JPH09245521A - Resin composition and power cable for dc use - Google Patents

Resin composition and power cable for dc use

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JPH09245521A
JPH09245521A JP5206396A JP5206396A JPH09245521A JP H09245521 A JPH09245521 A JP H09245521A JP 5206396 A JP5206396 A JP 5206396A JP 5206396 A JP5206396 A JP 5206396A JP H09245521 A JPH09245521 A JP H09245521A
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JP
Japan
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resin composition
layer
insulating
semiconductive
space charge
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JP5206396A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinan Ou
士楠 汪
Michitomo Fujita
道朝 藤田
Hajime Tanimoto
元 谷本
Fumio Aida
二三夫 会田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SWCC Corp
Original Assignee
Showa Electric Wire and Cable Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress accumulation of a space charge in an insulator and prevent decreasing of an insulation characteristic or the like, by containing zeolite fine powder in an insulating or semiconductive resin composition with polyolefin serving as a base polymer. SOLUTION: In a power cable for DC use successively provided with an internal semiconductive layer 2, an insulating layer 3, an external semiconductive layer 4, a metal shield layer 5, and a sheath 6 on a conductor 1, the layers 2, 4 are constituted by a semiconductive resin composition, and the layer 3 is constituted by an insulating resin composition. Here, the insulating or semiconductive resin composition contains zeolite fine powder with polyolefin serving as a base polymer. A space charge source in the layer 2 is adsorbed by zeolite, magnesium silicate aluminate, etc., and a transfer of the space charge source from the layers 2, 4 to the layer 3 is also prevented, so as to suppress accumulation of the space charge in the layer 3, a DC electric breakdown characteristic can be improved. In this way, reliability can be improved without decreasing an insulation characteristic and electric characteristic.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流用電力ケーブ
ルや直流絶縁部を有する機器などの絶縁材料あるいは半
導電材料として有用な樹脂組成物およびこれを用いた直
流用電力ケーブルに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition useful as an insulating material or a semiconductive material for a DC power cable or a device having a DC insulating portion, and a DC power cable using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、交流送電用電力ケーブルや交
流絶縁部を有する機器においては、絶縁体を架橋ポリエ
チレンなどのポリオレフィンで構成したものが、高くか
つ安定した絶縁耐力を有し、かつ、耐水性、耐薬品性、
耐溶剤性などにも優れることから、広く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in equipment having an AC power transmission power cable and an AC insulating portion, an insulator made of a polyolefin such as cross-linked polyethylene has a high and stable dielectric strength and water resistance. Resistance, chemical resistance,
It is widely used because of its excellent solvent resistance.

【0003】このため、近年、このように優れた特長を
有するポリオレフィン絶縁ケーブルあるいは機器を、直
流用として使用することが検討されている。
For this reason, in recent years, it has been considered to use a polyolefin insulated cable or device having such excellent features for direct current.

【0004】しかしながら、この場合、解決すべき直流
絶縁特有の問題があり、なかでも、直流電圧の印加によ
り絶縁体内に形成される空間電荷の問題は、かかるポリ
オレフィン絶縁ケーブルあるいは機器の直流用への用途
拡大に大きな障害となっている。
However, in this case, there are problems peculiar to direct current insulation to be solved, and above all, the problem of space charge formed in the insulator by the application of direct current voltage is caused by the direct current of such a polyolefin insulated cable or equipment. This is a major obstacle to expanding applications.

【0005】すなわち、例えば従来のポリオレフィン絶
縁ケーブルでは、直流電圧が印加されると、導体電極側
および遮蔽電極側近傍には、電子性の同極性電荷(ホモ
電荷)が形成され、これは電極周辺の電界を緩和するこ
とになる反面、直流と逆極性の雷インパルス電圧が侵入
したり、直流電圧の極性が反転すると、導体電極と絶縁
体との界面の電界が上昇し、破壊電圧の著しい低下を招
く。また、絶縁体内には、架橋残渣をはじめ、長期の化
学劣化を防止するために配合される老化防止剤や、重合
触媒残渣などの不純物の混入が避けられないが、これら
の不純物は、直流電界が加わると分極し、空間電荷を形
成する。この空間電荷はヘテロ電荷と呼ばれ、静電的引
力によって逆符号の電極に引かれる結果、電極付近の電
界が高まり、絶縁破壊が生じやすくなる。
That is, for example, in the conventional polyolefin insulated cable, when a DC voltage is applied, electronic homopolar charges (homo-charges) are formed near the conductor electrode side and the shield electrode side, which are around the electrodes. However, if a lightning impulse voltage of the opposite polarity to the direct current enters or the polarity of the direct current voltage is reversed, the electric field at the interface between the conductor electrode and the insulator rises and the breakdown voltage drops significantly. Invite. In addition, it is unavoidable that impurities such as cross-linking residues, which are compounded to prevent long-term chemical deterioration and impurities such as polymerization catalyst residues, are mixed in the insulator. Is polarized, a space charge is formed. This space charge is called a hetero-charge, and as a result of being attracted to electrodes of opposite signs by electrostatic attraction, the electric field near the electrodes is increased and dielectric breakdown easily occurs.

