JPH0231931Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔技術分野〕 本考案は、電気絶縁油に浸された電気絶縁ケー
ブルの改良に関するものである。 〔従来技術とその問題点〕 油浸電気ケーブルの油浸絶縁層（または誘電
層）として、従来は電気絶縁紙が使われてきた
が、最近になつて、ポリオレフインフイルムが使
われるケースが出てきた。このフイルムは電気絶
縁紙よりも耐圧がはるかに高いというだけでな
く、誘電正接が小さいこと、あるいは誘電率が絶
縁油の誘電率に近いことなど、いくつかの利点を
有している。しかし、従来のポリオレフインフイ
ルムをまいたケーブルは、絶縁油による膨潤が極
めて大きいという欠点を有しており、そのために
油浸絶縁用途に用いる場合、各種の制限があつ
た。例えば溶融押出ポリブデン−１フイルムを巻
いてケーブルを作り、これを絶縁油に浸す場合、
油によつてフイルムが膨潤し、ケーブルは巻き締
つて固くなつてしまい、層間の絶縁油の流通性が
悪くなつてしまうというトラブルを生じる。これ
を避ける応急策として、はじめにケーブルを巻く
時、緩く巻いておくという手法があるが、緩く巻
くと、巻きずれを起しやすく、また、巻きじわも
発生しやすい。 本考案の目的は上記欠点を改良したポリブデン
−１フイルムをまいた油浸電気絶縁ケーブルを提
供せんとするものである。 〔考案の開示〕 本考案は、上記目的を達成するため、次の構成
すなわち、密度0.910ｇ／cm³以上、両軸方向の強
度比（長手方向引張強度／幅方向引張強度）５〜
15の範囲にある油浸電気絶縁用ポリブデン−１フ
イルムをまいたことを特徴とするケーブルであ
る。 ここでいうポリブデン−１とは、密度が0.91以
上有するものであり、メルトインデツクスが0.1
〜40ｇ／10分、好ましくは0.5〜20ｇ／10分の範
囲のものである。密度が上記より少なくなると、
絶縁油による膨潤が大きくなり好ましくない。ま
た、メルトインデツクスが上記範囲より小さい
と、やはり絶縁油による膨潤が大きくなるし、逆
に、上記範囲より大きいと、絶縁油中への溶出分
が増加し、絶縁油の粘度上昇を起したりするので
好ましくない。本考案ケーブルに用いるフイルム
の両軸方向の強度比、すなわち、フイルムの長手
方向の引張強度を幅方向の引張強度で割つた値
は、５〜15、好ましくは７〜12の範囲にあること
が必要である。この強度比がこの範囲より小さく
なると、絶縁油による膨潤が大きくなる。これは
次の理由による。一般的にプラスチツクフイルム
を、圧延ロールにより製造する場合は、フイルム
は長手方向に圧延されることとなり、圧延倍率に
従つて長手方向の引張強度が変化する。これに対
して幅方向の引張強度は大きな変化がない。従つ
て該フイルムの両軸方向の強度の大小は、実質的
には長手方向の強度の大小を意味することとな
る。又長手方向の強度が大きいということは結晶
間に存在する非結晶部分がより少いということを
意味する。 一方膨潤とは、結晶間に存在する非結晶部分に
油が侵入し、結晶間の結合を分断する現象（即ち
厚さが増加する現象）である。従つて、両軸方向
の強度比が小さいこと、即ち長手方向の引張強度
が小さいということは、結晶間に存在する非結晶
部分が多いということであつて、油の侵入も多く
なり膨潤が大きくなるわけである。また逆に、こ
の範囲より大きくなると、フイルム面内の方向に
よる特性差が大きくなりすぎるため絶縁層を巻く
時の作業性が著しく劣つたものとなつてしまう
（例えば、巻く時に、伸びを生じたり、しわが入
りやすくなつたり、あるいは裂けやすくなつたり
する。） 次に、本考案ケーブルに用いるフイルムの製造
方法の一例を述べる。ポリブデン−１樹脂を溶融
押出して、口金からシート状に押出し、これを冷
却ドラムに巻きつけて冷却固化せしめる。このポ
リブデン−１シートを、一組の圧延ロールの間に
挿入して、圧延倍率（圧延前のシート厚さを圧延
後のシート厚さで割つた値）５〜12倍、好ましく
は７〜10倍になるように圧延する。 ポリブデン−１フイルムシートの厚さを70μｍ
〜300μｍに限定するのは、70μｍより薄いとシー
トの切断及び切断されたテープの絶縁層としての
巻回作業にとつて必要な機械強度が出にくく、著
