JPH05274915A - 電線・ケーブル用電気絶縁物 - Google Patents
電線・ケーブル用電気絶縁物Info
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- JPH05274915A JPH05274915A JP4066286A JP6628692A JPH05274915A JP H05274915 A JPH05274915 A JP H05274915A JP 4066286 A JP4066286 A JP 4066286A JP 6628692 A JP6628692 A JP 6628692A JP H05274915 A JPH05274915 A JP H05274915A
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- polyethylene
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- insulator
- cable
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】絶縁体中に欠陥が存在したとしても、ボウタイ
トリーの発生を十分抑止し、かつブルームの生じない絶
縁体の提供。 【構成】ポリエチレン９９．９〜７０重量部に、窒素含
有量が０．０１〜１．０ｗｔ％のアミド化ポリエチレン
を０．１〜３０重量部混和し、さらに、総炭素数が８個
以上でアミノ基を持ったシラン又は総炭素数が１０個以
上でアミノ基を持ったシロキサンを０．００５〜１．０
重量部添加し、架橋処理した電線・ケーブル用電気絶縁
物。
トリーの発生を十分抑止し、かつブルームの生じない絶
縁体の提供。 【構成】ポリエチレン９９．９〜７０重量部に、窒素含
有量が０．０１〜１．０ｗｔ％のアミド化ポリエチレン
を０．１〜３０重量部混和し、さらに、総炭素数が８個
以上でアミノ基を持ったシラン又は総炭素数が１０個以
上でアミノ基を持ったシロキサンを０．００５〜１．０
重量部添加し、架橋処理した電線・ケーブル用電気絶縁
物。
Description
【０００１】
【発明の対象】この発明は、架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブル等の絶縁体内に発生する水トリー、特にボウタ
イトリーの発生を大幅に抑止することのできる電気絶縁
物に関するものである。
ケーブル等の絶縁体内に発生する水トリー、特にボウタ
イトリーの発生を大幅に抑止することのできる電気絶縁
物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】架橋ポリエチレンは高度の電気絶縁性を
有することから、電線・ケーブル用電気絶縁体として多
く使用されている。
有することから、電線・ケーブル用電気絶縁体として多
く使用されている。
【０００３】しかし、架橋ポリエチレン絶縁電線・ケー
ブルを湿潤な環境下で使用すると、水トリーと呼ばれる
電気化学的劣化が発生し、電気絶縁性能が著しく低下す
る。このために、その発生の抑止については架橋ポリエ
チレン絶縁電線・ケーブルが本格的な実用化を見るに至
って以来、長年の課題とされていた。
ブルを湿潤な環境下で使用すると、水トリーと呼ばれる
電気化学的劣化が発生し、電気絶縁性能が著しく低下す
る。このために、その発生の抑止については架橋ポリエ
チレン絶縁電線・ケーブルが本格的な実用化を見るに至
って以来、長年の課題とされていた。
【０００４】数多くの基礎的あるいは実課電での研究の
結果、水トリーは次のような機構により発生すると考え
られている。架橋ポリエチレン絶縁体中のボイド，異
物，並びに絶縁体と半導電層界面の異物や突起等に水が
凝集すると、非極性の架橋ポリエチレンは水との親和性
が低いため、凝集した水の圧力上昇によってその周辺に
力学的ひずみを生じ、水トリーの発生に至る。
結果、水トリーは次のような機構により発生すると考え
られている。架橋ポリエチレン絶縁体中のボイド，異
物，並びに絶縁体と半導電層界面の異物や突起等に水が
凝集すると、非極性の架橋ポリエチレンは水との親和性
が低いため、凝集した水の圧力上昇によってその周辺に
力学的ひずみを生じ、水トリーの発生に至る。
【０００５】水トリーの発生を防止するために、レジン
の細心にわたる品質管理や製造ラインのクリーンルーム
化等の電線・ケーブル製造技術の改善、あるいは絶縁体
中への極性基の導入による親水性の向上などの手段が講
じられ、水トリーの発生は着実に抑止されつつある。
の細心にわたる品質管理や製造ラインのクリーンルーム
