JPH02174002A - 半導電性組成物および電力ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導電性組成物の防水性や耐油性を向上させ
ると共に、熱安定性や耐酸化性の機能等も付与した組成
物、およびこれを内・外半導電層に用いた電カケープル
に関するものである。

〈従来の技術〉 近年、Ｃｖ電カケ−プルの高圧化は、急速に増加する傾
向にあり、そのため、絶縁体自体の耐圧性能や長期安定
性に対する信頼性の要求は高まる一方である。

このような状況下で、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）絶
縁体に特有な劣化現象である水トリーとその抑止方法に
ついては、これまで数多くの研究がなされている。

〈発明が解決しようとする課題〉 そして、この水トリーの発生・進展機構については、こ
れまで種々のメカニズムが提案されているが、近年製造
されている乾式架橋型のＣ■電カケ−プルでは、外部か
らＸＬＰＥ絶縁体中に水が浸透し、この浸透水が、電界
の作用によって、異物、ボイド等の局部的な高電界部分
に連続的に凝縮し、それがＸＬＰＥ絶縁体中に放出され
、水トリーが進展すると考えられている。

従って、水のＸＬＰＥ絶縁体中への浸入を出来る限り防
止することが、水トリー発生・進展防止の鍵となる。

そこで、本発明者等が、水のＸＬＰＥ絶縁体中への浸入
を防止する方法として、種々の実験、研究を行った結果
、Ｃｖ電カケ−プルの内部、外部の両生導電層中に、弗
素系界面活性剤を煉り込んだ場合、良好な水トリー抑制
効果があることを突き止めた。

本発明は、このような結果に基づいてなされたものであ
る。

〈課題を解決するための手段およびその作用〉か＼る本
発明の一つは、ベース樹脂１００重量部と、導電性付与
剤１０〜８０重量部と、含有疎水基中の炭素に結合した
水素の一部または全部を弗素で置換した弗素系界面活性
剤１〜１０重量部からなる半導電性組成物にあり、本発
明のもう一つは、この半導電性組成物により半導電層を
形成した電カケープルにある。

ここで、上記弗素系界面活性剤とは、通常の界面活性剤
の疎水基（含有疎水基）中の炭素Ｃに結合した水素Ｈの
一部または全部を弗素Ｆで置換したもので、その代表的
なものとしては、例えばパーフロロモノカルボン酸クロ
ム錯化合物が挙げられる。

この弗素系界面活性剤の添加により、得られる半導電性
組成物の防水性や耐油性が向上される。

その理由としては、炭化弗素鎖は疎水性であると共に疎
油性であることから、この系で処理したものは捩水性で
あり、しかも投油性になることが考えられる。また、−
ＣＦ基の持つ高い結合エネルギー等により、熱安定性や
耐酸化性の機能等も付与される。

これらの弗素系界面活性剤は、その添加に際して、出来
る限り微細に粉砕されたものが、分散性や水の撥水効果
から望ましく、また、その添加量は、界面活性剤の種類
や半導電性組成物のベース樹脂の種類等により異なるが
、最高１０重量部までがよく、一般には、１〜１０重量
部重量部箱囲が望ましい。

なぜならば、１０重量部を越えると、組成物の導電性が
低下すると同時に、分散不良により成形加工性が低下す
るからであり、また、１重量部未満では、十分な防水性
や耐油性の向上が得られないからである。

この半導電性組成物のベース樹脂としては、例えばポリ
エチレン、ＥＰゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢
酸ビニル−塩化ビニルグラフト共重合体等、またはされ
らの混合物が挙げられる。

また、導電性付与剤としては、カーボンや金属フラー等
が挙げられ、その添加量としては、１０〜８０重量部が
好ましい。というのは、１０重量部未満では、組成物の
必要とされる導電性が得られず、また８０重量部を越え
ると、添加の割りには導電性の向上が得られず、かえっ
て加工性が低下するからである。