しく作業性が落ちるばかりか、OFケーブルに仕
上つた後のケーブルの曲げに対しても必要な強度
が保てず“しわ”“ぼこ”“座くつ”等の異状を生
じて電気性能を低下させる恐れが大きいためであ
る。又、必要絶縁厚をテープ巻きによつて得るの
であるが、テープ厚さが薄いとテープ巻き枚数が
増加するため設備も大きくなり、又テープの装
着、かけかえ、接続作業も増加して作業性が悪く
なり、いずれにしても経済性を損ねることにな
る。逆に300μｍより厚いと、テープの腰が強す
ぎて、絶縁層としてテープ巻回時、積層した状態
で円筒形状にきわめてなじみにくくなり、やはり
OFケーブルとして曲げた場合、“テープ層間離
れ”“テープ間のギヤツプ乱れ”等の異状を生じ
て電気性能を低下させる恐れが大きい。又ケーブ
ル絶縁層としてテープはギヤツプ巻きされてゆく
訳であるが、そうするとギヤツプに生じる油層の
厚さもテープ厚さが大きくなる程大きくなる。
OFケーブルでは、油層の電気強度はテープ部分
の絶縁強度より低いから弱点部となる油層が著し
く大きくなることは好ましくない。 以上より70μｍ〜300μｍ内のシート厚さのフイ
ルムを適当巾にスリツトしたテープを、絶縁層の
内側（導体側で電気ストレスの厳しい側）では機
械的にはやや弱いが電気的に勝る薄いテープを外
側では（外側に向う程ケーブルに加わる電気スト
レスが下るが、一方曲げの影響を強く受ける様に
なるので）電気的にはやや劣るが機械的に強い厚
いテープを巻く様にしてOFケーブルは製造され
る。 ポリブデン−１フイルムは絶縁油例えば
Dodeeylbenzen（DDBと略称）中では前述の通り
膨潤に厚さを増す。従つてケーブルとして適当な
フイルム面圧を保つにはこの膨潤による厚さ増加
を吸収してやる必要がある。一般にフイルム面圧
をコントロールするにはテープ巻き機のテープ巻
きテンシヨンを変えて行なうが、膨潤するテープ
に対しては、これだけでは不十分である。そこ
で、本考案者等は、表面を粗面化して、この凸凹
がテープの膨潤時つぶれることによつてテープの
膨潤を吸収する技術を開発し、前記テープ巻き機
のテンシヨンコントロールの範囲を様々に変化さ
せてケーブルを試作し、又フイルム状態でフイル
ムに加わる面圧を変化させて必要な表面粗さを求
めた結果、１〜50μｍの範囲が最も適しているこ
とを見出した。表面粗さが1μより小さいと、絶
縁油中でのテープの膨潤による厚さ増加を十分吸
収できず、又テープ巻き機のテンシヨンを弛めて
も面圧のコントロールが不可能である。一方50μ
ｍより大きいと、フイルムそのものを粗面加工で
痛めてしまうこともあるし、又、凸凹量が大き過
ぎて膨潤后でもテープの凸凹が残存し、テープ間
にオイルギヤツプを作つて電気強度低下を生じる
恐れがあるために好ましくない。 次にフイルム層のみおよびフイルムとクラフト
紙とを組合せたモデルケーブルによる電気試験結
果は次の通りである。 メルトインデツクス0.5ｇ／10分、密度0.905
ｇ／cm³のポリブデン−１を230℃で溶融押出し、
Ｔ字型口金からシート状に吐出せしめた。 この溶融シートを30℃の冷却ドラムに巻きつけ
冷却固定し、厚さ1000μのシートを作つた。この
シートを一組の圧延ロールの間に挿入して10倍に
圧延した。 こうして出来上つたフイルム（100μｍ）を25
mm巾に切りテープを作つた。テープを150mm²のよ
り線導体に1/3ラツプで10枚まきつけ、この上に
0.2mm厚の銅テープを３枚1/3ラツプでまきつけ
た。 このケーブル（2.5ｍ）を100℃のアルキルベン
ゼン（粘度10センチストークス於30℃）に48時間
浸漬した。又同時に同じポリブデン−１を溶融押
出により得た100μのテープを用いたケーブルを
浸漬した。 さらに圧延で作つたテープと100μのクラフト
紙（密度0.80ｇ／cm³気密度5000ガーレ・sec）を
５枚交互にまいたケーブル及び１枚のクラフト紙
（密度0.80ｇ／cm³気密度5000ガーレ・sec）をまい
た上に上記圧延により得たテープを２回1/3ラツ
プで巻き、この組合せを４回施して合計12枚のテ
ープをまいたケーブルも同様に浸漬した。これら
４種のケーブルを常温で50cm径のドラムにまきつ
けたのち、インパルス破壊試験を行つた。押出し
フイルムを用いたケーブルの破壊値に対する比を
