JP6652182B2 - 樹脂組成物、無機充填剤、直流電力ケーブル、および直流電力ケーブルの製造方法 - Google Patents
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Description
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
樹脂組成物が提供される。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃および直流電界80kV/mmの条件下で測定した前記絶縁層のシートの体積抵抗率は、1×1015Ω・cm以上である
樹脂組成物が提供される。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃の条件下で測定した前記絶縁層のシートの絶縁破壊電界強度は、250kV/mm以上である
樹脂組成物が提供される。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度30℃および大気圧の条件下で前記絶縁層のシートに50kV/mmの直流電界を印加したときの、下記の式(1)により求められる電界強調係数FEFは、1.15未満である
樹脂組成物が提供される。
FEF=E1/(V0/T) ・・・(1)
(ただし、V0は前記シートに印加した電圧(kV)であり、Tは前記シートの厚さ(mm)であり、E1は前記シートの内部の最大電界(kV/mm)である。)
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
少なくともMgOを含む無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
X線光電子分光法により前記無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により前記無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
樹脂組成物が提供される。
無機充填剤であって、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
無機充填剤が提供される。
無機充填剤であって、
X線光電子分光法により前記無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により前記無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
無機充填剤が提供される。
まず、発明者等の得た知見について概略を説明する。
(1)樹脂組成物
本実施形態の樹脂組成物は、後述する直流電力ケーブル10の絶縁層130を構成する材料であり、例えば、ベース樹脂と、無機充填剤200と、架橋剤と、その他の添加剤と、を含んでいる。
ベース樹脂(ベースポリマ)とは、樹脂組成物の主成分を構成する樹脂成分のことをいう。本実施形態のベース樹脂は、例えば、ポリオレフィンを含んでいる。ベース樹脂を構成するポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、ポリプロピレンにエチレン−プロピレンゴムを分散あるいは共重合した熱可塑性エラストマなどが挙げられる。これらのなかでも、ポリエチレンが好ましい。なお、これらのうち2種以上を組み合わせて用いてもよい。
無機充填剤200は、絶縁層130中の空間電荷をトラップし、絶縁層130中の空間電荷の局所的な蓄積を抑制するよう作用する。これにより、絶縁層130の直流特性を向上させることができる。なお、ここでいう「絶縁層130の直流特性」とは、絶縁層130の体積抵抗率、直流破壊電界強度、空間電荷特性などのことを意味する。
Mg(OH)2→MgO+H2O
MV=Σ(Vidi)/ΣVi
なお、体積平均粒径の測定には、動的光散乱式粒子径・粒度分布測定装置が用いられる。
架橋剤は、例えば、有機過酸化物である。有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、1,3−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン等が挙げられる。なお、これらのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
樹脂組成物は、例えば、酸化防止剤と、滑剤と、をさらに含んでいてもよい。
次に、図2を用い、本実施形態の直流電力ケーブルについて説明する。図2は、本実施形態に係る直流電力ケーブルの軸方向に直交する断面図である。
導体110は、例えば、純銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等からなる複数の導体芯線(導電芯線)を撚り合わせることにより構成されている。
内部半導電層120は、導体110の外周を覆うように設けられている。また、内部半導電層120は、半導電性を有し、導体110の表面側における電界集中を抑制するよう構成されている。内部半導電層120は、例えば、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−ブチルアクリレート共重合体、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体等のうち少なくともいずれかと、導電性のカーボンブラックと、を含んでいる。
絶縁層130は、内部半導電層120の外周を覆うように設けられている。絶縁層130は、上記した本実施形態の樹脂組成物を押出成形し、加熱により架橋されている。つまり、絶縁層を構成する樹脂組成物中のベース樹脂としてのポリエチレンは、架橋ポリエチレンとなっている。なお、樹脂組成物中に未架橋のポリエチレンが含まれていても良い。
外部半導電層140は、絶縁層130の外周を覆うように設けられている。また、外部半導電層140は、半導電性を有し、絶縁層130と遮蔽層150との間における電界集中を抑制するよう構成されている。外部半導電層140は、例えば、内部半導電層120と同様の材料により構成されている。
遮蔽層150は、外部半導電層140の外周を覆うように設けられている。遮蔽層150は、例えば、銅テープを巻回することにより構成されるか、或いは、複数の軟銅線等を巻回したワイヤシールドとして構成されている。なお、遮蔽層150の内側や外側に、ゴム引き布等を素材としたテープが巻回されていてもよい。
