JPH07169324A - ケーブル用の絶縁構造物 - Google Patents
ケーブル用の絶縁構造物Info
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- JPH07169324A JPH07169324A JP6225054A JP22505494A JPH07169324A JP H07169324 A JPH07169324 A JP H07169324A JP 6225054 A JP6225054 A JP 6225054A JP 22505494 A JP22505494 A JP 22505494A JP H07169324 A JPH07169324 A JP H07169324A
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
- H01B9/027—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients composed of semi-conducting layers
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- Conductive Materials (AREA)
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- Insulating Bodies (AREA)
Abstract
または交流電流を通おす中圧、高圧、及び超高圧ケーブ
ル用の絶縁構造物を提供する。 【構成】 本発明は、ケーブル心線に隣接しこれと同軸
である少なくとも1つの半導電体第1層を含むケーブル
用のもので、前記第1層が電気絶縁性第2層によって囲
まれ、第2層自体が半導電体第3層によって被覆されて
いる、絶縁構造物であって、前記半導電体層が専ら非極
性重合体を含む基質から成り、この非極性重合体の成分
が1000以上の分子量と導電性装入物を有することを
特徴とする。
Description
流を通す中圧、高圧、及び超高圧ケーブル用の絶縁構造
物に関する。
構造物で囲まれた導電性心線から構成される。この構造
物は、ケーブル心線に接触して配置された少なくとも1
つの半導電体第1層を含み、これ自体は電気絶縁性第2
層によって囲まれ、後者は半導電体第3層によって被覆
されている。その他の外部層はケーブルの保護に役立
つ。
エチレン、網状ポリエチレン、またはメチレン主鎖を持
つエチレン・プロピレン・ジエンの三元ポリマーをベー
スとしている(EPDM)。
合は、カーボン・ブラックを装荷するエチレンとアルキ
ル・アクリル酸塩の共重合体から成る。装入量は使用さ
れるカーボン・ブラックの性質によって異なる。アセチ
レン・ブラックまたはファーネス・ブラックでは、装入
量の比率は一般に28%から40%の間に含まれる。
絶縁耐力は、半導電体層と絶縁層との間の界面の品質に
大きく左右される。この界面のレベルでざらつきが小さ
いと、電界の増強をもたらし、絶縁層の破壊と穿穴を生
じる可能性がある。
るために、現在市販の高圧ケーブルの半導電体層の基質
は一般に、17程度という高い流動性係数すなわち高い
「メルト・インデックス」を有し(高い「メルト・イン
デックス」は低い分子量の存在を示す標識であり、これ
はASTM参照D1238またはNFT51−016規
格によって測定される)、非常に幅広い分子量分布を有
する重合体をベースとする。しかし絶縁層では、半導電
体層の近くで空間電荷の発生が確認されており、その蓄
積は絶縁体の絶縁耐力を劣化させ、破壊に至ることがあ
る。
重合体(EPR:エチレンプロピレン熱可塑性エラスト
マ、またはEPDM:メチレン主鎖を持つエチレン・プ
ロピレン・ジエンの三元ポリマー)をベースとする非極
性基質を使用しており、これらに、半導電体層の良好な
表面状態を容易に得るために油剤または可塑剤が加えら
れる。これらの油剤または可塑剤は絶縁層中で拡散し、
半導電体層と絶縁層との間の電界が最も高い界面レベル
に、絶縁耐力が最も低い領域を形成する。
時間的に安定した絶縁特性を示す、直流電流または交流
電流を通す中圧、高圧、及び超高圧ケーブル用の絶縁構
造物を入手することを目的とする。
ル心線に隣接しこれと同軸である少なくとも1つの半導
電体第1層を含むケーブル用のもので、前記第1層が電
気絶縁性第2層によって囲まれ、第2層自体が半導電体
第3層によって被覆されている、絶縁構造物である。半
導電体層は専ら非極性重合体を含む基質から成り、この
非極性重合体の成分は1000以上の分子量と導電性装
