JPH0750107A - Water-proof tree cable - Google Patents

Water-proof tree cable

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JPH0750107A
JPH0750107A JP5194520A JP19452093A JPH0750107A JP H0750107 A JPH0750107 A JP H0750107A JP 5194520 A JP5194520 A JP 5194520A JP 19452093 A JP19452093 A JP 19452093A JP H0750107 A JPH0750107 A JP H0750107A
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JP
Japan
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layer
water
ion trap
semiconductive
cable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5194520A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Ueda
正明 植田
Fumio Aida
二三夫 会田
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SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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Publication date
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Publication of JPH0750107A publication Critical patent/JPH0750107A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

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  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a cable excellent in water-proof tree property. CONSTITUTION:Semiconductive composition that conductive carbon is incorporated into polyethylene and oinomer resin are given sequencial extrusion coating on a copper stranded conductor 1 to form an internal semiconductive layer 1 and an inside ion trap layer 3. Then, insulating composition that 1.6wt% zicmil-peroxide is incorporated into polyethylene is given extrusion coating thereon and heat bridging to form an insulator layer 4, ionomer resin and the semiconductive composition are given sequencial extrusion coating thereon to form an outside ion trap layer 5 and an external semiconductive layer 6 and an sheath 5 made of soft vinyl chrolide resin is given extrusion coating thereon.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、耐水トリー性を向上さ
せたケーブルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cable having improved water tree resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、高圧電力ケーブルとして架橋
ポリエチレン絶縁ケーブルが汎用されている。この架橋
ポリエチレン絶縁ケーブルは、一般に、導体上に、三層
同時押出により内部半導電層、架橋ポリエチレン絶縁体
層、外部半導電層を形成し、その外周に外被を被覆して
構成されており、絶縁耐力、体積固有抵抗が高く、誘電
率や誘電正接が小さいなどの特徴を有している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a crosslinked polyethylene insulated cable has been widely used as a high voltage power cable. This crosslinked polyethylene insulated cable is generally constructed by forming an inner semiconductive layer, a crosslinked polyethylene insulation layer, and an outer semiconductive layer on a conductor by three-layer coextrusion, and covering the outer circumference with a jacket. It has high dielectric strength, high volume resistivity, and low dielectric constant and dielectric loss tangent.

【0003】ところで、この種のケーブルにおいては、
水トリーが発生すると電気特性が大きく劣化することが
知られている。このため、従来より、かかる耐水トリー
性を改善すべく、様々な研究がなされている。このよう
な中で、近時、この水トリーの発生および進展に、絶縁
体層中に混入したイオン性不純物が大きく関与し、か
つ、このイオン性不純物の混入の主たる原因が内部およ
び外部半導電層中に含まれる導電性カーボンにあること
が明らかになってきた。このため、たとえば、半導電層
の形成に使用する導電性カーボンの種類を変えたり、そ
の管理を徹底したり、あるいはイオン性不純物の影響を
抑制する添加剤を使用することによって、イオン性不純
物の絶縁体層への混入もしくは影響を抑え、これによっ
て、ケーブルの耐水トリー性を向上させようとする試み
がなされてきている。
By the way, in this type of cable,
It is known that when a water tree is generated, electrical characteristics are greatly deteriorated. For this reason, various studies have been conventionally performed to improve such water resistance tree resistance. Under such circumstances, recently, the generation and development of this water tree is greatly influenced by the ionic impurities mixed in the insulator layer, and the main cause of the mixing of these ionic impurities is internal and external semiconductivity. It has become clear that it is in the conductive carbon contained in the layer. For this reason, for example, by changing the type of conductive carbon used for forming the semiconductive layer, thoroughly controlling it, or using an additive that suppresses the influence of ionic impurities, Attempts have been made to reduce contamination or influence on the insulation layer and thereby improve the water tree resistance of the cable.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような導電性カーボンの選択や管理、添加剤の使用と
いった対策では、イオン性不純物の絶縁体層への混入、
あるいはその影響を十分に防止することができず、耐水
トリー性を大きく向上させることができなかった。
However, in the measures such as the selection and management of the conductive carbon and the use of the additive as described above, mixing of ionic impurities into the insulating layer,
Alternatively, the effect could not be sufficiently prevented and the water tree resistance could not be greatly improved.

