JPH063687B2 - 直流電力ケーブル - Google Patents
直流電力ケーブルInfo
- Publication number
- JPH063687B2 JPH063687B2 JP59150299A JP15029984A JPH063687B2 JP H063687 B2 JPH063687 B2 JP H063687B2 JP 59150299 A JP59150299 A JP 59150299A JP 15029984 A JP15029984 A JP 15029984A JP H063687 B2 JPH063687 B2 JP H063687B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulator
- layer
- power cable
- semiconductive layer
- carbon black
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、空間電荷による電界の変歪を取り除くこと
により絶縁耐力の向上を図った直流電力ケーブルに関す
る。
により絶縁耐力の向上を図った直流電力ケーブルに関す
る。
従来の直流電力ケーブルの代表的構造は、中心の導体の
周囲に内部半導電層、絶縁体層、外部半導電層を設けて
構成されているが、この絶縁体層として使われた絶縁材
料である架橋ポリエチレンを使用した場合、空間電荷の
影響を著るしいことが判っている。
周囲に内部半導電層、絶縁体層、外部半導電層を設けて
構成されているが、この絶縁体層として使われた絶縁材
料である架橋ポリエチレンを使用した場合、空間電荷の
影響を著るしいことが判っている。
すなわち、第４図に従来の直流用電力ケーブルの電位と
電界分布を示すが、導体１およびシース５の付近におい
て電位分布が非常に急峻になっており、そのため、直流
破壊電圧および極性反転破壊電圧が非常に低下してしま
う問題がある。
電界分布を示すが、導体１およびシース５の付近におい
て電位分布が非常に急峻になっており、そのため、直流
破壊電圧および極性反転破壊電圧が非常に低下してしま
う問題がある。
上記の欠点を除くために、絶縁体中に有機半導電体液を
浸透せしめる方法が提案されている（例えば特開昭52−
8487号）が、上記有機半導電体液を使用した場合 1) 熱によって有機半導体液が膨張して流れで る。また導体中に液が侵入してしまう。
浸透せしめる方法が提案されている（例えば特開昭52−
8487号）が、上記有機半導電体液を使用した場合 1) 熱によって有機半導体液が膨張して流れで る。また導体中に液が侵入してしまう。
2) ケーブル製造上、絶縁体の押出し時に同時有機半導
体液を混入できない。
体液を混入できない。
3) 有機半導体液を絶縁体の押出し時に混入できないの
で、所望のグレーディングができない。
で、所望のグレーディングができない。
などの欠点がある。
なお電力ケーブルの絶縁体としてカーボン粒子入り架橋
ポリエチレンを用いた例がアメリカにあるが、それはあ
くまでも交流ケーブル用である。
ポリエチレンを用いた例がアメリカにあるが、それはあ
くまでも交流ケーブル用である。
交流ケーブルの場合においては、空間電荷の影響は無視
できるので、絶縁耐力向上のために絶縁体の部分に入れ
ているにすぎない。
できるので、絶縁耐力向上のために絶縁体の部分に入れ
ているにすぎない。
すなわち交流の場合には、絶縁破壊のもとになる電子な
だれの現象において、その基本となる電子をカーボンブ
ラックに当ててやって散乱させることによって電子の速
度を減速させてやり、それによって電子なだれ現象を防
ごうとするものである。
だれの現象において、その基本となる電子をカーボンブ
ラックに当ててやって散乱させることによって電子の速
度を減速させてやり、それによって電子なだれ現象を防
ごうとするものである。
これに対して、本発明は、半導電層と絶縁体との間に、
粒子径30〜100nmのカーボンブラックを0.2〜５重量％含
有する架橋ポリエチレン層（以下、カーボン層と略称す
る）を設けることにより、抵抗率1012〜1016Ω・cm（於
90℃）となし、空間電荷による電界の変歪に起因する、
ケーブル導体側、ケーブルシース側のストレスの集中を
緩和するものである。
粒子径30〜100nmのカーボンブラックを0.2〜５重量％含
有する架橋ポリエチレン層（以下、カーボン層と略称す
る）を設けることにより、抵抗率1012〜1016Ω・cm（於
90℃）となし、空間電荷による電界の変歪に起因する、
ケーブル導体側、ケーブルシース側のストレスの集中を
緩和するものである。
〔実施例１〕 第１図において、10はケーブル導体で、ケーブル導体10
の外周には、内部半導電層20、カーボン層31、絶縁体3
0、カーボン層32、外部半導電層40およびケーブルシー
ス50が同心円状に順次設けられている。
の外周には、内部半導電層20、カーボン層31、絶縁体3
0、カーボン層32、外部半導電層40およびケーブルシー
ス50が同心円状に順次設けられている。
ここで、カーボン層31，32は、上述したようにカーボン
ブラック入りの架橋ポリエチレンからなる厚さ0.5〜３m
m程度の層であり、粒子径が30〜100nmのカーボンブラッ
クを、架橋ポリエチレンに0.2〜５％含有させることに
