JPH04322009A - 架橋ポリエチレン電力ケーブル - Google Patents
架橋ポリエチレン電力ケーブルInfo
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- JPH04322009A JPH04322009A JP9076891A JP9076891A JPH04322009A JP H04322009 A JPH04322009 A JP H04322009A JP 9076891 A JP9076891 A JP 9076891A JP 9076891 A JP9076891 A JP 9076891A JP H04322009 A JPH04322009 A JP H04322009A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は架橋ポリエチレン電力ケ
ーブルに係り、特に温度上昇による誘電損失の増大をな
くした架橋ポリエチレン電力ケーブルに関する。
ーブルに係り、特に温度上昇による誘電損失の増大をな
くした架橋ポリエチレン電力ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】架橋ポリエチレン電力ケーブル１は図１
に示すように、導体２の外周に内部半導電層３、架橋ポ
リエチレン絶縁体層４、外部半導電層５を順次設け、さ
らにその外周に図示しないビニルシース等を設けている
。内部及び外部半導電層はポリエチレン共重合体樹脂を
ベースとしカーボンブラック等の導電物質を加えて半導
電性とし、導体と金属遮蔽との電位の傾きを緩和して同
心円筒状の均一電界にすると共に、絶縁体の内外面に密
着して導体表面や絶縁体表面のコロナ放電を阻止するた
めに設けられている。絶縁体層はポリエチレンを架橋し
て立体網目状構造としたものである。使用するポリエチ
レンはエチレンガスを１０００〜２０００気圧の高圧の
もとで加熱重合させた高圧法ポリエチレンと触媒を用い
て１〜１００気圧の比較的低圧下で加熱重合させた低圧
法ポリエチレンがあり、架橋方法としては、ポリエチレ
ンにジ−α−クミルペルオキシド等の有機過酸化物の架
橋剤を混入して加熱することにより反応を起こさせて架
橋する化学的方法と、電子線を照射して架橋する方法が
ある。一般に絶縁層の薄いものは照射架橋、肉厚のもの
は内部まで一様に架橋される化学架橋が採用されている
。このような架橋ポリエチレンはポリエチレンと比較し
て特に耐熱性、機械的性能が向上し、同時にポリエチレ
ンの優れた電気的性能、誘電率、ｔａｎδ、電気破壊性
能、耐薬品性、耐水性等は維持されており、非常に優れ
た電力ケーブルが得られる。なお、無機系充填や添加剤
を加え、さらに耐熱性を向上させたものもある。
に示すように、導体２の外周に内部半導電層３、架橋ポ
リエチレン絶縁体層４、外部半導電層５を順次設け、さ
らにその外周に図示しないビニルシース等を設けている
。内部及び外部半導電層はポリエチレン共重合体樹脂を
ベースとしカーボンブラック等の導電物質を加えて半導
電性とし、導体と金属遮蔽との電位の傾きを緩和して同
心円筒状の均一電界にすると共に、絶縁体の内外面に密
着して導体表面や絶縁体表面のコロナ放電を阻止するた
めに設けられている。絶縁体層はポリエチレンを架橋し
て立体網目状構造としたものである。使用するポリエチ
レンはエチレンガスを１０００〜２０００気圧の高圧の
もとで加熱重合させた高圧法ポリエチレンと触媒を用い
て１〜１００気圧の比較的低圧下で加熱重合させた低圧
法ポリエチレンがあり、架橋方法としては、ポリエチレ
ンにジ−α−クミルペルオキシド等の有機過酸化物の架
橋剤を混入して加熱することにより反応を起こさせて架
橋する化学的方法と、電子線を照射して架橋する方法が
ある。一般に絶縁層の薄いものは照射架橋、肉厚のもの
は内部まで一様に架橋される化学架橋が採用されている
。このような架橋ポリエチレンはポリエチレンと比較し
て特に耐熱性、機械的性能が向上し、同時にポリエチレ
ンの優れた電気的性能、誘電率、ｔａｎδ、電気破壊性
能、耐薬品性、耐水性等は維持されており、非常に優れ
た電力ケーブルが得られる。なお、無機系充填や添加剤
を加え、さらに耐熱性を向上させたものもある。
【０００３】このような架橋ポリエチレンから成る絶縁
層を有する電力ケーブルは、種々の特別性に優れている
ため、近年ＯＦケーブルに代って超高圧用の電力ケーブ
ルにも用いられるようになっている。
層を有する電力ケーブルは、種々の特別性に優れている
ため、近年ＯＦケーブルに代って超高圧用の電力ケーブ
ルにも用いられるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、架橋ポ
リエチレンは常温付近の低電界下では良好な誘電損失特
性を有するが、９０℃以上の高温あるいは５〜１０ＫＶ
／ｍｍ以上の高電界下では著しくｔａｎδが上昇してし
まう。９０℃は電力ケーブル使用中に発生し得る温度条