化等の電線・ケーブル製造技術の改善、あるいは絶縁体
中への極性基の導入による親水性の向上などの手段が講
じられ、水トリーの発生は着実に抑止されつつある。
【０００６】しかしながら、前記の各方面にわたる努力
が重ねられているにもかかわらず、今日の技術では水ト
リーの発生を皆無にできる段階までには至っていない。
このため、鋭意その発生の抑止対策についての検討が進
められているのが実情である。
が重ねられているにもかかわらず、今日の技術では水ト
リーの発生を皆無にできる段階までには至っていない。
このため、鋭意その発生の抑止対策についての検討が進
められているのが実情である。
【０００７】
【発明の目的】本発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、絶縁体中にボイド，異物並びに絶縁体と半導
電層との界面における不整といった欠陥が不可避的に存
在していても、水トリーの発生を大幅に抑止できる新規
の電線・ケーブル用電気絶縁体を提供することを目的と
する。
たもので、絶縁体中にボイド，異物並びに絶縁体と半導
電層との界面における不整といった欠陥が不可避的に存
在していても、水トリーの発生を大幅に抑止できる新規
の電線・ケーブル用電気絶縁体を提供することを目的と
する。
【０００８】
【発明の要点】本発明の要旨は、第１にポリエチレンま
たはエチレン系共重合体、あるいはこれらの混合物９
９．９〜７０重量部に対し、窒素含有量が０．０１〜
１．０ｗｔ％のアミド化ポリエチレンを０．１〜３０重
量部混和したブレンド物１００重量部に、総炭素数が８
個以上でアミノ基を持ったシランを０．００５〜１．０
重量部添加してなる組成物を、架橋処理してなることを
特徴とするものであり、第２にポリエチレンまたはエチ
レン系共重合体、あるいはこれらの混合物９９．９〜７
０重量部に対し、窒素含有量が０．０１〜１．０ｗｔ％
のアミド化ポリエチレンを０．１〜３０重量部混和した
ブレンド物１００重量部に、総炭素数が１０個以上でア
ミノ基を持ったシロキサンを０．００５〜１．０重量部
添加してなる組成物を、架橋処理してなることを特徴と
するものである。
たはエチレン系共重合体、あるいはこれらの混合物９
９．９〜７０重量部に対し、窒素含有量が０．０１〜
１．０ｗｔ％のアミド化ポリエチレンを０．１〜３０重
量部混和したブレンド物１００重量部に、総炭素数が８
個以上でアミノ基を持ったシランを０．００５〜１．０
重量部添加してなる組成物を、架橋処理してなることを
特徴とするものであり、第２にポリエチレンまたはエチ
レン系共重合体、あるいはこれらの混合物９９．９〜７
０重量部に対し、窒素含有量が０．０１〜１．０ｗｔ％
のアミド化ポリエチレンを０．１〜３０重量部混和した
ブレンド物１００重量部に、総炭素数が１０個以上でア
ミノ基を持ったシロキサンを０．００５〜１．０重量部
添加してなる組成物を、架橋処理してなることを特徴と
するものである。
【０００９】本発明で使用するアミド化ポリエチレンと
は、次の構造を有するものである。
は、次の構造を有するものである。
【００１０】
【化１】
【００１１】ここで、上記ポリエチレンのブレンド量お
よび窒素含有量を規定したのは、規定量未満では目的と
するボウタイトリー発生抑止効果が不十分であり、規定
量を越えると絶縁体の誘電正接が高くなり、製品の性能
を低下させてしまうからである。
よび窒素含有量を規定したのは、規定量未満では目的と
するボウタイトリー発生抑止効果が不十分であり、規定
量を越えると絶縁体の誘電正接が高くなり、製品の性能
を低下させてしまうからである。
【００１２】また本発明で使用する、総炭素数が８個以
上でアミノ基を持ったシランとは、次の構造を有するも
のである。
上でアミノ基を持ったシランとは、次の構造を有するも
のである。
【００１３】
【化２】
【００１４】同様に、総炭素数が１０個以上でアミノ基
を持ったシロキサンとは、次の構造を有するものであ
る。
を持ったシロキサンとは、次の構造を有するものであ
る。
【００１５】
【化３】
【００１６】なお、上記の化合物のＲの構造中に、一部
酸素，窒素，硫黄，砒素等の原子、またはこれらからな
る原子団が入っても支障はない。
酸素，窒素，硫黄，砒素等の原子、またはこれらからな
る原子団が入っても支障はない。
【００１７】ここで、上記シランおよびシロキサンの合
計炭素数の下限を規定したのは、規定の炭素数未満では
ポリエチレンまたはエチレン系共重合体、あるいはこれ
らの混合物との相溶性が低く、表面に析出してしまうか
らである。また、総炭素数の上限は特に規定しないが、