シース160は、遮蔽層150の外周を覆うように設けられている。シース160は、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリエチレンにより構成されている。
以上のように構成される直流電力ケーブル10では、絶縁層130中に添加される無機充填剤200が、Mg(OH)2を含む核部210と、核部210の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子240を含む被覆部230と、を有していることで、例えば、以下のような絶縁層130の長期耐水性が得られる。
FEF=E1/(V0/T) ・・・(1)
(ただし、V0は絶縁層130のシートに印加した電圧(kV)であり、Tは絶縁層130のシートの厚さ(mm)であり、E1は絶縁層130のシートの内部の最大電界(kV/mm)である。)
直流電力ケーブル10における具体的な各寸法としては、特に限定されるものではないが、例えば、導体110の直径は5mm以上60mm以下であり、内部半導電層120の厚さは1mm以上3mm以下であり、絶縁層130の厚さは1mm以上35mm以下であり、外部半導電層140の厚さは1mm以上3mm以下であり、遮蔽層150の厚さは1mm以上5mm以下であり、シース160の厚さは1mm以上である。本実施形態の直流電力ケーブル10に適用される直流電圧は、例えば80kV以上600kV以下である。
次に、本実施形態の直流電力ケーブルの製造方法について説明する。以下、ステップを「S」と略す。
まず、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物を準備する。当該樹脂組成物準備工程S100は、例えば、無機充填剤準備工程S120と、混合工程S140と、を有している。
例えば、海水法により無機充填剤200を形成する。
ポリエチレンを含むベース樹脂と、無機充填剤200と、有機過酸化物からなる架橋剤と、その他の添加剤(酸化防止剤、滑剤等)と、をバンバリミキサやニーダなどの混合機で混合(混練)し、混合材を形成する。混合材を形成したら、当該混合材を押出機で造粒する。これにより、絶縁層130を構成することとなるペレット状の樹脂組成物が形成される。なお、混練作用の高い2軸型の押出機を用いて、混合から造粒までの工程を一括して行ってもよい。
一方で、複数の導体芯線を撚り合わせることにより形成された導体110を準備する。
次に、3層同時押出機のうち、内部半導電層120を形成する押出機Aに、例えば、エチレン−エチルアクリレート共重合体と、導電性のカーボンブラックとが予め混合された内部半導電層用樹脂組成物を投入する。
次に、外部半導電層140の外側に、例えば銅テープを巻回することにより遮蔽層150を形成する。
次に、押出機に塩化ビニルを投入して押出すことにより、遮蔽層150の外周に、シース160を形成する。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
(1−1)樹脂組成物の準備(製造)
以下の配合剤をバンバリミキサによって混合し、押出機で造粒することで、ペレット状の樹脂組成物を製造した。ここでは、無機充填剤が異なる9つの樹脂組成物を製造した。
低密度ポリエチレン(LDPE)(密度d=0.920、MFR=1g/10min) 100質量部
(無機充填剤)
以下の無機充填剤A〜Fのうちのいずれかを用いた。
無機充填剤A:体積平均粒径0.5μm、Mg(OH)2体積分率29.2%
無機充填剤B:体積平均粒径3.5μm、Mg(OH)2体積分率29.2%
無機充填剤C:体積平均粒径3.5μm、Mg(OH)2体積分率12.0%
無機充填剤D:体積平均粒径3.5μm、Mg(OH)2体積分率52.9%
無機充填剤E:体積平均粒径3.5μm、Mg(OH)2体積分率7.3%
(架橋剤)
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン 1.3質量部
(その他添加剤)
滑剤:オレイン酸アミド 所定量
酸化防止剤:4,4′−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール) 所定量
次に、直径が14mmの希薄銅合金製の導体芯線を撚り合せることにより形成された導体を準備した。導体を準備したら、エチレン−エチルアクリレート共重合体を含む内部半導電層用樹脂組成物と、上述(1−1)で準備した絶縁層用の樹脂組成物と、内部半導電層用樹脂組成物と同様の材料からなる外部半導電層樹脂組成物と、をそれぞれ押出機A〜Cに投入した。押出機A〜Cからのそれぞれの押出物をコモンヘッドに導き、導体の外周に、内側から外側に向けて、内部半導電層、絶縁層および外部半導電層を同時に押出した。このとき、内部半導電層、絶縁層および外部半導電層の厚さを、それぞれ、1mm、14mm、1mmとした。その後、上述の押出成形物を約250℃で加熱することで、絶縁層用の樹脂組成物を架橋させた。その結果、中心から外周に向けて、導体、内部半導電層、絶縁層および外部半導電層を有する直流電力ケーブルのサンプルを製造した。
(2)直流電力ケーブルのサンプルの評価
直流電力ケーブルのサンプル1〜9のそれぞれにおいて、以下の初期評価および長期浸水評価を行った。
(サンプル加工)
直流電力ケーブルのサンプル1〜9のそれぞれを外周面から桂剥きすることで、0.15mmの厚さを有する絶縁層のシートを形成した。
(体積抵抗率)
上記した絶縁層のシートを温度90℃のシリコーンオイル中に浸漬させ、直径25mmの平板電極を用いて、80kV/mmの直流電界を絶縁層のシートに印加することで、体積抵抗率を測定した。当該体積抵抗率が1×1015Ω・cm以上である場合を良好として評価した。
(直流破壊電界強度)
上記した絶縁層のシートを温度90℃のシリコーンオイル中に浸漬させ、直径25mmの平板電極を用いて、4kV/minの速度で印加電圧を上昇させた。絶縁層のシートが絶縁破壊に至ったときに、このときに印加していた電圧をシート厚さで除算することで、該絶縁層のシートの直流破壊電界強度を求めた。当該直流破壊電界強度が250kV/mm以上である場合を良好として評価した。
(空間電荷特性)
