JPH0231932Y2

JPH0231932Y2 -

Info

Publication number: JPH0231932Y2
Application number: JP9739584U
Authority: JP
Priority date: 1984-06-27
Filing date: 1984-06-27
Publication date: 1990-08-29
Also published as: JPS6111218U

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、ポリオレフイン系フイルムが
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、溶融押出ポリスチレンフイルムを巻
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スチレ
ン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1.05ｇ／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スチレン
フイルムをまいたことを特徴とするケーブルであ
る。ここでいうポリスチレン（以下PSと略称する）
とは、密度が1.05以上、好ましくは1.10以上有す
るものであり、メルトインデツクスが0.1〜40
ｇ／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。PS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PS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。 PS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、
必要絶縁層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。ポリスチレンフイルムは絶縁油例えば
Dodeeylbenzen（DDBと略称）中では前述の通り
膨潤して厚さを増す。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50μｍ
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20ｇ／10分、密度1.05ｇ／
cm³のPS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PS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回施こして合計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PS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PSフイルムに粗面加工を施
したこと並びにこのPS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……PSフイルム層、
３ｂ……クラフト紙層。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 密度1.05ｇ／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のポリスチ
レン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スチレンフイルムとクラ
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) ポリスチレン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) ポリスチレン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) ポリスチレンフイルム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スチレンフイルム
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) ポリスチレン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。