JP3874861B2

JP3874861B2 - 直流ｏｆケーブル

Info

Publication number: JP3874861B2
Application number: JP32032996A
Authority: JP
Inventors: 享高橋; 四郎中山
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1996-11-29
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2016-11-29
Also published as: JPH10162652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ポリプロピレンラミネート紙（以下、ＰＰラミネート紙と略記する。）を絶縁紙として用いた直流ＯＦケーブルに関し、直流絶縁破壊強度およびインパルス絶縁破壊強度を向上し、同時にＰＰラミネート紙の絶縁油による膨潤性を低下させたものである。
【０００２】
【従来の技術】
超高圧直流送電ケーブルとして従来よりＯＦケーブルが用いられている。直流ケーブルは長距離送電に有利であることから、直流ＯＦケーブルは海底長尺ケーブル等に用いられることが多い。このため、このような直流ＯＦケーブルに用いられる絶縁油には、長距離にわたって所定の油圧を維持するため、低粘度のものが用いられ、その代表的なものにはＪＩＳ−Ｃ−２３２０２種３号油として規定されている直鎖状アルキルベンゼン油などがある。
【０００３】
一方、絶縁油としては長らくクラフト紙が用いられてきたが、近年プラスチックフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせたプラスチックラミネート紙が絶縁破壊特性に優れることから直流ＯＦケーブル用の絶縁紙として使用することが検討されている。
このプラスチックラミネート紙としては、ポリプロピレンフィルムを用いたＰＰラミネート紙がその性能、使用実績から最も広く用いられている。
【０００４】
ところで、絶縁紙としてＰＰラミネート紙を用い、絶縁油としてアルキルベンゼン油を用いた直流ＯＦケーブルは、絶縁紙としてクラフト紙を用い、絶縁油としてアルキルベンゼン油を用いた従前の直流ＯＦケーブルよりも直流絶縁破壊強度、インパルス絶縁破壊強度が優れるものの、更にこれらの特性を向上させて絶縁層の厚みを薄くしてケーブルを細径化することが望まれている。
【０００５】
また、ＰＰラミネート紙を構成するポリプロピレンは炭化水素系のポリマーであるため、ＰＰラミネート紙にあっては同様の炭化水素系の絶縁油であるアルキルベンゼン油に対して油浸膨潤の問題があり、この膨潤が顕著な場合にはケーブル曲げ試験時に絶縁層の紙シワ、座屈が生じたり、絶縁層の厚み方向の油流抵抗が増大したりするなどの問題が生じ、ＰＰラミネート紙のポリプロピレンフィルムの油浸膨潤の低減が望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、この発明における課題は、ＰＰラミネート紙を巻回し、これにアルキルベンゼン油を含浸した直流ＯＦケーブルの直流絶縁破壊強度、インパルス絶縁破壊強度を向上すると同時にＰＰラミネート紙の油膨潤性を改善することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題は、絶縁油として、アルキルベンゼン油にエステル系絶縁油を混合した比誘電率２．５〜３．５、絶縁抵抗１×１０¹³〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの絶縁油を用いることにより解決される。
【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ＯＦケーブルは、絶縁紙としてＰＰラミネート紙を導体上に巻回し、これにアルキルベンゼン油とエステル系絶縁油とを混合した比誘電率２．５〜３．５で絶縁抵抗１×１０¹³〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍである絶縁油を含浸したものである。
ここで用いられるＰＰラミネート紙としては、特に限定されず、ＰＰフィルムの両面にクラフト紙が貼り合わせられたもので、その厚みが５０〜２００μｍであり、全体の厚みに対するプロピレンフィルムの厚みの割合（ＰＰ分率と言う。）が３０〜６０％の範囲にあるものが用いられる。
【０００９】