５０個程度までが望ましい。
計炭素数の下限を規定したのは、規定の炭素数未満では
ポリエチレンまたはエチレン系共重合体、あるいはこれ
らの混合物との相溶性が低く、表面に析出してしまうか
らである。また、総炭素数の上限は特に規定しないが、
５０個程度までが望ましい。
【００１８】これらの化合物の添加量を０．００５重量
部〜０．１重量部としたのは、添加量が０．００５重量
部未満では、目的とするボウタイトリー発生抑止効果が
不十分であり、１．０重量部を越えると相溶性の上限か
ら絶縁体表面に析出し（この現象をブルームという）、
製品の品質を低下させてしまうからである。
部〜０．１重量部としたのは、添加量が０．００５重量
部未満では、目的とするボウタイトリー発生抑止効果が
不十分であり、１．０重量部を越えると相溶性の上限か
ら絶縁体表面に析出し（この現象をブルームという）、
製品の品質を低下させてしまうからである。
【００１９】上記シランの具体例としてはＮ−（２−ア
ミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン，Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン，３−アミノプロピルトリエトキ
シシラン等が、また、上記シロキサンの具体例としては
１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，３，３
−テトラメチルジシロキサン，１，９−ビス（３−アミ
ノプロピル）−１，１，９，９−デカメチルペンタシロ
キサン，１，１７−ビス（３−アミノプロピル）−１，
１，１７，１７−オクタデカメチルノナシロキサン等が
それぞれ挙げられる。さらに、これらの化合物を数種組
み合わせて使用してもよい。
ミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン，Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン，３−アミノプロピルトリエトキ
シシラン等が、また、上記シロキサンの具体例としては
１，３−ビス（３−アミノプロピル）−１，１，３，３
−テトラメチルジシロキサン，１，９−ビス（３−アミ
ノプロピル）−１，１，９，９−デカメチルペンタシロ
キサン，１，１７−ビス（３−アミノプロピル）−１，
１，１７，１７−オクタデカメチルノナシロキサン等が
それぞれ挙げられる。さらに、これらの化合物を数種組
み合わせて使用してもよい。
【００２０】ベースレジンとしては、低密度ポリエチレ
ン，中密度ポリエチレンおよびエチレン−プロピレン共
重合体，エチレン−エチルアクリレート共重合体，エチ
レン−酢酸ビニル共重合体等エチレンを過半に含むポリ
オレフィンが該当する。これらのうち１種、または２種
以上を組み合わせて用いてもよい。
ン，中密度ポリエチレンおよびエチレン−プロピレン共
重合体，エチレン−エチルアクリレート共重合体，エチ
レン−酢酸ビニル共重合体等エチレンを過半に含むポリ
オレフィンが該当する。これらのうち１種、または２種
以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】架橋法としては、ジクミルパーオキサイ
ド，１，３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロ
ピル）ベンゼン，２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ
−ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３等の有機過酸化物
による化学架橋が一般的である。その他には、トリエト
キシビニルシラン等のシラン類を用いたシラン水架橋
や、電子線などの電離性放射線による照射架橋がある。
ド，１，３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロ
ピル）ベンゼン，２，５−ジメチル−２，５−ジ−（ｔ
−ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３等の有機過酸化物
による化学架橋が一般的である。その他には、トリエト
キシビニルシラン等のシラン類を用いたシラン水架橋
や、電子線などの電離性放射線による照射架橋がある。
【００２２】その他必要によっては、滑剤，着色剤，充
填剤，架橋促進剤等を添加することは一向に差し支えな
い。
填剤，架橋促進剤等を添加することは一向に差し支えな
い。
【００２３】なお、ボウタイトリーに及ぼす水分の影響
