JPH0465031A

JPH0465031A - 直流ケーブル

Info

Publication number: JPH0465031A
Application number: JP17661990A
Authority: JP
Inventors: Terushi Katagai; 昭史片貝
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1990-07-04
Publication date: 1992-03-02

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、直流ケーブルに関し、より詳細には芯線導
体の外周に形成される絶縁材料として架橋ポリエチレン
を用いた直流ケーブルに関するものである。

［従来の技術］従来より交流高電圧用の電カケープルの絶縁材料として
は、絶縁耐圧や誘電特性が優れていることから高圧法低
密度ポリエチレンを母材とした架橋ポリエチレンが汎用
されている。そして、このような高圧法低密度ポリエチ
レンを母材とする架橋ポリエチレンが直流電圧を送配電
する直流ケーブルにおける絶縁材としても広く用いられ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ところで、上述した絶縁材（架橋ポリエチレン）からな
る押出型高分子絶縁ケーブルを高圧直流送電用に適用す
る場合には、いくつかの問題点が生じる。その問題点を
以下に列挙する。

先ず第１の問題は、ケーブル絶縁体中の体積抵抗率ρの
分布が不均一になってしまうことである。この原因は、
第５図に示すようにケーブルの芯線導体１の外周部に形
成された絶縁体２に存在する架橋分解残渣の分布が、絶
縁体２の内部において大きく、絶縁体２の内周側（芯線
導体ｌ側）と外周側とにおいて小さくなっていて、これ
に伴ってケーブルの絶縁体２中の体積抵抗率ρの分布が
、絶縁体２の内周側（芯線導体１側）と外周側とにおい
て不均一になってしまうことである。

このような体積抵抗率ρの分布が生じているケーブルに
直流電圧が印加された場合、絶縁体２中の直流電圧分担
は、体積抵抗率ρによって決められてしまうので、その
電位分布はケーブルの絶縁体２の内周側（芯線導体１側
）と外周側とが体積抵抗率ρが大きい部位で支配され、
局部高電界が形成されることになる。

次に第２の問題は、直流高電圧を印加することによって
、絶縁体２中に空間電荷が形成され、絶縁体２中に局部
高電界が生じることである。この空間電荷の形成は、ポ
リエチレン自身の分子構造の不整や、酸化防止剤、架橋
分解残渣等の種々の添加剤の存在により増大されてしま
う。

そして、このような絶縁体中の局部高電界の形成は、ケ
ーブルの実質的な絶縁厚を小ならしめてしまうことであ
り、このためにケーブル外径が大きくなってしまう。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ケ
ーブル絶縁体中の体積抵抗率ｐの分布を均一にし、さら
に空間電荷蓄積を低減し、絶縁性能の優れた直流ケーブ
ルを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明は、芯線導体の外周部に架橋ポリエチレンでな
る絶縁材を被覆した直流ケーブルにおいて、絶縁体に含
まれる架橋分解残渣量を０．１重量％以下に減量したこ
とを特徴とした直流ケーブルである。

また、この発明は、芯線導体直上に気密性の高い材質か
らなるテープを巻き、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）ケ
ーブルの架橋分解残渣量を０．１重量％以下に減した後
に、外部半導電層上に気密性の高い半導電性テープを巻
いたことを特徴とする直流ケーブルである。

［実　施　例］架橋分解残渣量の異なる厚さ０．１ｍｍの架橋ポリエチ
レン（以下、ＸＬＰＥと称す）シートを用いて、熱刺激
電流を測定した。

このときの測定条件は、電極が２０ｍｍで初期バイアス
が５ｋＶで温度３０℃の状態で１０分間の直流電圧を印
加した後、−１０℃の温度まで急冷し、電極を接地し、
上述の初期バイアスと同極性のコレクティングバイアス
を１８０Ｖ印加しながら毎分２℃づつ昇温して９０℃ま
での電流を測定した。

さらに、上述の熱刺激電流から温度毎の漏れ電流分を差
し引き、その差し引き分の電流を時間積分することによ
り電荷蓄積量を求めた。この結果を第２図に示す、横軸
は残渣量（重量％）、縦軸は電荷蓄積量（ｐＣ）である
。