件であり、５〜１０ＫＶ／ｍｍは２７５ＫＶ級の電力ケ
ーブルでは常用ストレスである。
リエチレンは常温付近の低電界下では良好な誘電損失特
性を有するが、９０℃以上の高温あるいは５〜１０ＫＶ
／ｍｍ以上の高電界下では著しくｔａｎδが上昇してし
まう。９０℃は電力ケーブル使用中に発生し得る温度条
件であり、５〜１０ＫＶ／ｍｍは２７５ＫＶ級の電力ケ
ーブルでは常用ストレスである。
【０００５】上記の欠点を解消するため、本発明の架橋
ポリエチレン電力ケーブルは、高温、高電界下でもｔａ
ｎδが上昇せず、良好な誘電損失特性を有する架橋ポリ
エチレン電力ケーブルを提供することを目的とする。
ポリエチレン電力ケーブルは、高温、高電界下でもｔａ
ｎδが上昇せず、良好な誘電損失特性を有する架橋ポリ
エチレン電力ケーブルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の架橋ポリエチレン電力ケーブルは、架橋ポ
リエチレンから成る絶縁体はハイドロタルサイト化合物
を含有するものである。以下、架橋ポリエチレンの高温
、高電界下においてのｔａｎδの上昇の原因について述
べる。
め、本発明の架橋ポリエチレン電力ケーブルは、架橋ポ
リエチレンから成る絶縁体はハイドロタルサイト化合物
を含有するものである。以下、架橋ポリエチレンの高温
、高電界下においてのｔａｎδの上昇の原因について述
べる。
【０００７】架橋ポリエチレン絶縁層中には種々の不純
物が含まれている。ジクミルパーオキシド等の架橋剤の
分解残渣である。アセトフェノン、クミルアルコール、
α−メチルスチレン、クメン、ｔ−ブタノール、安息香
酸、ベンジルアルコール等の有機極性化合物や、老化防
止剤、加工助剤等の少量の添加剤がある。さらには、ポ
リエチレン重合時に含まれる重合開始触媒、反応触媒等
がある。特に、低圧重合法によるポリエチレンの重合の
際は、チーグラー触媒が用いられ、これらとエチレンに
対して反応性の劣るコモノマー（例えばブテン−１、ペ
ンテン−１、ヘキセン、オクテン等のα−オレフィン類
）との共重合体を生成する際には多量のチーグラー触媒
が用いられる。チーグラー触媒はアルキルアルミニウム
、四塩化チタン等であり、重合後もかなりの量が重合体
中に残留する。また、高圧法ポリエチレンにおいてもエ
チレンの製造プラントは一般に海岸に建設されているこ
とが多く、製品の搬送ラインは空気搬送されており、台
風の直後等は特に大気中に含まれる塩素イオンの混入が
著しく、数１０〜数１００ｐｐｍに及ぶものである。
物が含まれている。ジクミルパーオキシド等の架橋剤の
分解残渣である。アセトフェノン、クミルアルコール、
α−メチルスチレン、クメン、ｔ−ブタノール、安息香
酸、ベンジルアルコール等の有機極性化合物や、老化防
止剤、加工助剤等の少量の添加剤がある。さらには、ポ
リエチレン重合時に含まれる重合開始触媒、反応触媒等
がある。特に、低圧重合法によるポリエチレンの重合の
際は、チーグラー触媒が用いられ、これらとエチレンに
対して反応性の劣るコモノマー（例えばブテン−１、ペ
ンテン−１、ヘキセン、オクテン等のα−オレフィン類
）との共重合体を生成する際には多量のチーグラー触媒
が用いられる。チーグラー触媒はアルキルアルミニウム
、四塩化チタン等であり、重合後もかなりの量が重合体
中に残留する。また、高圧法ポリエチレンにおいてもエ
チレンの製造プラントは一般に海岸に建設されているこ
とが多く、製品の搬送ラインは空気搬送されており、台
風の直後等は特に大気中に含まれる塩素イオンの混入が
著しく、数１０〜数１００ｐｐｍに及ぶものである。
【０００８】このような有機、無機の不純物を含む架橋
ポリエチレンは、高温、高電界下ではこれらの不純物が
イオン解離し、特に無機イオンのうち塩素イオンが交流
電解下で移動することにより、電圧と同位相の損失電流
が流れ誘電損失が生じることが解明された。本発明者ら
はこれらの原因を取除くため、特に問題となる塩素イオ
ンを除去するため、鋭意研究を重ねた結果、ハイドロタ
ルサイト化合物が有効であることを発明した。
ポリエチレンは、高温、高電界下ではこれらの不純物が
イオン解離し、特に無機イオンのうち塩素イオンが交流
電解下で移動することにより、電圧と同位相の損失電流
が流れ誘電損失が生じることが解明された。本発明者ら
はこれらの原因を取除くため、特に問題となる塩素イオ
ンを除去するため、鋭意研究を重ねた結果、ハイドロタ
ルサイト化合物が有効であることを発明した。
【０００９】ハイドロタルサイト化合物は一般式 ［
Ｍｇ１−ＸＲｘ（ＯＨ）２］Ｘ＋［（ＣＯ３２−）Ｘ／
２・ｍＨ２０］Ｘ−ここでＲ＝Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ Ｘ＝０．３〜０．３３ ｍ＝０〜０．５ から成る合成化合物である。
Ｍｇ１−ＸＲｘ（ＯＨ）２］Ｘ＋［（ＣＯ３２−）Ｘ／
