるシ−ト状試料を
作り、試料イ〜ルとした。試料ハからルまでが本発明の
MAHポリエチレンを含む絶縁物組成、試料イとロは比
較用組成である。試料イは低密度ポリエチレンのみ、試
料ロは低密度ポリエチレンに酸化マグネシウムのみを加
えたものである。試料ハ、ニ、ホには変性率0.07
%、試料ヘ、ト、チには変性率0.16%、試料リ、
ヌ、ルには変性率0.34%の無水マレイン酸変性低密
度ポリエチレン(順に変性PE-1、変性PE-2、変性PE-3と
した)をそれぞれ表1に示した割合(重量部)で加え
た。表1中()内はMAHポリエチレンの変性率を示
す。 【0019】 【表1】 【0020】試料は厚さ1mmのシ−ト状に加熱プレス
成形したもので、各試料について低温での伸び特性を評
価した。−50℃の温度で、各組成のダンベル片5個づ
つについて引張り速度毎分200mmでの伸び率を測定
した結果を表2に示す。表2には5片の平均値、最小
値、最大値を示した。 【0021】 【表2】【0022】表2から明らかなように、試料イ、すなわ
ちMgOを添加しないポリエチレンでは伸び率の平均値
は104%、変動率は約9%である。MgOを添加した
試料ロでは伸びの平均値が増大するとともに、試料間の
変動が非常に大きくなる。これは、ポリエチレンとMg
Oの界面の密着が不安定であるためと推定される。 【0023】MAHポリエチレンを添加した試料では、
試料ハを除き、伸び率はMgOを添加しないポリエチレ
ンのそれに近くなった。無水マレイン酸変性量が0.0
7%の試料ハないしホでは、変性ポリエチレンの添加量
が増すにつれ伸びの平均値、変動とも減少するが、試料
ホの5phrで初めて変動率が20%近くまで減少し
た。変性量が0.16%の試料ヘ、ト、チでは3phr
(試料ト)で、変性量が0.34%の試料リ、ヌ、ルで
は1phr(試料リ)で、伸び率が無添加のポリエチレ
ンと同等になり、変動率が20%近くになった。 【0024】この結果は、MgO添加ポリエチレンに無
水マレイン酸変性ポリエチレンを添加することにより、
充填剤とポリエチレンの接着性が向上し、界面の状態が
改善されたことを示すと考えられる。 【0025】[実施例2]表1の試料ロと試料トに相当
する組成に、架橋剤としてDCPを添加したコンパウン
ドを用いて、導体断面積200mm2 、絶縁層の厚さ9
mmのケ−ブル1,2を製造した。 【0026】それぞれのケ−ブルにつき絶縁破壊試験を
行なった。結果を表3に示す。 【表3】 【0027】表3から、MAHポリエチレンを添加しな
いケ−ブル1は直流破壊強度は大きいが耐インパルス強
度は劣るのに対し、変性ポリエチレンを添加したケ−ブ
ル2は直流破壊強度、耐インパルス強度とも優れている
ことが認められる。 【0028】以上の結果から、MgOを含む架橋ポリエ
チレン絶縁層に無水マレイン酸変性ポリエチレンを含有
させることにより、直流破壊強度、耐インパルス強度と
も優れた直流用ケ−ブルが得られることが確かめられ
た。 【0029】 【発明の効果】以上説明した通り、本発明の直流用ケ−
ブルによると、架橋ポリエチレン絶縁体を有する直流用
ケ−ブルにおいて、すぐれた直流絶縁特性を保ち、しか
も耐雷インパルス強度が改良される。すなわち、架橋ポ
リエチレン絶縁層にMgOのような有極性無機充填剤が
添加されているため、DCP等の過酸化物架橋剤の分解
残渣にもとづく体積抵抗率の低下や電荷蓄積の増大が防
がれ、無水マレイン酸変性ポリエチレンを添加したた
め、絶縁層に有極性無機充填剤が存在しても優れた耐雷
インパルス強度が得られる。無水マレイン酸変性ポリエ
チレンの添加が充填剤とポリエチレンの間の接着を改善
すると推定される。 【0030】また本発明の直流用ケ−ブルによると、有
極性無機充填剤とともに無水マレイン酸変性ポリエチレ
ンを添加したため、充填剤による耐雷インパルス強度の
低下が防がれるので、絶縁層の厚みを増さなくても、す
ぐれた直流絶縁特性と充分な耐雷インパルス強度を有す
る直流用架橋PEケ−ブルが得られる。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】架橋ポリエチレンから成り、添加量が0.
5phr以上5phr以下の酸化マグネシウムを有極性
無機充填剤として含む絶縁層を有する直流用ケーブルに
おいて、前記絶縁層に変性量が0.1%以上でかつ添加
量が1phr以上10phr以下の無水マレイン酸変性
ポリエチレンを含有することを特徴とする直流用ケーブ
ル。
Priority Applications (1)
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JP24063397A JP3428388B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 直流用ケーブル |
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JP24063397A JP3428388B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 直流用ケーブル |
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JPH1186636A JPH1186636A (ja) | 1999-03-30 |
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ID=17062408
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP24063397A Expired - Lifetime JP3428388B2 (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 直流用ケーブル |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3428388B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2906361A1 (en) * | 2012-10-10 | 2015-08-19 | ShawCor Ltd. | Coating compositions and processes for making the same |
EP2922068A1 (en) | 2014-03-20 | 2015-09-23 | J-Power Systems Corporation | Method of manufacturing insulating material, master batch, insulating material and power cable |
Families Citing this family (3)
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JP6320692B2 (ja) * | 2013-06-10 | 2018-05-09 | 住友電気工業株式会社 | 直流ケーブル及び電気絶縁組成物 |
EP4286474A4 (en) * | 2021-01-29 | 2024-07-17 | Sumitomo Electric Industries | RESIN COMPOSITION AND POWER CABLE |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24063397A patent/JP3428388B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2906361A1 (en) * | 2012-10-10 | 2015-08-19 | ShawCor Ltd. | Coating compositions and processes for making the same |
EP2906361A4 (en) * | 2012-10-10 | 2016-09-14 | Shawcor Ltd | COATING COMPOSITIONS AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME |
EP2922068A1 (en) | 2014-03-20 | 2015-09-23 | J-Power Systems Corporation | Method of manufacturing insulating material, master batch, insulating material and power cable |
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JPH1186636A (ja) | 1999-03-30 |
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