表−１に示す。

【表】 この結果から圧延フイルムを用いたケーブルは
破壊値が大きく、さらにクラフト紙を併用すると
さらにインパルス強度が増大する。 次に、前記クラフト紙を５枚導体上にまいた上
に圧延フイルムを５枚まいたケーブル、導体上に
圧延フイルム５枚をまいたケーブル導体上にクラ
フト紙を４枚まいた上に圧延フイルムを６枚まい
たケーブル、導体上に圧延フイルムを６枚まき、
その上に４枚クラフト紙をまいたケーブル、計４
種のケーブルを作り、上記サンプル１と同時に同
じ試験を行つた。結果は表−２に示す通りであ
る。

〔考案の効果〕

本考案ケーブルは、ケーブルに用いるポリブデ
ン−１フイルムの密度、両軸方向の強度比の特定
範囲値を組合せたこと及びこのポリブデン−１フ
イルムに粗面加工を施したこと並びにこのポリブ
デン−１フイルムとクラフト紙を巧みに組合せた
ことによつて、次のようにすぐれた特徴を有する
ケーブルとなる。 (1) 絶縁油による膨潤が少ない。 (2) 絶縁層間の絶縁油の流通性が良好である。 (3) 絶縁層としての機械特性および巻く時の作業
性にすぐれている。 (4) 絶縁層の巻き締りおよび巻き緩みともに起り
にくい。 (5) 誘電正接、誘電率および耐圧特性もすぐれて
いる。 (6) 極性効果が少ない。 (7) 経済性と電気性能を組合せて最適ケーブル設
計が可能となる。 従つて、本考案になる油浸電力ケーブルは経済
性、機械特性、電気特性ともにすぐれた電力ケー
ブルであり、EHVからUHV級に至るまで応用の
広いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は油浸絶縁電力ケーブルの横断面図であ
る。第２図−イ〜第２図−ハは本考案の絶縁構成
例を示す横断面図で第１図中のＺ部分を模式的に
拡大したものである。 １……油通路、２……導体、３……油浸絶縁
層、４……金属シース、３ａ……ポリブデン−１
フイルム層、３ｂ……クラフト紙層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 密度0.91ｇ／cm³以上で、両軸方向の強度比
   （長手方向引張強度／幅方向引張強度）５〜15
   の範囲にあり、厚さ70μｍ〜300μｍのポリブテ
   ン−１フイルム層を有する絶縁層により構成さ
   れかつ絶縁油を含浸してなることを特徴とする
   電力ケーブル。 (2) 絶縁層の構成がポリブデン−１フイルムとク
   ラフト紙からなることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第(1)項記載の電力ケーブル。 (3) ポリブデン−１フイルムの片面または両面の
   表面粗さが１〜50μｍの範囲にあることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第(1)項または第
   (2)項記載の電力ケーブル。 (4) ポリブデン−１フイルムとクラフト紙とを交
   互に巻回したことを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第(2)項または第(3)項記載の電力ケーブ
   ル。 (5) ポリブデン−１フイルム２枚とクラフト紙１
   枚の割合で交互に巻回したことを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第(2)項または第(3)項記載
   の電力ケーブル。 (6) 絶縁層の構成がすべてポリブデン−１フイル
   ム層からなることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第(1)項記載の電力ケーブル。 (7) ポリブデン−１フイルムの片面または両面の
   表面粗さが１〜50μｍの範囲にあることを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第(6)項記載の電
   力ケーブル。 (8) クラフト紙として生紙を使用したことを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第(2)項または第
   (4)項、または第(5)項記載の電力ケーブル。