このようにしてなる半導電性組成物を用いて、内・外生
導電層（何れか一方の場合等も可）を有する電カケープ
ルを製造するには、半導電組成物をテープ化して、導体
上や絶縁体上に巻き付ける等して施すこともできるが、
導体上に、内部半導電層、絶縁体および外部半導電層の
３層を同時押出して製造することができる。

因みに、本発明効果の立証のため、第１表に示した６Ｋ
Ｖ、ｌｏｏｍｍ”ｃＶ電カケ−プルを試作した（実施例
１〜４）。

ここで、絶縁体厚さは３．５ｍｍで、内部半導電層およ
び外部半導電層は各１ｍｍ厚さとして、３層を同時押出
し、窒素（Ｎ２）ガスの乾式により架橋させた。また、
この半導電層の組成物中で用いた弗素系界面活性剤は、
パーフロロモノカルボン酸クロム錯化合物である。

なお、比較のため、弗素系界面活性剤が添加されない同
様のＣ■電カケ−プルおよび本発明条件を満たさない同
様のＣＶ電カケ−プルも試作した（比較例１〜２）。

そして、各ケーブルについて、以下の浸水課電試験を行
い、交流（ＡＣ）破壊電圧値、および水トリー発生数を
求めた。その結果を上記第１表に併記した。

浸水課電試験 この試験の試験水には１％のＮａ　Ｃ１溶液を用いた。

そして、先ず、導体注水有り条件下（導体部分に水を注
いだ条件下）で、７０°Ｃの温水中で、１ＫＨｚ、ｌ０
ＫＶの電圧を９０日間課電した。

その後、商用交流（ＡＣ１５０Ｈｚ）の電圧を５ＫＶ／
３０分間のステップアップで昇圧し、破壊電圧を求めた
。

また、水トリーの発生は、上記破壊電圧値を求めたケー
ブルを解体し、絶縁体中における水トリー発生数により
調べた。その発生数は、比較例の発生数を１００とした
相対量で示しである。

上記第１表から、本発明に係る電カケープル（実施例１
〜４）の場合、弗素系界面活性剤の添加された半導電性
組成物により内・外生導電層が形成されているため、こ
の組成物の防水性や耐油性の効果により、絶縁体側への
水の浸入が防止されるため、浸水課電後でも、水トリー
の発生数が少ないことが判る。

これに対して、弗素系界面活性剤の添加のない電カケー
プルおよび本発明条件を満たさない電カケープル（比較
例１〜２）の場合、絶縁体側への水の浸入があって、水
トリーの発生数が多くことが判る。

なお、上記本発明の導電性組成物には、通常添加する他
の添加剤、例えば老化防止剤や、架橋剤、架橋助剤、滑
剤、軟化剤、可塑剤等の必要なものを、適宜添加するこ
とができること勿論である。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば、次のよ
うな効果が得られる。

（１）弗素系界面活性剤の添加により、防水性や耐油性
の向上した半導電性組成物を得ることができる。また、
弗素系界面活性剤の一〇Ｆ基の高い結合エネルギー作用
により、熱安定性や耐酸化性の機能等が付与された半導
電性組成物を得ることができる。

（２）上記半導電性組成物を半導電層（内・外部または
何れか一方）に施すことにより、その優れた防水性や耐
油性によって、耐水トリー性の向上した電カケープルを
得ることができる。

また、この半導電性組成物の熱安定性や耐酸化性の機能
等により、製造条件の高温化および使用耐熱温度の特性
に優れた電カケープルを得ることもできる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ベース樹脂１００重量部と、導電性付与剤１０〜
   ８０重量部と、含有疎水基中の炭素に結合した水素の一
   部または全部を弗素で置換した弗素系界面活性剤１〜１
   ０重量部からなる半導電性組成物。
2. （２）前記請求項１記載の半導電性組成物により半導電
   層を形成した電力ケーブル。