また、ここで用いられる絶縁油としては、アルキルベンゼン油とエステル系絶縁油との混合油であって、その比誘電率が２．５〜３．５の範囲にあり、かつ絶縁抵抗が１×１０¹³〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲にあるものが用いられる。
本発明での比誘電率および絶縁抵抗は、ＪＩＳ−Ｃ−２１０１に規定される方法で求められるものを言う。
【００１０】
上記アルキルベンゼン油としては、ＪＩＳ−Ｃ−２３２０２種３号油として規定されている低粘度、低流動点のものが用いられ、直鎖状アルキルベンゼン油が用いられる。
さらに、上記エステル系絶縁油としては、比較的粘度の低いものが好ましく、例えばベンジルネオカプレート（比誘電率３．４２）、トリクレジルホスフェート（比誘電率６．４）などが挙げられる。
【００１１】
アルキルベンゼン油とエステル系絶縁油との混合比は、特に限定されず、混合油の比誘電率および絶縁抵抗が上述の範囲となるようにそれらの量比を定めればよい。
例えば、エステル系絶縁油としてトリクレジルホスフェートを用いた場合には、体積比で１０〜５０％程度、ベンジルネオカプレートを用いた場合には３０〜６０％程度である。
【００１２】
アルキルベンゼン油とエステル系絶縁油との混合油の比誘電率が２．５未満であればインパルス絶縁破壊強度向上効果が得られず、３．５を越えると直流絶縁破壊強度が低下して好ましくない。
また、その絶縁抵抗が１×１０¹³Ω・ｃｍ未満では絶縁抵抗の低下に伴う直流熱破壊因子に起因する特性の低下が生じて不都合となり、１×１０¹⁵Ω・ｃｍを越えると直流絶縁破壊強度改善効果が得られなくなる。
【００１３】
このような直流ＯＦケーブルにあっては、そのインパルス絶縁破壊強度および直流絶縁破壊強度が向上し、かつＰＰラミネート紙の油膨潤性が改善される。
直流ＯＦケーブルの絶縁破壊は、弱点である油隙（オイルギャップ）が起点となることが知られており、インパルス電圧が印加された場合、電圧は容量分担となるので比誘電率に逆比例した分担電圧となる。一般のアルキルベンゼン油ではその比誘電率が約２．２であり、ＰＰラミネート紙絶縁層ではＰＰ分率３０〜６０％で比誘電率が２．５〜３．０であることから、油隙に大きな電圧分担となる。このため、混合絶縁油の比誘電率を２．５〜３．５とすることで、油隙の分担電圧を低下させることができ、インパルス絶縁破壊強度を高めることができる。
【００１４】
また、直流電圧が印加された場合、電圧は抵抗分担となる。絶縁油の絶縁抵抗が高くなると油隙の分担電圧が大きくなり、直流絶縁破壊強度が低下する。一般のアルキルベンゼン油の絶縁抵抗が１×１０¹⁶Ω・ｃｍ程度であるので、この絶縁抵抗を１×１０¹³〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍとすることで油隙での直流絶縁破壊強度を高めることができる。
さらに、エステル系絶縁油は、元来ポリプロピレンに対する相溶性が小さいことから、混合油によるＰＰラミネート紙の油浸膨潤は小さいものとなる。
【００１５】
本発明の直流ＯＦケーブルでは、導体側および遮蔽層側にクラフト紙を数回ないし数１０回巻回し、これに上記混合油を含浸した副絶縁層を設けることもでき、これによってインパルス絶縁破壊強度を向上でき、鉛工対策もできて好ましい。
【００１６】
以下、具体例を示して作用、効果を明確にする。
（実施例）
径２０ｍｍの導体上にＰＰ分率５５％、厚み１２５μｍのＰＰラミネート紙を８層巻回して約１ｍｍの絶縁層を形成し、これに種々の絶縁油を含浸してモデルケーブルを作成した。
絶縁油として、直鎖状アルキルベンゼン油（ＪＩＳ−Ｃ−２３２０２種３号油）およびこれにエステル系絶縁油としてトリクレジルホスフェート（ＴＣＰ）またはベンジルネオカプレート（ＢＮＣ）を種々の割合で混合したものを使用した。
【００１７】
このモデルケーブルのインパルス絶縁破壊強度および直流絶縁破壊強度を温度８０℃、油圧１ｋｇ／ｃｍ²の条件下で測定した。油浸膨潤試験はＰＰラミネート紙を積層し、油圧１ｋｇ／ｃｍ²、温度１００℃の絶縁油中での平衡厚み増加率により評価した。
結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の直流ＯＦケーブルにあっては、インパルス絶縁破壊強度、直流絶縁破壊強度が向上し、絶縁層の厚みを薄くでき、細径化が可能となる。また、ＰＰラミネート紙の絶縁油による油浸膨潤を減少することもできる。

Claims

ポリプロピレンラミネート紙を巻回し、これにアルキルベンゼン油とエステル系絶縁油とを混合した比誘電率２．５〜３．５、絶縁抵抗１×１０¹³〜１×１０¹⁵Ω・ｃｍの絶縁油を含浸した絶縁層を有する直流ＯＦケーブル。