パルス静電応力法(PEA法:Pulsed Electro−Acoustic Method)による空間電荷測定装置(ファイブラボ社製)を用い、絶縁層のシートの空間電荷特性を評価した。具体的には、温度30℃および大気圧の条件下で、絶縁層のシートに対して50kV/mmの直流電界を1時間に亘って連続的に印加し、当該シートの内部の最大電界を測定した。このとき、上述の式(1)により、電界強調係数FEFを求めた。当該電界強調係数FEFが1.15未満である場合をA(良好)とし、FEFが1.15以上である場合をB(不良)として評価した。
(浸水試験およびサンプル加工)
直流電力ケーブルのサンプル1〜9のそれぞれを長さ500mmに切断し、切断ケーブルの端部より水が浸透しないように、当該端部をシリコーンゴムで密閉(封止)した。その後、当該切断ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた。なお、切断ケーブルの端部を浸漬させない状態とした。浸漬後、切断ケーブルの中央部を外周面から桂剥きすることで、0.15mmの厚さを有する絶縁層のシートを形成した。
(体積抵抗率、直流破壊電界強度、空間電荷特性)
上記した浸漬後の絶縁層のシートについて、初期評価と同様に、体積抵抗率、直流破壊電界強度および空間電荷特性の評価を行った。
直流電力ケーブルのサンプルの評価を行った結果を以下の表1に示す。なお、表1において、配合剤の含有量の単位は、「質量部」である。また、無機充填剤の体積平均粒径を「MV」と記載し、無機充填剤におけるMg(OH)2の体積分率を「Mg(OH)2VF」と記載している。また、初期評価の結果を「初期」と記載し、浸水評価の結果を「浸水後」と記載している。
Mg(OH)2の体積分率が50%以上である無機充填剤Dを用いたサンプル6では、直流破壊電界強度が初期から250kV/mm未満であった。当該サンプル6では、無機充填剤の粒子が崩壊していたため、崩壊粒子の局所的な集合スポットが形成されていたと考えられる。
Mg(OH)2の体積分率が10%未満である無機充填剤Eを用いたサンプル7では、空間電荷特性が初期からBであった。当該サンプル7では、無機充填剤の表面に充分な凹凸が形成されていなかったため、無機充填剤による空間電荷のトラップ能力を充分に得ることができなかったと考えられる。
無機充填剤Aの含有量を0.1質量部未満としたサンプル8では、体積抵抗率が初期から1×1015Ω・cm未満であった。当該サンプル8では、無機充填剤の含有量が少なかったため、無機充填剤にトラップされない空間電荷が増加していたと考えられる。このため、絶縁層の体積抵抗率が低下したと考えられる。
無機充填剤Aの含有量を5質量部超としたサンプル9では、直流破壊電界強度が初期から250kV/mm未満であった。また、サンプル9では、浸水後の体積抵抗率および直流破壊電界強度が不良であった。
Mg(OH)2の体積分率が10%以上50%未満である無機充填剤A〜Cのいずれかを用い、無機充填剤の含有量を0.1質量部以上5質量部以下としたサンプル1〜5では、初期の体積抵抗率、直流破壊電界強度および空間電荷特性がいずれも良好であり、浸水後の体積抵抗率、直流破壊電界強度および空間電荷特性もいずれも良好であった。
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
樹脂組成物。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃および直流電界80kV/mmの条件下で測定した前記絶縁層のシートの体積抵抗率は、1×1015Ω・cm以上である
樹脂組成物。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃の条件下で測定した前記絶縁層のシートの絶縁破壊電界強度は、250kV/mm以上である
樹脂組成物。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度30℃および大気圧の条件下で前記絶縁層のシートに50kV/mmの直流電界を印加したときの、下記の式(1)により求められる電界強調係数FEFは、1.15未満である
樹脂組成物。
FEF=E1/(V0/T) ・・・(1)
(ただし、V0は前記シートに印加した電圧(kV)であり、Tは前記シートの厚さ(mm)であり、E1は前記シートの内部の最大電界(kV/mm)である。)
前記被覆部の表面には、前記複数のMgO粒子の外形に倣った凹凸が形成されている
付記1〜4のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
前記被覆部では、前記複数のMgO粒子が前記核部の外周に凝集して密着している
付記1〜5のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
前記被覆部は、前記核部の外周全体を覆うように設けられる
付記1〜6のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
少なくともMgOを含む無機充填剤と、
を有する樹脂組成物であって、
前記無機充填剤は、
X線光電子分光法により前記無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により前記無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
樹脂組成物。
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を原料として焼成することにより形成される
付記1〜8のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
前記無機充填剤の体積平均粒径は、5μm以下である
付記1〜9のいずれか1つに記載の樹脂組成物。
無機充填剤であって、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
無機充填剤。
無機充填剤であって、
X線光電子分光法により前記無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により前記無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
無機充填剤。