【0006】そこで、カーボンブラックや酸化マグネシ
ウムなどの無機系充填剤を添加したり、マレイン酸など
の有機酸を添加またはグラフト化させたり、さらには、
酢酸ビニルなどの極性モノマーを添加するなど、空間電
荷の形成蓄積を抑制する対策が種々提案されている。
Therefore, an inorganic filler such as carbon black or magnesium oxide is added, an organic acid such as maleic acid is added or grafted, and further,
Various measures have been proposed to suppress the formation and accumulation of space charges, such as adding polar monomers such as vinyl acetate.

【0007】しかしながら、カーボンブラックは導電性
を高めて電荷の消滅を促進させようとするものであり、
絶縁抵抗、絶縁特性の低下を招く。また、酸化マグネシ
ウムは、ハロゲンや硫酸などの陰イオンをトラップする
ことができるものの、微量の水により再度イオン化して
ヘテロ電荷を多量に形成してしまう。さらに、有機酸な
どにより電荷を吸着しようとすると、多量の極性基のた
め高次構造が乱れて絶縁特性、特に、インパルス破壊電
圧などが大幅に低下する。しかも、これらはいずれも、
ケーブルが使用される高温下での空間電荷の形成抑制効
果が小さく、実用時の信頼性に欠ける。
However, carbon black is intended to enhance the conductivity and promote the disappearance of charges.
This causes deterioration of insulation resistance and insulation characteristics. Further, although magnesium oxide can trap anions such as halogen and sulfuric acid, it reionizes with a small amount of water to form a large amount of hetero charges. Furthermore, if an electric charge is to be adsorbed by an organic acid or the like, the higher-order structure is disturbed due to a large amount of polar groups, and the insulation characteristics, particularly the impulse breakdown voltage, are greatly reduced. Moreover, these are all
The effect of suppressing the formation of space charge under the high temperature where the cable is used is small, and the reliability in practical use is lacking.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、近年、ポ
リオレフィン絶縁ケーブルあるいは機器を直流用に適用
すべく、この場合問題となる直流電圧の印加による空間
電荷の形成蓄積の抑制を図ったケーブルあるいは機器が
開発されている。しかしながら、空間電荷の形成蓄積抑
制効果、特に高温下での抑制効果が不十分で、また、他
の電気特性が低下するなど、未だ十分に満足しうるもの
は得られていないのが実状である。
As described above, in recent years, in order to apply a polyolefin-insulated cable or device for direct current, a cable or a cable for suppressing the formation and accumulation of space charge due to the application of direct current voltage, which is a problem in this case, or Equipment is being developed. However, in reality, the effect of suppressing the formation and accumulation of space charges, especially the effect of suppressing the charge at high temperature is insufficient, and other electric characteristics are deteriorated. .

【0009】本発明はこのような従来の事情に対処して
なされたもので、ポリオレフィン絶縁ケーブルあるいは
機器における絶縁体中の空間電荷の形成蓄積を高温下で
も十分に抑制することができるとともに、他の絶縁特
性、電気特性を低下させることもない、信頼性の高い直
流用電力ケーブルあるいは機器を可能とする樹脂組成物
およびこれを用いた直流用電力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 conventional circumstances, and it is possible to sufficiently suppress the formation and accumulation of space charge in an insulator in a polyolefin insulated cable or a device even at high temperature, and It is an object of the present invention to provide a resin composition and a DC power cable using the same, which enables a highly reliable DC power cable or a device that does not deteriorate the insulation characteristics and electrical characteristics of the above.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願の第1の発明は、ポ
リオレフィンをベースポリマーとする絶縁性または半導
電性の樹脂組成物であって、ゼオライト微粉末を含有す
ることを特徴とする樹脂組成物である。
The first invention of the present application is an insulative or semi-conductive resin composition comprising a polyolefin as a base polymer, characterized by containing fine zeolite powder. It is a thing.

