【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
この発明は、絶縁性を向上した電力ケーブル端末・接続
部に関するものである．
〔従来の技術〕 〔発明が解決しようとする課題〕一般
に電力ケーブルの接続部や端末部は工場で均質に製造さ
れるケーブル部分とは異なり、各種の接続材料を用意し
、ケーブルの布設現場で手作業で形威されるため、どう
しても電気的欠陥を保有し易く、電気的に弱点となり易
い箇所に、誘電率（ε）の大きい電界緩和層を設け、性
能の安定を図る試みが種々行われている。
例えば電力ケーブルとして汎用されている架橋ポリエチ
レン（Ｘ Ｌ Ｐ Ｅ）ケーブルの接続部では補強絶縁
体と半導電層の間に電界緩和層を設けることが行われて
その有効なことが認められている．又ＸＬＰＥケーブル
の端末・接続部に用いられるゴムストレスコーンでは、
ストレスコーンの立ち上がり付近が電気的弱点となり易
く、ストレスコーンの内面に電界緩和層を配置すると有
効なことが認められている。
従来このようなεの大きい電界緩和層用の材料としては
、樹脂に導電性フィラーを充填することにより高ε材料
としていた。一般に導電性フィラー充填樹脂ではフィラ
ーの連鎖の繋がりによって高ε化が達威されるため、ε
の上昇と同時に、絶縁抵抗の低下や破壊電圧の低下等他
の電気特性は低下する傾向が示されている。又導電性フ
ィラーの連鎖の繋がりは、混煉、威形加工条件の影響を
受け易く、性能の安定した電界緩和層用の材料を得るこ
とは困難であった。[Industrial Application Field] This invention relates to power cable terminals and connections with improved insulation. [Prior Art] [Problem to be Solved by the Invention] Unlike cable parts that are generally uniformly manufactured at a factory, the connection parts and terminal parts of power cables are prepared with various connection materials and manufactured at the cable installation site. Since they are shaped by hand, they tend to have electrical defects, and various attempts have been made to stabilize performance by providing electric field relaxation layers with a large dielectric constant (ε) in locations that are likely to become electrical weak points. ing. For example, at the joints of cross-linked polyethylene (XLPE) cables, which are commonly used as power cables, an electric field relaxation layer is provided between the reinforcing insulator and the semiconducting layer, and its effectiveness has been recognized. ．． In addition, rubber stress cones used for the terminals and connections of XLPE cables,
It has been recognized that the vicinity of the rising edge of the stress cone tends to become an electrical weak point, and that it is effective to arrange an electric field relaxation layer on the inner surface of the stress cone. Conventionally, as a material for an electric field relaxation layer having a large ε, a high ε material has been obtained by filling a resin with a conductive filler. In general, in conductive filler-filled resins, high ε is achieved through the linkage of filler chains, so ε
It has been shown that at the same time as the temperature increases, other electrical properties such as a decrease in insulation resistance and a decrease in breakdown voltage tend to decrease. Furthermore, the chain connection of the conductive filler is easily affected by mixing and shaping conditions, and it has been difficult to obtain a material for the electric field relaxation layer with stable performance.
【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、導
電性フィラー充填の高ε材料に代わる種々のボリマーに
ついて検討した結果、一般に高εを有するボリマーは極
性基を含むために絶縁抵抗や破壊電圧等他の電気特性が
低下する傾向を示すが、種々のボリマーの中でフッ素ゴ
ムがεが高く他の電気特性が犠牲とならない優れた材料