この図から、電荷蓄積量は架橋残渣量０．１重量％以上
で急増することが分かる。

この知見を基に、導体直上に半導電性塗料を塗布したテ
ープを巻いた絶縁厚３．５ｍｍのＸＬＰＥケーブルの絶
縁体中の架橋残渣量を乾燥処理により０．１重量％以下
に減じた。

その後、ケーブル外周にマイラテープを重ね巻きし、温
度９０℃で１週間保持した。

この処理毎にケーブル絶縁体中の架橋残渣量を測定した
ところ、第３図に示す結果を得た。横軸は絶縁体厚さ（
ｍｍ）、縦軸は残渣量（重量％）である６即ち、乾燥処
理により絶縁体中の架橋残渣量を減らすことができるが
、ケーブル外層からの架橋残渣の揮散は盛んであるため
、架橋残渣量の分布は中層や内層近傍に多くなる。また
、導体直上に半導電性塗料を塗布したテープがあるため
、内層からの架橋残渣の揮散は少ない、しかし、その後
、マイラテープを重ね巻きして、外層からの架橋残渣の
揮散を防止した上で熱処理を施すことにより絶縁体中の
架橋残渣量を均一化できることが分かる。

このような一連の処理の後に、ケーブル絶縁体を厚さ方
向に薄くスライスし、そのシート状試料の体積抵抗率ρ
を測定したところ第４図に示す結果が得られた。この図
から明らかなように、初期ケーブルの絶縁体の体積抵抗
率ρの分布は不均一であるが、処理ケーブルの体積抵抗
率ρの分布は均一で、かつ高い値を有することが分かる
。

本処理ケーブルの直流破壊試験結果を実施したところ、
第１表に示すように初期ケーブルに比べ高い強度が得ら
れた。このケーブルは、第１図の横断面図に示す構造の
ケーブルで実現できる。即ち、導体３上に半導電性塗料
を塗布したテープからなる気密テープ層４を施し、この
上に同材質の半導電性材料を押出し被覆した半導電層５
を形成する。さらにこの外周に絶縁体６を押出し被覆し
、この外周に半導電層７．半導電性気密テープ層８を設
け、この外周に遮蔽のための銅テープ９を設け、さらに
この外周にテープｌＯを巻回してシース層１１を押出し
被覆により形成するのである。

（以下余白）第　　　　１　　　　表［発明の効果］以上説明したように、この発明に係る直流ケーブルは、
絶縁体中の体積抵抗率ρの分布が均一であり、かつ絶縁
材における電荷蓄積量が少ないために、これらに起因す
るケーブル破壊電圧の低下や、極性反転時の破壊電圧の
低下が解消され、直流電圧の安定性を向上することがで
きる。

また、これに伴って、絶縁材の厚みを薄くすることがで
きるので、各種絶縁材を劣化させることなくケーブルを
小形化ならびに軽量化を図ることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の直流電カケープル構成を示す横断
面図、第２図は、残渣量と電荷蓄積量の関係を示した線図、第３図は、この発明に係る絶縁体の体積抵抗率分布とＸ
ＬＰＥケーブル絶縁体の体積抵抗率分布を示す線図、第４図は、この発明に係る絶縁体の体積抵抗率分布を示
す線図、第５図は、ＸＬＰＥケーブル絶縁体の架橋分解残渣の分
布と体積抵抗率の分布と電位の分布を模式的に示した線
区である、第１図１．３・・・芯線導体２．６・・・絶縁体４．８・・・気密テープ層５．７・・・半導電層９・・・銅テープｌＯ・・・テープ１１・・・シース

Claims

【特許請求の範囲】

（１）芯線導体の外周部に架橋ポリエチレンでなる絶縁
材を被覆した直流ケーブルにおいて、絶縁体に含まれる
架橋分解残渣量を０．１重量％以下に減量したことを特
徴とした直流ケーブル。
（２）芯線導体直上に気密性の高い材質からなるテープ
を巻き、架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）ケーブルの架橋
分解残渣量を０．１重量％以下に減した後に、外部半導
電層上に気密性の高い半導電性テープを巻いたことを特
徴とする直流ケーブル。