【0011】本願の第2の発明は、ポリオレフィンをベ
ースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物
であって、ケイ酸アルミン酸マグネシウム微粉末を含有
することを特徴とする樹脂組成物である。
A second invention of the present application is an insulating or semiconductive resin composition comprising a polyolefin as a base polymer, which is characterized in that it contains magnesium aluminate silicate fine powder. is there.

【0012】本願の第3の発明は、ポリオレフィンをベ
ースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物
であって、Li-Al-Mg系無機化合物を含有することを特徴
とする樹脂組成物である。
A third invention of the present application is an insulating or semi-conductive resin composition containing polyolefin as a base polymer, which is characterized by containing a Li-Al-Mg type inorganic compound. Is.

【0013】さらに、本願の第4の発明は、絶縁層およ
び/または半導電層が、前記の樹脂組成物により構成さ
れてなることを特徴とする直流用電力ケーブルである。
Further, a fourth invention of the present application is a direct-current power cable characterized in that the insulating layer and / or the semiconductive layer is composed of the above resin composition.

【0014】第1乃至第3の発明の樹脂組成物において
は、含有するゼオライト微粉末、ケイ酸アルミン酸マグ
ネシウム微粉末、あるいはLi-Al-Mg系無機化合物が、ヘ
テロ電荷の要因となる不純物をトラップするため、直流
絶縁破壊特性が向上する。しかも、この効果は高温下で
も低下することがないため、高温下での直流絶縁破壊特
性にも優れる。そのうえ、絶縁抵抗を低下させたり、ポ
リオレフィンの高次構造を乱したりすることもないの
で、その他の絶縁特性、電気特性が大きく低下すること
もない。
In the resin compositions of the first to third inventions, the zeolite fine powder, the magnesium aluminate silicate fine powder, or the Li-Al-Mg-based inorganic compound contained in the resin composition contains impurities causing a heterocharge. Because of the trapping, the DC breakdown characteristic is improved. Moreover, since this effect does not decrease even at high temperatures, it also has excellent DC breakdown characteristics at high temperatures. Moreover, since it does not lower the insulation resistance or disturb the higher-order structure of the polyolefin, other insulating properties and electrical properties are not significantly deteriorated.

【0015】また、第3の発明の直流用電力ケーブル
は、このような特性を有する樹脂組成物により、絶縁層
および/または半導電層が構成されているので、絶縁層
中の空間電荷の形成蓄積が抑制され、高温下でも安定し
た直流絶縁破壊特性を有し、かつ、その他の絶縁特性、
電気特性にも優れたものとなる。
Further, in the DC power cable of the third invention, since the insulating layer and / or the semiconductive layer is constituted by the resin composition having such characteristics, the formation of space charge in the insulating layer is formed. Suppresses accumulation, has stable DC breakdown characteristics even at high temperatures, and other insulation characteristics,
It also has excellent electrical characteristics.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の樹脂組成物につい
て説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin composition of the present invention will be described below.

【0017】本発明の樹脂組成物は、(A)ポリオレフ
ィンをベースポリマーとする絶縁性または半導電性の樹
脂組成物であって、(B)ゼオライト微粉末、(C)ケ
イ酸アルミン酸マグネシウム微粉末、または(D)Li-A
l-Mg系無機化合物を含有するものである。
The resin composition of the present invention is (A) an insulating or semi-conductive resin composition containing a polyolefin as a base polymer, wherein (B) fine zeolite powder and (C) fine magnesium aluminate silicate. Powder, or (D) Li-A
It contains an l-Mg type inorganic compound.