より、抵抗率1012〜1016Ω・cm（於90℃）の値を実現さ
せたものである。
ブラック入りの架橋ポリエチレンからなる厚さ0.5〜３m
m程度の層であり、粒子径が30〜100nmのカーボンブラッ
クを、架橋ポリエチレンに0.2〜５％含有させることに
より、抵抗率1012〜1016Ω・cm（於90℃）の値を実現さ
せたものである。
なお、上記90℃は、直流ケーブルの運転時における温度
であり、この条件下における最適抵抗率1012〜1016Ω・
cmが得られるのである。本発明において架橋ポリエチレ
ンを母材としてこれに特定の粒径のカーボンブラックを
添加した理由は、この層が架橋ポリエチレンからなる絶
縁層、架橋ポリエチレンを用いた内外半導電層と同質の
ため密着性がよく、層間に空隙が発生しないためであ
り、又、これに添加するカーボンブラックの粒径を30〜
100nmとした理由は、低コストで入手しやすいカーボン
ブラックを使用し空間電荷の影響を極めて小さくするた
めである。ここに、カーボンブラックの粒径が30nm未満
ではそのコスト上昇が著しく、逆に100nmを超えて大き
い場合は、通常の半導体層の抵抗と近くなり、前記の層
を設けた意義が薄れるので好ましくない。
であり、この条件下における最適抵抗率1012〜1016Ω・
cmが得られるのである。本発明において架橋ポリエチレ
ンを母材としてこれに特定の粒径のカーボンブラックを
添加した理由は、この層が架橋ポリエチレンからなる絶
縁層、架橋ポリエチレンを用いた内外半導電層と同質の
ため密着性がよく、層間に空隙が発生しないためであ
り、又、これに添加するカーボンブラックの粒径を30〜
100nmとした理由は、低コストで入手しやすいカーボン
ブラックを使用し空間電荷の影響を極めて小さくするた
めである。ここに、カーボンブラックの粒径が30nm未満
ではそのコスト上昇が著しく、逆に100nmを超えて大き
い場合は、通常の半導体層の抵抗と近くなり、前記の層
を設けた意義が薄れるので好ましくない。
上記構成によれば、空間電荷によるストレスの集中を緩
和することができる。以下、この理由について説明す
る。
和することができる。以下、この理由について説明す
る。
一般に、絶縁体組成物の抵抗率（比抵抗）をρ−（Ω−
ｍ）、絶縁抵抗の温度係数をα（℃-1）、電界係数（絶
縁抵抗のストレス係数）をβ（mm／kV）、絶縁体組成物
にかかる電界強度をＥ（kV／mm）とすれば、 ρ＝ρｏe −αＴ e −βｋ ……(1) なる関係式が成り立つことが知られている。
ｍ）、絶縁抵抗の温度係数をα（℃-1）、電界係数（絶
縁抵抗のストレス係数）をβ（mm／kV）、絶縁体組成物
にかかる電界強度をＥ（kV／mm）とすれば、 ρ＝ρｏe −αＴ e −βｋ ……(1) なる関係式が成り立つことが知られている。
そして、架橋ポリエチレンに対してカーボンブラックを
添加すると、電界係数βが増加する一方で温度係数がα
が減少し、前記βの増加が空間電荷による電界のストレ
スを緩和する。すなわち、電界係数βが増加すると抵抗
率ρが低下するため、高ストレス部（強い電界のかかる
部分）の電界が緩和される。
添加すると、電界係数βが増加する一方で温度係数がα
が減少し、前記βの増加が空間電荷による電界のストレ
スを緩和する。すなわち、電界係数βが増加すると抵抗
率ρが低下するため、高ストレス部（強い電界のかかる
部分）の電界が緩和される。
この場合、架橋ポリエチレンに対するカーボンブラック
の添加量は0.2重量％未満では上述した効果が十分に得
られない。また、５重量％を超えると、絶縁体としての
機能を果たさずに、半導電層と何ら変わらなくなってし
まう。
の添加量は0.2重量％未満では上述した効果が十分に得
られない。また、５重量％を超えると、絶縁体としての
機能を果たさずに、半導電層と何ら変わらなくなってし
まう。
〔実施例２〕 第２図に示す第２実施例は、第１実施例におけるカーボ
ン層31を除去しカーボン層32のみを設けたものである。
ン層31を除去しカーボン層32のみを設けたものである。
〔実施例３〕 第３図に示す第３実施例は、第１実施例におけるカーボ
ン層32を除去しカーボン層31のみを設けたものである。
ン層32を除去しカーボン層31のみを設けたものである。
上記実施例１〜３の電力ケーブルを製造し、その直流破
壊電圧及び極性反転破壊電圧を実測した結果は第１表の
とおりである。なお、前記電力ケーブルの導体断面積は
200mm2、絶縁体厚さは13mmであった。又、比較例として
はカーボン層を全く有しないケーブルである。
壊電圧及び極性反転破壊電圧を実測した結果は第１表の
とおりである。なお、前記電力ケーブルの導体断面積は
200mm2、絶縁体厚さは13mmであった。又、比較例として
はカーボン層を全く有しないケーブルである。
此の表および第１図〜第３図から明らかなように、本発
明によるケーブルでは、カーボン層を設けたために絶縁
体組成物にかかる電界が緩和され直流破壊電圧、極性反
転特性ともに大幅に改善されている。
明によるケーブルでは、カーボン層を設けたために絶縁
体組成物にかかる電界が緩和され直流破壊電圧、極性反
転特性ともに大幅に改善されている。
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明は、ケーブルの半導電層