２・ｍＨ２０］Ｘ−ここでＲ＝Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ Ｘ＝０．３〜０．３３ ｍ＝０〜０．５ から成る合成化合物である。
【００１０】ハイドロタルサイト化合物は高温、高電界
下でイオン特に塩素イオンの良好なトラップ状態を呈し
、従来、イオンのトラップ剤として用いられていたＭｇ
、Ｃａ等のアルカリ土類金属の酸化物が高温、高電界下
でイオン解離定数が大きく、トラップ剤として作用しな
かったものに比して非常に有効である。ハイドロタルサ
イト化合物は、ポリエチレンに対して１０ｐｐｍ〜１％
添加し、架橋ポリエチレンとして電力ケーブルを成形す
ると、高温、高電界下でもｔａｎδの上昇を押えられた
極めて良好な誘電損失特性を有するものが得られる。
下でイオン特に塩素イオンの良好なトラップ状態を呈し
、従来、イオンのトラップ剤として用いられていたＭｇ
、Ｃａ等のアルカリ土類金属の酸化物が高温、高電界下
でイオン解離定数が大きく、トラップ剤として作用しな
かったものに比して非常に有効である。ハイドロタルサ
イト化合物は、ポリエチレンに対して１０ｐｐｍ〜１％
添加し、架橋ポリエチレンとして電力ケーブルを成形す
ると、高温、高電界下でもｔａｎδの上昇を押えられた
極めて良好な誘電損失特性を有するものが得られる。
【００１１】ハイドロサイト化合物は絶縁層のみでなく
、半導電層にも混合し、不純物をトラップしイオン解離
防止を図ってもよい。
、半導電層にも混合し、不純物をトラップしイオン解離
防止を図ってもよい。
【００１２】
【実施例】種々の密度のポリエチレンに架橋剤としてジ
クミルペルオキシド（ＤＣＰ）、老化防止剤として４、
４’−チオビスフェノール３メチル６−ｔ−ブチルフェ
ノールと、ハイドロタルサイト化合物を下記の配合量で
加え、１２０℃予熱、１７０℃１５分加熱にて０．２ｍ
ｍ厚シートに作成し、自動シューリングブリッジにて常
温、１ＫＶ／ｍｍと、１２０℃、１０ＫＶ／ｍｍ下のｔ
ａｎδを測定した。
クミルペルオキシド（ＤＣＰ）、老化防止剤として４、
４’−チオビスフェノール３メチル６−ｔ−ブチルフェ
ノールと、ハイドロタルサイト化合物を下記の配合量で
加え、１２０℃予熱、１７０℃１５分加熱にて０．２ｍ
ｍ厚シートに作成し、自動シューリングブリッジにて常
温、１ＫＶ／ｍｍと、１２０℃、１０ＫＶ／ｍｍ下のｔ
ａｎδを測定した。
【００１３】ポリエチレン １
００重量部ＤＣＰ
１．５重量部老化防止剤
０．２重量部ハイドロタルサイト化合物 ０．１
重量部結果を表１に示す。
００重量部ＤＣＰ
１．５重量部老化防止剤
０．２重量部ハイドロタルサイト化合物 ０．１
重量部結果を表１に示す。
【００１４】比較例としてハイドロタルサイト化合物を
除いた上記の組成にて同様にシートを作成し、同様の条
件でｔａｎδを測定した。結果を表に示す。また、同様
の組成で銅導線１ｍｍφ上に内外半導電層各々０．５ｍ
ｍ厚と共に厚さ１ｍｍの絶縁体層を同時押出成形してモ
デルケーブルを作成した。このモデルケーブルの性能を
１２０℃の高温ＡＣ破壊試験でＢＤ値により評価した。 （熱破壊を生じにくいとＢＤ値は上昇する。）
除いた上記の組成にて同様にシートを作成し、同様の条
件でｔａｎδを測定した。結果を表に示す。また、同様
の組成で銅導線１ｍｍφ上に内外半導電層各々０．５ｍ
ｍ厚と共に厚さ１ｍｍの絶縁体層を同時押出成形してモ
デルケーブルを作成した。このモデルケーブルの性能を
１２０℃の高温ＡＣ破壊試験でＢＤ値により評価した。 （熱破壊を生じにくいとＢＤ値は上昇する。）
【００１
５】
５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の架橋ポリエチレン電力ケーブルによれば、架橋ポリ
エチレンにハイドロタルサイト化合物を含有させ、不純
物特に塩素イオンをトラップすることにより高温、高電
界下においてｔａｎδの上昇を防止することができる。 そのため、超高圧ケーブルに使用しても誘電損失が生じ
ない良好な電力ケーブルができる。
明の架橋ポリエチレン電力ケーブルによれば、架橋ポリ
エチレンにハイドロタルサイト化合物を含有させ、不純
物特に塩素イオンをトラップすることにより高温、高電
界下においてｔａｎδの上昇を防止することができる。 そのため、超高圧ケーブルに使用しても誘電損失が生じ
ない良好な電力ケーブルができる。
【図１】従来例及び本発明の一実施例に係る電力ケーブ
ルの断面図
ルの断面図
１・・・・・・電力ケーブル
４・・・・・・絶縁体層
Claims (1)
- 【請求項１】架橋ポリエチレンから成る絶縁体はハイド
ロタルサイト化合物を含有することを特徴とする架橋ポ