【0018】上記(A)のポリオレフィンをベースポリ
マーとする絶縁性または半導電性の樹脂組成物における
ポリオレフィンとしては、超低密度ポリエチレン(VL
DPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密
度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン(HDPE)、メタロセン触媒ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、ポリメチル
ペンテン-1や、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン
プロピレンゴム、エチレンエチルアクリレート共重合体
などのエチレン共重合体などがあげられ、これらは 1種
を単独で使用してもよく、 2種以上を混合して使用して
もよい。本発明においては、なかでも、それ自身優れた
電気特性を有し、かつ、ヘテロ電荷の要因となる触媒残
渣が極めて少ない、メタロセンなどのシングルサイト触
媒により合成されたポリオレフィン、たとえば、エチレ
ンまたはプロピレンを同触媒により単独重合させたも
の、エチレンまたはプロピレンにコポリマーとしてプロ
ピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどを
共重合させたものなどの使用が望ましい。このようなも
のとしては、例えばダウ・ケミカル社製のエンゲージ C
L8001 、エンゲージ CL8002 、アフィニティ FM1570 、
アフィニティ HF 1030(いずれも商品名)などがあげら
れる。
The polyolefin in the insulating or semiconductive resin composition containing the above-mentioned polyolefin (A) as a base polymer is an ultra low density polyethylene (VL).
DPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), medium density polyethylene,
High density polyethylene (HDPE), metallocene-catalyzed polyethylene, polypropylene, polybutene-1, polymethylpentene-1, ethylene copolymers such as ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene propylene rubber, ethylene ethyl acrylate copolymer, etc. These may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, among others, a polyolefin synthesized by a single-site catalyst such as metallocene, which has excellent electric characteristics and has very little catalyst residue that causes a heterocharge, for example, ethylene or propylene, is used. It is desirable to use those homopolymerized by the same catalyst, or those copolymerized with ethylene or propylene as a copolymer with propylene, butene, pentene, hexene, octene and the like. Examples of such products include Engage C manufactured by Dow Chemical Company.
L8001, Engage CL8002, Affinity FM1570,
Affinity HF 1030 (both are trade names).

【0019】また(B)成分のゼオライトは、独特の三
次元網目構造を有する結晶性アルミノケイ酸塩で、ホー
ジャサイト、モルデナイト、シャバサイト、A型ゼオラ
イトなどの各種の天然および合成のものが知られてい
る。本発明においては、このような従来より知られるも
ののなかから少なくとも 1種以上を適宜選択して使用す
ることができる。
The zeolite as the component (B) is a crystalline aluminosilicate having a unique three-dimensional network structure, and various natural and synthetic zeolites such as faujasite, mordenite, chabazite and A-type zeolite are known. ing. In the present invention, at least one kind can be appropriately selected and used from such conventionally known ones.

【0020】(C)成分のケイ酸アルミン酸マグネシウ
ムは、多孔質の非晶性構造を有し、特に、上記ポリオレ
フィンを有機過酸化物により架橋させるものにあって
は、その架橋残渣を良く吸着することから好適である。
すなわち、絶縁体内部の空間電荷源は前述したように様
々で、架橋剤(有機過酸化物)の分解残渣もその一つで
あるが、ケイ酸アルミン酸マグネシウムは、酸、アルカ
リのみならず、架橋剤の分解残渣のような有機系の不純
物に対しても優れた吸着能を示すことから、絶縁体内部
の様々な空間電荷源を良く吸着しヘテロ電荷の形成を防
止する。また、半導電層内にあっては、絶縁体へ移行し
て空間電荷源となる導電性付与剤や不純物等を吸着し、
絶縁体におけるヘテロ電荷の形成を防止する。
The component (C), magnesium aluminate silicate, has a porous amorphous structure, and particularly in the case where the above polyolefin is crosslinked with an organic peroxide, its crosslinking residue is well adsorbed. Therefore, it is preferable.
That is, the space charge sources inside the insulator are various as described above, and the decomposition residue of the cross-linking agent (organic peroxide) is one of them, but magnesium aluminate silicate is not limited to acid and alkali. Since it also exhibits excellent adsorption ability to organic impurities such as decomposition residues of the cross-linking agent, it can well adsorb various space charge sources inside the insulator and prevent the formation of hetero charges. Further, in the semi-conductive layer, the conductivity-imparting agent and impurities that migrate to the insulator and become the space charge source are adsorbed,
Prevent the formation of heterocharges in the insulator.

【0021】なお、このようなゼオライトやケイ酸アル
ミン酸マグネシウムの吸着効果は、高温下でも変わるこ
とはなく、かつ、カーボンブラックのように絶縁体の絶
縁抵抗を低下させたり、酸化マグネシウムのようにそれ
自身イオン化して電荷発生源となることがなく、さら
に、有機酸などのようにポリオレフィンの高次構造を乱
し電気特性を低下させることも少ない。したがって、絶
縁特性や電気特性を低下させることなく、空間電荷の形
成を抑制して、絶縁破壊電圧の向上安定化を図ることが
できる。
The adsorbing effect of such zeolite or magnesium aluminate silicate does not change even at high temperature, and it lowers the insulation resistance of the insulator like carbon black, or like magnesium oxide. It does not ionize itself to serve as a charge generation source, and moreover, unlike an organic acid or the like, it hardly disturbs the higher-order structure of the polyolefin and lowers the electrical characteristics. Therefore, it is possible to suppress the formation of space charge and improve and stabilize the dielectric breakdown voltage without deteriorating the insulating property and the electrical property.