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
直流電力ケーブル。
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、該直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃および直流電界80kV/mmの条件下で測定した前記絶縁層のシートの体積抵抗率は、1×1015Ω・cm以上である
直流電力ケーブル。
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、該直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃の条件下で測定した前記絶縁層のシートの絶縁破壊電界強度は、250kV/mm以上である
直流電力ケーブル。
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、該直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度30℃および大気圧の条件下で前記絶縁層のシートに50kV/mmの直流電界を印加したときの、下記の式(1)により求められる電界強調係数FEFは、1.15未満である
直流電力ケーブル。
FEF=E1/(V0/T) ・・・(1)
(ただし、V0は前記シートに印加した電圧(kV)であり、Tは前記シートの厚さ(mm)であり、E1は前記シートの内部の最大電界(kV/mm)である。)
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、少なくともMgOを含む無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、
X線光電子分光法により該無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により該無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
直流電力ケーブル。
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物を準備する工程と、
前記樹脂組成物を用い、導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を備え、
前記樹脂組成物を準備する工程は、
Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有する前記無機充填剤を準備する工程と、
前記無機充填剤の含有量を、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下となるように、前記樹脂組成物を混合する工程と、
を有し、
前記無機充填剤を準備する工程では、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率を、10%以上50%未満とする
直流電力ケーブルの製造方法。
前記無機充填剤を準備する工程では、
Mg(OH)2を原料として焼成することにより前記無機充填剤を形成する
付記18に記載の直流電力ケーブルの製造方法。
110 導体
120 内部半導電層
130 絶縁層
140 外部半導電層
150 遮蔽層
160 シース
200 無機充填剤
210 核部
220 Mg(OH)2粒子
230 被覆部
240 MgO粒子
Claims (17)
- 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物であって、
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有し、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
樹脂組成物。 - 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物であって、
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有し、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃および直流電界80kV/mmの条件下で測定した前記絶縁層のシートの体積抵抗率は、1×1015Ω・cm以上である
樹脂組成物。 - 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物であって、
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有し、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃の条件下で測定した前記絶縁層のシートの絶縁破壊電界強度は、250kV/mm以上である
樹脂組成物。 - 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物であって、
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
無機充填剤と、
を有し、
前記無機充填剤は、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記樹脂組成物を用いて絶縁層を形成した直流電力ケーブルを作製し、前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、前記直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度30℃および大気圧の条件下で前記絶縁層のシートに50kV/mmの直流電界を印加した場合に、V0を前記シートに印加した電圧(kV)とし、Tを前記シートの厚さ(mm)とし、E1を前記シートの内部の最大電界(kV/mm)としたときの、下記の式(1)により求められる電界強調係数FEFは、1.15未満である
樹脂組成物。
FEF=E1/(V0/T) ・・・(1) - 前記被覆部の表面には、前記複数のMgO粒子の外形に倣った凹凸が形成されている
請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物であって、
