JPH04192216A - 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］ この発明は、電力ケーブルに関し、さらに詳しくは耐水
トリー性の優れた電力ケーブルに関する。

［従来の技術］ 従来型カケープルの一つとして、導体の外周上に順次内
部半導電層、絶縁体、外部半導電層を設けたものがある
。特に上記絶縁体に、ポリエチレンあるいは架橋ポリエ
チレン等が用いられたものは、ポリエチレンの優れた絶
縁性を利用し、また架橋ポリエチレンの優れた耐熱性を
活かしたものであるとして広く用いられている。

［発明か解決しようとする課題］ ところが、このような電力ケーブルは、ケーブル製造時
や使用時に絶縁体中に微量の水分が混入した場合に、局
部的に異常電界が生じると、その部分に水分が集中し、
絶縁体中に水トリーと呼ばれる劣化現象が発生する欠点
かあった。このような水トリー現象は水分の補給によっ
てさらに進展し、ケーブルの絶縁性能を著しく低下させ
ることとなる。

このような水トリーの発生を防止する試みとして、水ト
リー発生の原因の一つと考えられている絶縁体中の異物
やホイト、あるいは絶縁体と半導電層との界面に存在す
る欠陥を取除く工夫なとがなされている。またケーブル
への水分の侵入を避けるために、金属遮水層を設けたり
、水密構造の導体を用いたりする検討もなされている。

ところが、これらの方法ては、十分な水トリーの発生を
防止する効果か得ら枳ず、まｆ二特殊なケーブル製造技
術を必要とするうえ、費用がかさむ欠点があった。

この発明は、上述の課題を解消し、特殊な製造技術を用
いなくても、水トリー発生を抑制して高い絶縁性能を維
持することのできる電力ケーブルを提供することを目的
としている。

［課題を解決するた島の手段二 この発明は、導体上あるいは導体上に設けられた絶縁体
上に被覆された半導電層を、ファーネス系カーボンブラ
ックを２０〜８０重量％含有する半導電性組成物からな
る半導電層と、アセチレンブラックを３０〜８０重量％
含有する半導電性組成物からなる半導電層とを有する２
層構造とじたこと、さらには上８己２層の半導電層のう
ちの絶縁体に直接接触する側の半導電層に、アセチレン
ブラックを含有する半導電性組成物を用いたことを解決
手段とした。

二作用　］ このような構造の半導電層を設けたので、この電力ケー
ブルに外部より水分が侵入した場合に、この水中に含ま
れる各種イオンかファーネス系カーボンブラックに吸着
されて、絶縁体中へのイオンの拡散が抑制される。この
ｒこめ、絶縁体中に上記のような水トリーが発生しない
。

またさらに、請求項２に記載のように、絶縁体に直接接
する側の半導電層に、アセチレンブラックを含む半導電
性組成物を用いれば、絶縁体との界面が平滑となるので
、より高い耐水トリー性の改善効果が得られる。

以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明の電力ケーブルの一例を示すもので
ある。

図中符号１は導体である。導体ｌには、この例のように
複数本の金属素線１　ａ、　ｌ　ａ　　が撚り合わせら
れてなる撚線構造のものや単線ＩＩ造のものか用いられ
る。この導体１の外周上に内部半導電層２、絶縁体３、
外部半導電層４およびノース（図示せず）等が順次被覆
さとている。ここでこの外部半導電層４が、絶縁体に接
して設けられた第１の半導電層４ａと、その外周上に設
けられた第２の半導電層４ｂとからなる２層構造を有し
て、この例の電力ケーブル５が構成されている。

第１の半導電層４ａおよび第２の半導電層４ｂは、一方
がファーネス系カーボンブラックを２０〜８０重量％含
有する半導電性組成物からなり、他方かアセチレンブラ
ックを３０〜８０重量％含有する半導電性組成物から構
成されている。

ファーネス系カーボンブラックとしては、トーカブラッ
ク＃４５００（商品名；東海カーホン社製）、トーカブ
ラック＃５５００（商品名、東海カーホン社製）、パル
カンＷＣ−７２（商品名、キャボット社製）、パルカン
−Ｐ（商品名；キャホット社製）などが好適に使用され
る。ここでファーネス系カーボンブラックの含有量を上
記の範囲に限定したのは、２０重量％未満であると、絶
縁体の耐水トリー性の改善効果か十分得られず、また電
気抵抗が大きくなり、半導電層として適しない不都合か
あり、８０重量％を越えると機械的特性か低下し、また
粘変か増大して作業性の低下を招く不都合がある。

また、アセチレンブラックの含有量を上記の範囲に限定
したのは、３０重量％未満であると、絶縁体の耐水トリ
ー性の改善効果か十分得られず、８０重量％を越えると
機械的特性が低下する不都合があるためである。

そして、これらのファーネス系カーボンブラックあるい
はアセチレンブラックを含有せしめるベース樹脂には、
エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）あるいはエチ
レン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）などが用
いられる。またさらに、これらの組成物中には、必要に
応じて適宜老化防止剤、酸化防止剤などの添加剤を添加
することもできる。

ここで請求項２に記載のように、上記絶縁体３に直接接
触する第１の半導電層４ａをアセチレンブラック含有半
導電性組成物から構成すると、絶縁体３との界面が平滑
となるので、より高い耐水トリー性改善効果が得られる
。