は極めて大きく、気中で課電したケーブルや金属シース
等で遮水したケーブルにもボウタイトリーが見いだされ
る。これらは外部から浸透した水分によるものではな
く、ケーブル製造時に架橋ポリエチレンの内部に含まれ
る微量の水分によるものであると考えられる。このよう
なボウタイトリーに対しても、本発明に係る絶縁体が有
効なトリー抑止効果を発揮することはいうまでもない。
は極めて大きく、気中で課電したケーブルや金属シース
等で遮水したケーブルにもボウタイトリーが見いだされ
る。これらは外部から浸透した水分によるものではな
く、ケーブル製造時に架橋ポリエチレンの内部に含まれ
る微量の水分によるものであると考えられる。このよう
なボウタイトリーに対しても、本発明に係る絶縁体が有
効なトリー抑止効果を発揮することはいうまでもない。
【００２４】
【発明の実施例】以下に本発明についての各実施例およ
び比較例を参照し説明する。
び比較例を参照し説明する。
【００２５】表１，表２にそれぞれ示したような配合の
電線・ケーブル用電気絶縁体を調製した。
電線・ケーブル用電気絶縁体を調製した。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表１，表２に示す配合成分からなる組成物
を、１２０℃に加熱した熱ロールによって混練し、シー
ト状としたものをペレタイザを用いてペレット化した。
を、１２０℃に加熱した熱ロールによって混練し、シー
ト状としたものをペレタイザを用いてペレット化した。
【００２９】これを外径３ｍｍの導体上に、ポリエチレ
ン径半導電層の厚さが０．５ｍｍ，絶縁体の厚さが２ｍ
ｍとなるように同時押出法により押出被覆した。続いて
加熱媒体として窒素ガスを用いた乾式架橋法により、架
橋管内で連続架橋を行った後加圧冷却して絶縁体を得
た。
ン径半導電層の厚さが０．５ｍｍ，絶縁体の厚さが２ｍ
ｍとなるように同時押出法により押出被覆した。続いて
加熱媒体として窒素ガスを用いた乾式架橋法により、架
橋管内で連続架橋を行った後加圧冷却して絶縁体を得
た。
【００３０】ボウタイトリー発生数の評価については、
上記の方法により作製した電線を９０℃の温水中に浸漬
し、導体と水との間に５０Ｈｚ，３ｋＶの交流電圧を５
００日間印加した後、絶縁体を薄くスライスしてメチレ
ンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いてボウ
タイトリー発生の有無とその個数を計数した。
上記の方法により作製した電線を９０℃の温水中に浸漬
し、導体と水との間に５０Ｈｚ，３ｋＶの交流電圧を５
００日間印加した後、絶縁体を薄くスライスしてメチレ
ンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いてボウ
タイトリー発生の有無とその個数を計数した。
【００３１】誘電正接については、電解が１０ｋＶ／ｍ
ｍになるように電圧を印加して、シェーリングブリッジ
により測定した。その際、０．１％以上の値を示すもの
を×、未満のものを○として判定した。
ｍになるように電圧を印加して、シェーリングブリッジ
により測定した。その際、０．１％以上の値を示すもの
を×、未満のものを○として判定した。
【００３２】またブルームの有無については、電線を作
製する前のペレットを８０℃の恒温槽内に１０日間に保
持した後、その表面を観察することにより目視によって
評価した。
製する前のペレットを８０℃の恒温槽内に１０日間に保
持した後、その表面を観察することにより目視によって
評価した。
【００３３】表１，表２は、それぞれ本発明に係る実施
例１〜８および比較例１〜５について、各供試素材の組
成および評価結果を示したものである。
例１〜８および比較例１〜５について、各供試素材の組
成および評価結果を示したものである。
【００３４】表１，表２からも明らかなように、本発明
に係るポリマおよび添加剤を本発明に規定する量だけブ
レンドまたは添加した実施例１〜８は、ボウタイトリー
の発生が十分抑止されているとともにブルームの発生も
認められなかった。
に係るポリマおよび添加剤を本発明に規定する量だけブ
レンドまたは添加した実施例１〜８は、ボウタイトリー
の発生が十分抑止されているとともにブルームの発生も
認められなかった。
【００３５】これに対し、上記添加物を添加しないもの
（比較例１）およびアミド化ポリエチレンのブレンド量
が規定量よりも少ないもの（比較例２）は、ボウタイト
リーの発生数が非常に多かった。また、アミド化ポリエ
チレンのブレンド量が規定量よりも多いものや（比較例
３）、規定の窒素含有量を越えたポリマをブレンドした