【0005】本発明はこのような点に対処してなされた
もので、イオン性不純物の絶縁体層への混入を防止し
て、耐水トリー性を大幅に向上させたケーブルを提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in consideration of such a point, and an object of the present invention is to provide a cable in which ionic impurities are prevented from being mixed into the insulating layer and the water tree resistance is greatly improved. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の耐水トリー性ケ
ーブルは、導体上に、内部半導電層、絶縁体層、外部半
導電層、および外被を順に形成してなるケーブルにおい
て、前記絶縁体層の前記内部または外部半導電層との界
面に、アイオノマー樹脂からなるイオントラップ層を設
けてなることを特徴としている。
A water resistant tree cable according to the present invention is a cable in which an inner semiconductive layer, an insulator layer, an outer semiconductive layer, and an outer cover are sequentially formed on a conductor. It is characterized in that an ion trap layer made of an ionomer resin is provided at the interface of the body layer with the inner or outer semiconductive layer.

【0007】本発明において、アイオノマー樹脂からな
るイオントラップ層は、アイオノマー樹脂の押出被覆な
どによって形成されたものである。アイオノマー樹脂
は、α−オレフィンとカルボキシル基を有するモノマー
(カルボン酸)との共重合体の分子鎖間を金属イオンで
架橋した三次元構造のポリマーで、加熱すると架橋が切
れて通常の熱可塑性樹脂と同様に成形でき、冷却後は再
び架橋されて強靭で、適度な弾力性を有する成形品が得
られるという特徴を有するものである。このアイオノマ
ー樹脂の基本骨格を構成する共重合体の一方の成分であ
るα−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブ
チレンなどがあげられ、他方のカルボン酸としてはアク
リル酸やメタクリル酸などがあげられる。また、このよ
うな共重合体を架橋する金属イオンとしては、ナトリウ
ム、亜鉛、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどの
金属イオンがあげられる。具体的には、エチレン−アク
リル酸共重合体(EAA)、エチレン−メタクリル酸共
重合体(EMA)などの共重合体の分子鎖間を、ナトリ
ウムや亜鉛などの金属イオンで架橋したものなどが好適
に使用される。市販品を例示すると、たとえば、三井・
デュポンポリケミカル社製のハイミラン(商品名)など
がある。
In the present invention, the ion trap layer made of the ionomer resin is formed by extrusion coating of the ionomer resin. An ionomer resin is a polymer with a three-dimensional structure in which the intermolecular chains of a copolymer of an α-olefin and a monomer having a carboxyl group (carboxylic acid) are crosslinked with a metal ion. It is characterized in that it can be molded in the same manner as described in (1), and is crosslinked again after cooling to obtain a molded product which is tough and has appropriate elasticity. The α-olefin which is one component of the copolymer constituting the basic skeleton of the ionomer resin includes ethylene, propylene and butylene, and the other carboxylic acid includes acrylic acid and methacrylic acid. In addition, examples of metal ions that crosslink such a copolymer include metal ions such as sodium, zinc, potassium, magnesium, and calcium. Specifically, those obtained by crosslinking the molecular chains of a copolymer such as an ethylene-acrylic acid copolymer (EAA) or an ethylene-methacrylic acid copolymer (EMA) with a metal ion such as sodium or zinc. It is preferably used. Examples of commercially available products include, for example, Mitsui
There is Hi-Milan (trade name) manufactured by DuPont Polychemical.

【0008】このようなアイオノマー樹脂からなるイオ
ントラップ層を設けることにより、ケーブルの耐水トリ
ー性を向上させることができる。これは、主として、ア
イオノマー樹脂の金属イオンによる架橋部で、内部また
は外部半導電層からのイオン性不純物がトラップされ、
それらの絶縁体層への移行が防止されるからと考えられ
る。また、半導電層と絶縁体層との密着性が増すこと
も、耐水トリー性向上の要因になっていると考えられ
る。なお、このアイオノマー樹脂からなるイオントラッ
プ層の層厚としては、0.01〜0.5 mm程度の範囲が適当で
ある。あまり厚いと絶縁性能が低下し、逆に薄いと十分
な耐水トリー性向上効果を期待することはできない。こ
のアイオノマー樹脂からなるイオントラップ層は、内部
半導電層との界面、および外部半導電層との界面のいず
れにも設けることが望ましいが、一方の界面にのみ形成
するようにしてもよい。
By providing the ion trap layer made of such an ionomer resin, the water tree resistance of the cable can be improved. This is mainly a cross-linking portion of the ionomer resin with metal ions, and ionic impurities from the internal or external semiconductive layer are trapped,
It is considered that the transfer to the insulating layer is prevented. Further, it is considered that the increased adhesion between the semiconductive layer and the insulating layer is also a factor for improving the water tree resistance. The layer thickness of the ion trap layer made of this ionomer resin is appropriately in the range of 0.01 to 0.5 mm. If it is too thick, the insulation performance will deteriorate, and conversely if it is thin, a sufficient effect of improving the water resistance cannot be expected. The ion trap layer made of this ionomer resin is preferably provided at both the interface with the inner semiconductive layer and the interface with the outer semiconductive layer, but it may be formed only at one interface.