次１に、このような電力ケーブル５を製造する方法の一
例について説明する。

まず撚線導体ｌの外周上に、順に内部半導電層２、絶縁
体３、第１の外部半導電層４ａ、第２の外部半導電層４
ｂを形成する。内部半導電層２には、ＥＥＡやＥＶＡ等
の樹脂にカーボンブラック等の導電性充填剤を配合して
なる半導電性組成物が用いられる。また絶縁体３には、
通常ポリエチレン、架橋ポリエチレンあ“るいはエチレ
ン−プロピレン共重合体などの絶縁性樹脂などが用いら
れる。これら各層の形成方法は特に限定されないが、通
常押出被覆法により、押出機のコモンヘッドより各層を
成す組成物を同時に押出しつつ被覆を施す方法が採用さ
れる。さらにこの外周上に遮蔽層や金属シース（図示せ
ず）などを設けて目的の電力ケーブルを得る。

以下、実施例を示してこの発明の詳細な説明する。

！実施例］ 第１表に示す配合量にしたかって、アセチレノブラック
含有半導電性組成物およびファーネス系カーボンブラッ
ク含有半導電性組成物を作成しｆコ。

各組成物ともに、ベース樹脂としてエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体（ＥＶＡ）を用い１こ。

（以下、余白） 第　　１　　表 第１表に示したアセチレノブラック含有半導電性組成物
を用いて厚さ「■のシートを作成し、これをそれぞれ、
架橋ポリエチレンからなる厚さ３ＲＨの絶縁体シートの
上に配し、さらにこの上に第１表に示したファーネス系
カーボンブラック含有半導電性組成物からなる厚さｌｒ
ｒｔｍのノートを貼り合わせて一体化し、供試試料とし
た。

これらの供試試験を用いて、それぞれ架橋ポリエチレン
絶縁体中の水トリー発生率を測定し、結果を第２表に示
す。

ここで水トリー試験法について説明する。

水トリー試験法：第２図は、水トリー試験法を説明する
ものである。図中符号５は、供試試料であって、架橋ポ
リエチレン絶縁シート６の上にアセチレンブラック含有
半導電層７、ファーネス系カーボンブラック含有半導電
層８を順に貼り合わせて構成されたものである。この試
料５の絶縁シート６の底面には、導電性塗料の塗布層９
が設けられて接地電極とされるとともに、この試料５の
上面には水槽ｌＯが設けられて水電極が形成され、これ
に１０ｋＶ、１ｋＨｚの電圧を高圧電極１１により印加
できるように構成されている。この電極間に３０日間課
電した後、上記絶縁ノート６中に発生した水トリーを観
察した。ここて水トリーの発生数は、比較例１で発生し
た水トリーの数を１００とした場合の相対数で表したも
のである。

第　　２　　表 １水トリ一発生率（％）□： ｌ　Ｉｔ’　　１２　　　ｉ ：　：６：　　　　１４　　　１ １１１７）　　　　１２　　　　： １　　：　５１　　　　１０　　　　１第１表より実施
例１〜７において、水トリー発生の抑制効果が認められ
た。これに対し、アセチレンブラックあるいはファーネ
ス系カーホンブラｌりの配合量の少ない比較例２および
比較例４ては、水トリー発生の抑制効果か十分得られず
、まツユこれらの配合量の多い比較例３および比較例５
においては、水トリー発生の抑制効果は見らとるものの
、一方で機械的特性の低下および粘度の増大か著しく、
環カケープルの半導電層として適しないものであった。

次に、実施例４および比較例１の半導電性組成物を用い
て環カケープルを作成した。

ケーブルの構造は、第１図に示したように、導体１の外
周上に順に内部半導電層２、絶縁体３、第１の外部半導
電層４ａ、第２の半導電層４ｂを設けた構造とした。第
１の外部半導電層４ａには、アセチレンブラック含有半
導電性組成物を用い、第２の外部半導電層４ｂにはファ
ーネス系カーボンブラック含有半導電性組成物を用いた
。

これらの各環カケープルの浸水課電試験を行い、結果を
第３表に示す。浸水課電試験の方法は以下に述へる通り
である。

浸水課電試験法　、７０°Ｃの温水中に各環カケープル
を浸漬し、これに１ｋＶ、１ｏｋＨｚの電圧を９０日間
課電した後、さらにＡＣ（５０Ｈ２）の電圧を５ｋＶ／
３０分のステップで昇圧し、絶縁破壊電圧を測定した。

第　　３　　表 第２表より、実施例において、浸水課電後の絶縁破壊電
圧高いことが明らかとなった。

したかって、この発明の環カケープルは、先の第２表に
示した通り、水トリー発生が抑制されており、そのため
浸水課電後の絶縁破壊電圧の低下が防止されていること
が確認された。

口発明の効果］ 以上説明したように、この発明の環カケープルは、導体
上あるいは導体上に設（ｊられた絶一体上に被覆された
半導電層を、ファーネス系カーボンブラックを２０〜８
０重量％含有する半導電性組成物からなる半導電層と、
アセチレンブラックを３０〜８０重里％含有する半導電
性組成物からなる半導電層とを有してなる２層構造とし
たものであるので、特殊な製造技術を用いなくとも、水
トリー発生を十分に抑制することができ、優れた環カケ
ープルとなるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の環カケープルの一例を示す断面図
であり、 第２図は、実施例において用いられる水トリー試験法の
一例を説明する断面図である。 ｌ　・導体、３・　・・絶縁層、 ４・・・半導電層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導体上あるいは導体上に設けられた絶縁体上に被
   覆された半導電層が、ファーネス系カーボンブラックを
   ２０〜８０重量％含有する半導電性組成物からなる半導
   電層と、アセチレンブラックを３０〜８０重量％含有す
   る半導電性組成物からなる半導電層とを有してなる２層
   構造とされたことを特徴とする電力ケーブル。
2. （２）上記２層の半導電層のうちの絶縁体に直接接触す
   る側の半導電層が、アセチレンブラックを含有する半導
   電性組成物からなる半導電層であることを特徴とする請
   求項１に記載の電力ケーブル。