リエチレン電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076891A JPH04322009A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 架橋ポリエチレン電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9076891A JPH04322009A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 架橋ポリエチレン電力ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04322009A true JPH04322009A (ja) | 1992-11-12 |
Family
ID=14007788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9076891A Pending JPH04322009A (ja) | 1991-04-22 | 1991-04-22 | 架橋ポリエチレン電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04322009A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000053815A (ja) * | 1998-08-12 | 2000-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電気絶縁樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル |
| US8257782B2 (en) * | 2000-08-02 | 2012-09-04 | Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. | Electrical cable for high voltage direct current transmission, and insulating composition |
| CN103649192A (zh) * | 2011-05-04 | 2014-03-19 | 博里利斯股份公司 | 用于电气装置的聚合物组合物 |
| JP2014518907A (ja) * | 2011-05-04 | 2014-08-07 | ボレアリス エージー | 電気デバイスのためのポリマー組成物 |
| US9978476B2 (en) | 2011-05-04 | 2018-05-22 | Borealis Ag | Polymer composition for electrical devices |
-
1991
- 1991-04-22 JP JP9076891A patent/JPH04322009A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000053815A (ja) * | 1998-08-12 | 2000-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電気絶縁樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル |
| US8257782B2 (en) * | 2000-08-02 | 2012-09-04 | Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. | Electrical cable for high voltage direct current transmission, and insulating composition |
| CN103649192A (zh) * | 2011-05-04 | 2014-03-19 | 博里利斯股份公司 | 用于电气装置的聚合物组合物 |
| JP2014518907A (ja) * | 2011-05-04 | 2014-08-07 | ボレアリス エージー | 電気デバイスのためのポリマー組成物 |
| JP2014519146A (ja) * | 2011-05-04 | 2014-08-07 | ボレアリス エージー | 電気デバイスのためのポリマー組成物 |
| US9978478B2 (en) | 2011-05-04 | 2018-05-22 | Borealis Ag | Polymer composition for electrical devices |
| US9978476B2 (en) | 2011-05-04 | 2018-05-22 | Borealis Ag | Polymer composition for electrical devices |
| US10304582B2 (en) | 2011-05-04 | 2019-05-28 | Borealis Ag | Polymer composition for electrical devices |
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