であることを見出した。
ここで、フン素ゴムとしてはεが４以上のものが電界緩
和効果が良く、交流課電時の熱破壊による破壊電圧の低
下に対し、絶縁砥抗１×１０１４Ω− ｃｍ以上のもの
が望ましい。
フッ素ゴムはアミン系、パーオキサイド系架橋剤で架橋
することができるが、電気性能上バーオキサイド系架橋
剤の方が望ましい。
ここにバーオキサイド系架橋剤としては、２・５ジメチ
ル−２・５ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、α・
α゜ ビス（ｔ−プチルバーオキシ）ジイソプ口ビルベ
ンゼン、ジクミルパーオキサイド等の架橋剤、トリアリ
ルイソシアヌレート等の架橋助剤を用いて架橋すること
ができる、又放射線による架橋も可能である。
以下本発明による実施例を図面を参照しつつ説明すれば
、第ｌ図はＸＬＰＥ電カケーブルの接続部の１例であっ
て、■は導体、２は内部半導電層、３は絶縁層、４は外
部半導電層でケーブルを構成している。かかるケーブル
の２条をそれぞれ段剥ぎして接続するが、導体ｌはこれ
を突き合わせて例えば金属スリーブ５で圧着接続される
。その接続部分の上には、ケーブルの内部半導電層２と
接続された内部半導電層６が設けられ、その上に電界緩
和層７が設けられる。電界緩和層７の外部にはケーブル
の絶縁体と接続する補強絶縁体８が設けられ、その外部
には更に電界緩和層９とゲーブルの外部半導電層４と接
続された外部半導電層１０が設けられている。本発明で
はこの電界緩和層として誘電率４以上、体積抵抗率１×
１０１４Ω一ｃｍ以上のフッ素系ゴムを用いて構威した
ものである。第２図はＸＬＰＥ電カケーブルの端末部で
、１ｌはケーブルコア、ｌ２はケーブルコア１１の絶縁
体表面に設けられた外部半導電層、Ｉ３はケ一ブルコア
のストレスコーンを設ける部分の表面に設けられた電界
緩和層、ｌ４はその上に設けられたストレスコーンで、
ケーブルの絶縁体表面に設けられた外部半導電層１２よ
りストレスコーン１４の表面にはテーパー状の半導電層
１５が設けられている。Ｉ６はこのストレスコーンｌ３
を固定するエボキシユニットである。本発明ではこの電
界緩和層として誘電率４以上、体積抵抗率１×１０１Ω
一ｃｍ以上のフッ素系ゴムを用いて構威したものである
。
〔実施例〕
種々のε及び体積抵抗率（ρ）の異なる下記のフン素ゴ
ムを単独で、もしくはブレンドして以下に記すようにε
，ρの異なるフッ素ゴムを得た。
Ａ：ダイエルＴ−６３０（ダイキン社製）ｇ＝７．７、
／）＝ＩＸ１０”Ω−Ｏ
Ｂ：アフラス１５０Ｅ（ＪＳＲ社製）
ε＝６．０、ρ＝３Ｘ１０１ｂΩ−０
Ｃ：グイエルパーフロ（ダイキン社製）ε＝２．４、ρ
＝１．４ｘｌＯ”Ω一ｃｍＤ：ダイエルＧ８０１（ダイ
キン社製）ε−１０．７、ρ＝ＩＸ１０”Ω一■
架橋剤として２・５ジメチル−２・５ジ（ｔプチルバー
オキシ）ヘキサン１．５重量部、トリアリルシアヌレー
ト４重量部を添加し、１６０℃３０分の条件で筒状に戒
形加工し、１８０℃×４時間の条件で、オーブン中で２
次架橋して電界緩和チューブを製作した。
上記の筒状に戒形加工した電界緩和層チューブを第２図
で示したゴムストレスコーンの内面に配置し、ＡＣ破壊
電圧を評価した。第２図ではＸＬＰＥケーブルは絶縁厚
９ｌｌ、導体断面積２００ｍｍ”のものであり、ＡＣ破
壊試験は予想破壊値７０％スタート、１０ｋｖ／１０分
ステンプアソプで測定した。
又比較用の導電性フィラー充填樹脂としてＥＰゴムにフ
ァーネス系カーボンブラック２５重量部を充填した電界
緩和層も評価した。
試験結果は次表のとおりである。
注；ＥＰゴムとあるはカーボンブランク充填［ＥＰゴム
Ａ〜ロは上記のフッ素ゴムの記号を示す〔発明の効果〕
本発明は以上説明したように、架橋ポリエチレン電力ケ
ーブルの接続部、端末部において、電界緩和層として誘
電率４以上、体積抵抗率１×ｌＯ１Ω一ｏ以上のフソ素
系ゴムを用いたことにより、その電気絶縁特性を著しく
向上することができた。The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and as a result of studying various polymers to replace high ε materials filled with conductive fillers, polymers with high ε generally have low insulation resistance and low ε because they contain polar groups. Although other electrical properties such as breakdown voltage tend to decrease, we have found that among various polymers, fluororubber has a high ε and is an excellent material that does not sacrifice other electrical properties. Here, as the fluorine rubber, a material with ε of 4 or more has a good electric field relaxation effect, and a material with an insulating abrasion of 1×10 14 Ω-cm or more is preferable in order to prevent a decrease in breakdown voltage due to thermal breakdown during alternating current application. Fluororubber can be crosslinked with an amine-based or peroxide-based crosslinking agent, but a peroxide-based crosslinking agent is more desirable in terms of electrical performance. Examples of the peroxide crosslinking agent include 2.5 dimethyl-2.5 di(t-butylperoxy)hexane, α.