入物を有する、絶縁構造物である。
ることが好ましい。
の小さい化合物または添加剤を含む場合には、これらの
化合物は絶縁層中を移動する。この現象は、空間電荷の
形成をもたらして電界の強化を生じ、最終的には破壊を
もたらすことがある。電界の強化は形成される電荷の量
に関係するが、またその移動度にも関係する。すなわ
ち、均等に配分された電荷は、局在化された電荷ほど大
きな電界の強化をもたらさない。この移動は、ケーブル
工事中またはケーブルの動作中に発生する可能性があ
る。
による組成の半導電体層を採用すると、絶縁層内におけ
る空間の移動が防止され、またこれによって界面近くの
空間電荷の蓄積も防止される。
ポリプロピレン、ポリスチレン、及びこれらの共重合
体、ポリエチレンとポリプロピレンとポリスチレン及び
これらの共重合体から選ばれた重合体の複合物、及びポ
リエチレンとポリプロピレンとポリスチレン及びこれら
の共重合体及び前記複合物から選ばれた化合物の混合物
のうちから選ばれる。
熱可塑性エラストマとこれらの混合物のうちから選ばれ
る。
の界面の品質と、得られる半導電体層の機械的特性とに
依存し、添加剤に頼る必要はない。
抑えて、絶縁構造物の絶縁特性を安定させるという利点
を有する。その結果、異なる層間の界面の品質はパラメ
ータとして重大性はより低くなる。
うにしたカーボン・ブラックである。ファーネス・ブラ
ックまたは“KETJEN”ブラックを利用することは
できるが、非常に純粋なアセチレン・ブラックを選ぶこ
とが好ましい。
む。押出しで材料を成形した後、熱力学的特性を改善す
るという観点から、これを網状にすることができる。こ
れらの特性は交流電流を通すケーブルには特に重要であ
る。
を参照しながら、当然例示的なものであって限定的なも
のではない下記の実施例を読めば明らかになろう。
施した。このテストによって、絶縁構造物の中の電界の
強化を評価することができる。
を、図2には上面図で示し、図3には断面図で示す。直
径Aが20mmの円形表面の上に、 − 厚さBが0.5mmの半導電体第1層2、 − 厚さCが0.8mmの電気的絶縁性第2層3、 − 層2と同じ半導電体第3層4、が重なって置かれて
いる。
され、そのレーザ光線はサンプル1に相当する標的11
に当てられ、標的の各半導電体は電極(+)と(−)を
構成する。電極2(−)の表面に吸収されたこのレーザ
光線は、その表面を熱分解によって分解し、発生するガ
スはサンプルを横切る圧力波をひき起こす。この波は電
極上の電荷イメージを変調し、サンプル中の体積電荷密
度にアクセスできるようにする。
3はレーザ10に同調することができる。回路は、抵抗
15を備えた高圧給電線によって給電される。記録され
るデータはコンピュータ16処理のために転送され、グ
ラフィック・レジスタ17上に時間に応じて表示され
る。レーザ10は波を標的11に送り、空間電荷の出現
と電界分配の変更を起こさせ、次いでこの電界分配の変
更が検出器13によって測定される。
サンプルを作成する。このサンプルは、 − エチレンとアルキル・アクリル酸塩の共重合体をベ
ースとする極性基質から成る半導電体第1層であって、
この共重合体の「メルト・インデックス」は8の値を有
し、そのエステル含有率は20%であり、これにアセチ
レン・ブラック装入物が基質100重量部に対して66
重量部になる比率で加えられた、前記の第1層と、 − オレフィン熱可塑性エラストマから成る電気絶縁性
第2層と、 − 第1層と同じ半導電体第3層を含む。
を使用して圧力波試験にかける。カソード2に負電荷が
かなりの比率で出現することが認められる。そこで電界
の強化は20%以上であり、電力を遮断した後も数時
間、電荷は材料中に捕獲されたまま残存する。
サンプルを作成する。このサンプルは、 − エチレンとアルキル・アクリル酸塩の共重合体をベ
ースとする極性基質から成る半導電体第1層であって、
この共重合体の「メルト・インデックス」は8の値を有
し、そのエステル含有率は20%であり、これにアセチ
レン・ブラック装入物が基質100重量部に対して66
重量部の比率で加えられた、前記第1層と、 − 化学的に網状化されたポリエチレン(PRC)から
成る電気絶縁性第2層と、 − 第1層と同じ半導電体第3層とを含む。
用して圧力波の試験にかける。カソード2の近くに負電
荷がかなりの比率で出現すること、また電力遮断後も電
荷は基質中に捕捉されたまま残存することが認められ
る。電界の強化は20%以上である。
ンプルを作成する。このサンプルは、 − 非極性基質から成る半導電体第1層であって、この
基質にアセチレン・ブラック装入物が基質100重量部