ポリオレフィンを含むベース樹脂と、
少なくともMgOを含む無機充填剤と、
を有し、
前記無機充填剤は、
X線光電子分光法により前記無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により前記無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
樹脂組成物。 - 前記無機充填剤は、Mg(OH)2を原料として焼成することにより形成される
請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 前記無機充填剤の体積平均粒径は、5μm以下である
請求項1〜7のいずれか1項に記載の樹脂組成物。 - 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物に配合され、ポリオレフィンを含むベース樹脂中に添加される無機充填剤であって、
Mg(OH)2を含む核部と、
前記核部の外周を覆うように設けられる複数のMgO粒子を含む被覆部と、
を有し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
無機充填剤。 - 直流電力ケーブルの絶縁層を構成する樹脂組成物に配合され、ポリオレフィンを含むベース樹脂中に添加される無機充填剤であって、
X線光電子分光法により前記無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により前記無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
無機充填剤。 - 前記ベース樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上5質量部以下の配合量で添加される
請求項9又は10に記載の無機充填剤。 - 導体と、
前記導体の外周に設けられた絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周に設けられた複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記樹脂組成物中の前記無機充填剤の含有量は、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下であり、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
直流電力ケーブル。 - 導体と、
前記導体の外周に設けられた絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周に設けられた複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、該直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃および直流電界80kV/mmの条件下で測定した前記絶縁層のシートの体積抵抗率は、1×1015Ω・cm以上である
直流電力ケーブル。 - 導体と、
前記導体の外周に設けられた絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周に設けられた複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、該直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成した場合に、温度90℃の条件下で測定した前記絶縁層のシートの絶縁破壊電界強度は、250kV/mm以上である
直流電力ケーブル。 - 導体と、
前記導体の外周に設けられた絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周に設けられた複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有し、
前記直流電力ケーブルを温度40℃の水槽内に30日間浸漬させた後に、該直流電力ケーブルの前記絶縁層を桂剥きすることで0.15mmの厚さを有する前記絶縁層のシートを形成し、温度30℃および大気圧の条件下で前記絶縁層のシートに50kV/mmの直流電界を印加した場合に、V0を前記シートに印加した電圧(kV)とし、Tを前記シートの厚さ(mm)とし、E1を前記シートの内部の最大電界(kV/mm)としたときの、下記の式(1)により求められる電界強調係数FEFは、1.15未満である
直流電力ケーブル。
FEF=E1/(V0/T) ・・・(1) - 導体と、
前記導体の外周に設けられた絶縁層と、
を備える直流電力ケーブルであって、
前記絶縁層は、ポリオレフィンを含むベース樹脂と、少なくともMgOを含む無機充填剤と、を有する樹脂組成物により構成され、
前記無機充填剤は、
X線光電子分光法により該無機充填剤の表面側から放出される光電子のエネルギースペクトルを測定したときに、MgOに由来するピークを示すのに対して、Mg(OH)2に由来するピークを示さず、
フーリエ変換赤外分光法により該無機充填剤を透過した赤外光に基づいて前記無機充填剤の赤外吸収スペクトルを測定したときに、Mg(OH)2に由来するピークを示し、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率は、10%以上50%未満である
直流電力ケーブル。 - ポリオレフィンを含むベース樹脂と、無機充填剤と、を有する樹脂組成物を準備する工程と、
前記樹脂組成物を用い、導体の外周に絶縁層を形成する工程と、
を備え、
前記樹脂組成物を準備する工程は、
Mg(OH)2を含む核部と、前記核部の外周に設けられた複数のMgO粒子を含む被覆部と、を有する前記無機充填剤を準備する工程と、
前記無機充填剤の含有量を、前記ベース樹脂を100質量部としたときに、0.1質量部以上5質量部以下となるように、前記樹脂組成物を混合する工程と、
を有し、
前記無機充填剤を準備する工程では、
前記無機充填剤の1粒子中のMg(OH)2の体積分率を、10%以上50%未満とする
直流電力ケーブルの製造方法。
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