と絶縁体との間に、カーボンブラックを0.2〜５重量％
含有する架橋ポリエチレン層を設けたので、空間電荷の
蓄積を低減させることができる。この結果、ケーブルの
直流破壊電圧および極性反転破壊電圧特性を向上させる
ことができる。
と絶縁体との間に、カーボンブラックを0.2〜５重量％
含有する架橋ポリエチレン層を設けたので、空間電荷の
蓄積を低減させることができる。この結果、ケーブルの
直流破壊電圧および極性反転破壊電圧特性を向上させる
ことができる。
第１図〜第３図は、各々本発明の第１〜第３実施例の直
流電力ケーブルの構造を示す断面図、第４図は従来の直
流電力ケーブルの構造と電位および電界分布とを示す図
である。 １，10…導体、20…内部半導電層、30…絶縁体、31，32
…カーボン層（カーボンブラックを0.2ないし５重量％
混入した架橋ポリエチレンの層）、40…外部半導電層、
５，50…ケーブルシース。
流電力ケーブルの構造を示す断面図、第４図は従来の直
流電力ケーブルの構造と電位および電界分布とを示す図
である。 １，10…導体、20…内部半導電層、30…絶縁体、31，32
…カーボン層（カーボンブラックを0.2ないし５重量％
混入した架橋ポリエチレンの層）、40…外部半導電層、
５，50…ケーブルシース。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高岡 道雄 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 馬渡 恒明 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (72)発明者 吉田 昭太郎 東京都江東区木場１丁目５番１号 藤倉電 線株式会社内 (56)参考文献 特公 昭47−27708（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】中心の導体の外周に、内部半導電層と、絶
縁体と、外部半導電層とを順次設けてなる直流用電力ケ
ーブルにおいて、前記内部半導電層と絶縁体との間、お
よび、前記外部半導電層と絶縁体との間に、粒径30〜10
0nmのカーボンブラックを0.2〜5重量％含有する架橋ポ
リエチレン層を設けたことを特徴とする直流電力ケーブ
ル。 - 【請求項２】中心の導体の外周に、内部半導電層と、絶
縁体と、外部半導電層とを順次設けてなる直流用電力ケ
ーブルにおいて、前記内部半導体電層と絶縁体との間
に、粒径30〜100nmのカーボンブラック0.2〜5重量％含
有する架橋ポリエチレン層を設けたことを特徴とする直
流電力ケーブル。 - 【請求項３】中心の導体の外周に、内部半導電層と、絶
縁体と、外部半導電層とを順次設けてなる直流用電力ケ
ーブルにおいて、前記外部半導電層と絶縁体との間に、
粒径30〜100nmのカーボンブラックを0.2〜5重量％含有
する架橋ポリエチレン層を設けたことを特徴とする直流
電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59150299A JPH063687B2 (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 直流電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59150299A JPH063687B2 (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 直流電力ケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6129013A JPS6129013A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH063687B2 true JPH063687B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=15493967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59150299A Expired - Lifetime JPH063687B2 (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 直流電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063687B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0199428A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-18 | Fujikura Ltd | 直流ケーブル接続体 |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP59150299A patent/JPH063687B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6129013A (ja) | 1986-02-08 |
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