α゜ Crosslinking can be carried out using a crosslinking agent such as bis(t-butylbaroxy) diisopropylbenzene or dicumyl peroxide, or a crosslinking aid such as triallyl isocyanurate, and crosslinking by radiation is also possible. . Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a connection part of an XLPE power cable, where ■ is a conductor, 2 is an internal semiconducting layer, 3 is an insulating layer, 4 constitutes a cable with an outer semiconductive layer. Two strips of such a cable are separated and connected, and the conductors 1 are butted against each other and are crimped and connected using, for example, a metal sleeve 5. An internal semiconducting layer 6 connected to the internal semiconducting layer 2 of the cable is provided on the connection portion, and an electric field relaxation layer 7 is provided thereon. A reinforcing insulator 8 connected to the insulator of the cable is provided outside the electric field relaxation layer 7, and an external semiconducting layer 10 connected to the electric field relaxation layer 9 and the outer semiconducting layer 4 of the gable is further provided outside the reinforcing insulator 8. It is provided. In the present invention, this electric field relaxation layer has a dielectric constant of 4 or more and a volume resistivity of 1×
It is constructed using fluorine-based rubber with a resistance of 1014 Ω or more than 1 cm. Figure 2 shows the terminal part of an XLPE power cable, where 1l is the cable core, 12 is the external semiconducting layer provided on the insulator surface of the cable core 11, and I3 is the surface of the part of the cable core where the stress cone is provided. The provided electric field relaxation layer l4 is a stress cone provided thereon,
A tapered semiconducting layer 15 is provided on the surface of the stress cone 14 from the external semiconducting layer 12 provided on the insulator surface of the cable. I6 is this stress cone l3
It is an epoxy unit that fixes the. In the present invention, this electric field relaxation layer has a dielectric constant of 4 or more and a volume resistivity of 1 x 101Ω.
It is constructed using fluororubber with a thickness of 1 cm or more. [Example] The following fluorocarbon rubbers having various ε and volume resistivities (ρ) were used alone or as a blend to obtain ε as described below.
, ρ of different fluororubbers were obtained. A: Daiel T-630 (manufactured by Daikin) g=7.7,
/) = IX10"Ω-O B: Afras 150E (manufactured by JSR) ε=6.0, ρ=3X101bΩ-0 C: Guierperflo (manufactured by Daikin) ε=2.4, ρ
=1.4xlO"Ω1cm D: Daiel G801 (manufactured by Daikin) ε-10.7, ρ=IX10"Ω1■ 2.5 dimethyl-2.5 di(t-butylbaroxy)hexane as a crosslinking agent 1. 5 parts by weight and 4 parts by weight of triallyl cyanurate were added, shaped into a cylinder at 160°C for 30 minutes, and heated in an oven at 180°C for 4 hours.
Next, an electric field relaxation tube was fabricated by crosslinking. The electric field relaxation layer tube shaped into a cylindrical shape was placed on the inner surface of the rubber stress cone shown in FIG. 2, and the AC breakdown voltage was evaluated. In Figure 2, the XLPE cable has an insulation thickness of 9 liters and a conductor cross-sectional area of 200 mm, and the AC breakdown test was performed using a 10 kV/10 minute stencil assemblage with a starting value of 70% of the expected breakdown value. We also evaluated an electric field relaxation layer in which EP rubber was filled with 25 parts by weight of furnace carbon black.The test results are shown in the following table. [Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides an electric field relaxation layer with a dielectric constant of 4 or more and a volume resistivity of 1×1 O 1 Ω 1 O or more in the connection portion and terminal portion of a cross-linked polyethylene power cable. By using this fluorine-based rubber, we were able to significantly improve its electrical insulation properties.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はＸＬＰＥ電カケーブルの接続部の１例を示す断
面図、第２図はＸＬＰＥ電カケーブルの端末部の１例を
示す断面図である。
１：導体、２：内部半導電層、３：絶！！層、４：外部
半導電層、５：導体接続スリーブ、６：内部半導電層、
７：電界緩和層、
８：補強絶縁体、９：電界緩和層、
ＩＯ：外部半導電層、１ｌ：ケーブルコア、１２：外部
半導電層、１３：電界緩和層、１４：ストレスコーン、
ｌ５：テーバー状の半導電層、１６：エポキシュニソト
。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a connecting portion of an XLPE power cable, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a terminal portion of the XLPE power cable. 1: Conductor, 2: Internal semiconducting layer, 3: Absolute! ! layer, 4: outer semiconducting layer, 5: conductor connection sleeve, 6: inner semiconducting layer,
7: electric field relaxation layer, 8: reinforcing insulator, 9: electric field relaxation layer, IO: outer semiconducting layer, 1l: cable core, 12: outer semiconducting layer, 13: electric field relaxation layer, 14: stress cone,
15: Taber-shaped semiconducting layer, 16: Epoxy resin.