もの（比較例４）も同様にボウタイトリー抑止効果が低
く、そのうえ誘電正接が悪化している。添加剤の量が規
定値よりも多いもの（比較例５）はブルームが見られ
た。
（比較例１）およびアミド化ポリエチレンのブレンド量
が規定量よりも少ないもの（比較例２）は、ボウタイト
リーの発生数が非常に多かった。また、アミド化ポリエ
チレンのブレンド量が規定量よりも多いものや（比較例
３）、規定の窒素含有量を越えたポリマをブレンドした
もの（比較例４）も同様にボウタイトリー抑止効果が低
く、そのうえ誘電正接が悪化している。添加剤の量が規
定値よりも多いもの（比較例５）はブルームが見られ
た。
【００３６】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によって、絶
縁体中に欠陥が存在していたとしてもボウタイトリーの
発生を十分抑止し、かつブルームの生じない絶縁体の提
供が可能となり、工業的価値は極めて高いといえる。
縁体中に欠陥が存在していたとしてもボウタイトリーの
発生を十分抑止し、かつブルームの生じない絶縁体の提
供が可能となり、工業的価値は極めて高いといえる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳生 秀樹 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】ポリエチレンまたはエチレン系共重合体、
あるいはこれらの混合物９９．９〜７０重量部に対し、
窒素含有量が０．０１〜１．０ｗｔ％のアミド化ポリエ
チレンを０．１〜３０重量部混和したブレンド物１００
重量部に、総炭素数が８個以上でアミノ基を持ったシラ
ンを０．００５〜１．０重量部添加してなる組成物を、
架橋処理してなることを特徴とする電線・ケーブル用電
気絶縁物。 - 【請求項２】ポリエチレンまたはエチレン系共重合体、
あるいはこれらの混合物９９．９〜７０重量部に対し、
窒素含有量が０．０１〜１．０ｗｔ％のアミド化ポリエ
チレンを０．１〜３０重量部混和したブレンド物１００
重量部に、総炭素数が１０個以上でアミノ基を持ったシ
ロキサンを０．００５〜１．０重量部添加してなる組成
物を、架橋処理してなることを特徴とする電線・ケーブ
ル用電気絶縁物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066286A JPH05274915A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 電線・ケーブル用電気絶縁物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066286A JPH05274915A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 電線・ケーブル用電気絶縁物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05274915A true JPH05274915A (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=13311434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4066286A Pending JPH05274915A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 電線・ケーブル用電気絶縁物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05274915A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273277A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ケーブルおよびケーブルの劣化防止方法 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4066286A patent/JPH05274915A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007273277A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ケーブルおよびケーブルの劣化防止方法 |
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