に対して66重量部の比率で加えられ、基質は、「メル
ト・インデックス」価が2で、分子量が103 〜107
の範囲に含まれ、1.1×106 を中心とするポリエチ
レン(PE)20%と、(NFT43005規格によっ
て測定された)“MOONEY”粘性が40程度で、分
子量が103 〜107 の範囲に含まれ1.2×105 を
中心とする、エチレンを約50重量%含むエチレンとプ
ロピレンの共重合体80%を含む、前記の第1層と、 − 化学的に網状化されたポリエチレン(PRC)から
成る電気絶縁性第2層と、 − 第1層と同じ半導電体第3層とを含む。
用して圧力波試験にかける。電界の強化は10%以下で
あり、また電力遮断後は捕捉電荷は絶縁材料中に存続し
ない。
ンプルを作成する。このサンプルは、 − 非極性基質から成る半導電体第1層であって、この
基質にアセチレン・ブラック装入物が基質100重量部
に対して66重量部の比率で加えられ、基質は、「メル
ト・インデックス」価が2で、分子量が1.1×106
を中心とするポリエチレン(PE)20%と、(NFT
43005規格によって測定された)“MOONEY”
粘性が40程度で分子量が103 〜107 の範囲に含ま
れ1.2×105 を中心とする、エチレンを約50重量
%含むエチレンとプロピレンの共重合体80%を含む、
前記の第1層と、 − オレフィン熱可塑性エラストマから成る電気絶縁性
第2層と、 − 第1層と同じ半導電体第3層とを含む。
用して圧力波試験にかける。電界の強化は10%以下で
あり、また電力遮断後は捕捉電荷が絶縁材料中に存続し
ない。
半導電体層の基質に、パラフィン油を基質に対して5重
量%の割合で加える。
用して圧力波試験にかける。この場合の電界の強化は1
40%である。
限定されるものではなく、本発明の意図からずれること
なく、当業者にはアクセス可能な多くの変形を行うこと
ができる。特に、本発明の範囲を逸脱することなく、手
段のすべてを等価の手段によって置き換えることができ
る。
である。
Claims (6)
- 【請求項1】 ケーブル心線に隣接しこれと同軸である
少なくとも1つの半導電体第1層を含むケーブル用のも
ので、前記第1層が電気絶縁性第2層によって囲まれ、
第2層自体が半導電体第3層によって被覆されている、
絶縁構造物において、前記半導電体層が専ら非極性重合
体を含む基質から成り、非極性重合体の成分が1000
以上の分子量と導電性装入物を有することを特徴とする
絶縁構造物。 - 【請求項2】 前記基質の成分が5000以上の分子量
を有することを特徴とする請求項1に記載の構造物。 - 【請求項3】 前記基質が、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、及びこれらの共重合体、ポリエチ
レンとポリプロピレンとポリスチレン及びこれらの共重
合体から選ばれた重合体の複合物、及び前記化合物の混
合物のうちから選ばれることを特徴とする請求項1また
は2に記載の構造物。 - 【請求項4】 前記基質が、ポリオレフィン熱可塑性エ
ラストマとこれらの混合物のうちから選ばれることを特
徴とする請求項1または2に記載の構造物。 - 【請求項5】 前記装入物がアセチレン・ブラックであ
ることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記
載の構造物。 - 【請求項6】 前記基質がさらに架橋剤を含むことを特
徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の構造
物。
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FR9311234 | 1993-09-21 |
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JP2004178867A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 電力ケーブル |
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US5246783A (en) † | 1991-08-15 | 1993-09-21 | Exxon Chemical Patents Inc. | Electrical devices comprising polymeric insulating or semiconducting members |
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