【0009】本発明においては、アイオノマー樹脂から
なるイオントラップ層を設けるとともに、アイオノマー
樹脂を絶縁体層や各半導電層に配合するようにしてもよ
い。アイオノマー樹脂を絶縁体層や各半導電層に単に配
合しただけでも、アイオノマー樹脂のイオントラップ効
果によって、耐水トリー性を向上させることができる
が、アイオノマー樹脂からなるイオントラップ層を設け
た場合に比べてあまり大きな効果を期待することはでき
ない。
In the present invention, an ion trap layer made of an ionomer resin may be provided, and the ionomer resin may be blended in the insulator layer or each semiconductive layer. By simply blending the ionomer resin into the insulating layer or each semiconductive layer, the water tree resistance can be improved by the ion trap effect of the ionomer resin, but compared to the case where the ion trap layer made of the ionomer resin is provided. You cannot expect a great effect.

【0010】なお、本発明の絶縁体層としては、ポリエ
チレンや架橋ポリエチレンなどを押出被覆したものが好
適する。また、内部および外部半導電層としては、ポリ
エチレンや、EAA、EMA、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体(EEA)、エチレン−酢酸ビニル共重
合体(EVA)、エチレン−プロピレン共重合体(E
P)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPD
M)、エチレン−メチルメタクリレート共重合体(EM
MA)などのエチレン系共重合体に導電性カーボンを配
合した公知の半導電材料を押出被覆したものがあげられ
る。さらに、外被としては、軟質塩化ビニル樹脂シース
や、金属シースなどの公知の任意のものが使用される。
The insulator layer of the present invention is preferably formed by extrusion coating polyethylene or crosslinked polyethylene. Further, as the inner and outer semiconductive layers, polyethylene, EAA, EMA, ethylene-ethyl acrylate copolymer (EEA), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-propylene copolymer (E
P), ethylene-propylene-diene copolymer (EPD
M), ethylene-methyl methacrylate copolymer (EM
Examples thereof include those obtained by extrusion-coating a known semiconductive material obtained by blending conductive carbon with an ethylene copolymer such as MA). Further, as the outer cover, a known arbitrary one such as a soft vinyl chloride resin sheath or a metal sheath is used.

【0011】[0011]

【作用】本発明の耐水トリー性ケーブルでは、絶縁体層
の内部または外部半導電層との界面に設けたアイオノマ
ー樹脂からなるイオントラップ層によって、内部または
外部半導電層からの絶縁体層へのイオン性不純物の移行
が防止されるとともに、これらの層間密着性が高まる結
果、水トリーの発生および進展が抑えられ、耐水トリー
性が大幅に向上する。
In the water resistant tree cable of the present invention, the ion trap layer made of an ionomer resin provided at the interface of the inner or outer semiconductive layer of the insulator layer allows the inner or outer semiconductive layer to move to the insulator layer. As a result of preventing the migration of ionic impurities and increasing the interlayer adhesion between them, the generation and development of water trees are suppressed, and the water tree resistance is greatly improved.

【0012】[0012]

【実施例】次に、図面に示す本発明の実施例について説
明する。 実施例 図1に示すように、断面積 150mm2 の銅撚線導体1上
に、ポリエチレンに37重量%の導電性カーボンを配合し
た半導電性ポリエチレン組成物を押出被覆して、1mm厚
の内部半導電層2を設け、その上に、ハイミラン(三井
・デュポンポリケミカル社製 商品名)を押出被覆して
20μm厚の内側イオントラップ層3を設けた。次いで、
その上に、ポリエチレンに 1.6重量%の架橋剤ジクミル
パーオキサイド(DCP)を配合した絶縁性ポリエチレ
ン組成物を押出被覆し、加熱架橋させて、 6mm厚の絶縁
体層4を設けた後、その上に、再度、ハイミラン(三井
・デュポンポリケミカル社製 商品名)を押出被覆して
20μm厚の外側イオントラップ層5を設け、さらに、そ
の上に、内部半導電層2で用いたものと同じ半導電性ポ
リエチレン組成物を押出被覆して、 0.5mm厚の外部半導
電層6を形成した。この後、外部半導電層6上に、軟質
塩化ビニル樹脂を押出被覆して 3mm厚の外被7を形成し
た。
Embodiments of the present invention shown in the drawings will be described below. Example As shown in FIG. 1, a semi-conductive polyethylene composition prepared by mixing 37% by weight of conductive carbon in polyethylene was extrusion-coated on a copper stranded wire conductor 1 having a cross-sectional area of 150 mm 2 to form an internal layer having a thickness of 1 mm. A semiconductive layer 2 is provided, and Himilan (trade name of Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd.) is extrusion-coated on the semiconductive layer 2.
An inner ion trap layer 3 having a thickness of 20 μm was provided. Then
After that, an insulating polyethylene composition obtained by mixing 1.6% by weight of dicumyl peroxide (DCP) as a cross-linking agent in polyethylene was extrusion-coated and heat-crosslinked to form an insulating layer 4 having a thickness of 6 mm. Again, Hi-Milan (Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd. product name) is extrusion coated again.
An outer ion trap layer 5 having a thickness of 20 μm is provided, and the same semiconductive polyethylene composition used in the inner semiconductive layer 2 is extrusion-coated on the outer ion trap layer 5 to form an outer semiconductive layer 6 having a thickness of 0.5 mm. Formed. Thereafter, a soft vinyl chloride resin was extrusion-coated on the outer semiconductive layer 6 to form a jacket 7 having a thickness of 3 mm.

【0013】得られたケーブルについて、耐水トリー性
を評価した。すなわち、外被7を部分的に除去して水槽
中に浸漬し、 1か月間、13kV、1kHzの条件で浸水課電し
て、水トリーの発生の有無を調べたところ、内導トリ
ー、外導トリー、ボウタイ状トリーのいずれも観察され
なかった。また、浸水課電後の絶縁破壊電圧は、 280kV
であった。
The water resistance of the obtained cable was evaluated. That is, when the outer cover 7 was partially removed and immersed in a water tank, and the presence of water trees was examined by applying flooding electricity under the conditions of 13 kV and 1 kHz for 1 month, it was confirmed that Neither the guiding tree nor the bowtie tree was observed. The breakdown voltage after flooding is 280kV.
Met.

【0014】続いて、比較のために、内側および外側イ
オントラップ層3、5を設けなかった点を除いて、上記
実施例と同様に製造した従来構造のケーブルについて、
同様の特性評価試験を行ったところ、水トリーは、長さ
がそれぞれ60μm、20μm、10μmの内導トリー各 1
個、10μm長の外導トリー 1個が観察され、また、浸水
課電後の絶縁破壊電圧は、 160kVであった。
Next, for comparison, a cable having a conventional structure manufactured in the same manner as in the above-mentioned embodiment except that the inner and outer ion trap layers 3 and 5 were not provided,
When the same characteristic evaluation test was performed, it was found that the water trees were 1 μm each for the inner conductive trees of 60 μm, 20 μm and 10 μm in length
, A single 10 μm long outer conductive tree was observed, and the dielectric breakdown voltage after flooding was 160 kV.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の耐水トリーケーブルによれば、絶縁体層の内部ま
たは外部半導電層との界面に、アイオノマー樹脂からな
るイオントラップ層を設けるようにしたので、水トリー
の発生および進展が抑制され、耐水トリー性を向上させ
ることができる。
As is apparent from the above embodiments, according to the water resistant tree cable of the present invention, an ion trap layer made of an ionomer resin is provided at the interface between the insulator layer and the outer semiconductive layer. Since it did so, generation | occurrence | production and progress of a water tree can be suppressed and water tree resistance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の耐水トリー性ケーブルを示
す断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a water resistant tree cable according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………銅撚線導体 2………内部半導電層 3………内側イオントラップ層 4………絶縁体層 5………内側イオントラップ層 6………外部半導電層 7………外被 1 ... Copper stranded conductor 2 ... Inner semiconductive layer 3 ... Inner ion trap layer 4 ... Insulator layer 5 ... Inner ion trap layer 6 ... Outer semiconductive layer 7 ... … Outer coat

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導体上に、内部半導電層、絶縁体層、外
部半導電層、および外被を順に形成してなるケーブルに
おいて、前記絶縁体層の前記内部または外部半導電層と
の界面に、アイオノマー樹脂からなるイオントラップ層
を設けてなることを特徴とする耐水トリー性ケーブル。
1. A cable comprising an inner semiconductive layer, an insulator layer, an outer semiconductive layer, and a jacket formed in this order on a conductor, wherein an interface of the insulator layer with the inner or outer semiconductive layer is formed. A water resistant tree cable, characterized by comprising an ion trap layer made of an ionomer resin.
JP5194520A 1993-08-05 1993-08-05 Water-proof tree cable Withdrawn JPH0750107A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014117809A1 (en) 2013-01-29 2014-08-07 Abb Research Ltd New insulation materials for use in high voltage power applications and a new process for preparing said insulation material
CN106373643A (en) * 2016-08-24 2017-02-01 宁波华众和创工业设计有限公司 High-insulativity and high-temperature-resistant cable and manufacturing method therefor

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