【0022】また、(D)成分のLi-Al-Mg系無機化合物
は、一般に塩化ビニル用安定剤として使用されている多
孔質の無機粉体で、たとえばLi2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0
3 ・nH2 O などが例示される。このLi-Al-Mg系無機化合
物は、特に酸、アルカリに対する吸着能に優れ、上記
(B)のゼオライトなどと同様、これらの絶縁体内部の
空間電荷源を良く吸着しヘテロ電荷の形成を防止する。
また、半導電層内にあっては、絶縁体へ移行する空間電
荷源を吸着し、絶縁体におけるヘテロ電荷の形成を防止
する。また、この吸着効果は、高温下でも変わることは
なく、かつ、カーボンブラックのように絶縁体の絶縁抵
抗を低下させたり、有機酸などのようにポリオレフィン
の高次構造を乱し電気特性を低下させることも少ない。
したがって、絶縁特性や電気特性を大きく低下させるこ
となく、空間電荷の形成を抑制して、絶縁破壊電圧の向
上安定化を図ることができる。
The component (D), the Li-Al-Mg type inorganic compound, is a porous inorganic powder that is generally used as a stabilizer for vinyl chloride, such as Li 2 CO 3 .xMgO.yAl 2 0.
3 · nH 2 O and the like are exemplified. This Li-Al-Mg-based inorganic compound has an excellent ability to adsorb acids and alkalis, and like the zeolite of (B) above, adsorbs space charge sources inside these insulators well and prevents the formation of heterocharges. To do.
In addition, in the semiconductive layer, the space charge source that migrates to the insulator is adsorbed to prevent the formation of hetero charge in the insulator. In addition, this adsorption effect does not change even at high temperatures, and it lowers the insulation resistance of insulators such as carbon black, and disturbs the higher-order structure of polyolefins such as organic acids to lower the electrical properties. There is little to do.
Therefore, it is possible to suppress the formation of space charges and to improve and stabilize the dielectric breakdown voltage without significantly deteriorating the insulating property and the electrical property.

【0023】なお、これらの(B)成分のゼオライト、
(C)成分のケイ酸アルミン酸マグネシウム、あるいは
(D)成分のLi-Al-Mg系無機化合物の配合量は、ポリオ
レフィンに対し 0.1〜20重量%の範囲が望ましく、 0.1
重量%未満では、空間電荷発生源の吸着が不十分とな
り、逆に20重量%を越えると、電気特性に悪影響を及ぼ
すおそれが生ずるからである。より望ましい範囲は、ポ
リオレフィンに対し 1〜3 重量%である。
Incidentally, these (B) component zeolites,
The blending amount of component (C), magnesium aluminate silicate, or component (D), Li-Al-Mg-based inorganic compound, is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight based on the polyolefin.
This is because if it is less than 20% by weight, the adsorption of the space charge generation source becomes insufficient, and if it exceeds 20% by weight, the electric characteristics may be adversely affected. A more desirable range is 1 to 3% by weight based on the polyolefin.

【0024】本発明の樹脂組成物には、通常使用されて
いる範囲内であれば、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤そ
の他の添加剤が必要に応じて配合されても何ら差しつか
えない。また、半導電性を付与するために配合される導
電性付与剤も、従来より一般に使用されているものを、
通常使用されている範囲で配合されてよい。これらの添
加剤の多くは空間電荷源となるものであるが、上記のゼ
オライト、ケイ酸アルミン酸マグネシウム、あるいはLi
-Al-Mg系無機化合物の作用により空間電荷の形成が抑制
される。さらに、本発明の効果を阻害しない範囲であれ
ば、他の吸着剤を併用してもよい。
The resin composition of the present invention may contain, if necessary, a crosslinking agent, a crosslinking aid, an antioxidant and other additives as long as they are within the range usually used. . Further, the conductivity-imparting agent to be added in order to impart semiconductivity, those conventionally used in general,
It may be blended within the range usually used. Many of these additives are sources of space charge, but the above zeolite, magnesium aluminosilicate, or Li
The formation of space charge is suppressed by the action of the -Al-Mg-based inorganic compound. Further, another adsorbent may be used in combination as long as the effect of the present invention is not impaired.

【0025】次に、以上説明したような本発明の樹脂組
成物を用いた直流用電力ケーブルの例を記載する。
Next, an example of a DC power cable using the resin composition of the present invention as described above will be described.

【0026】すなわち図1は、本発明にかかる直流用電
力ケーブルの一例を示したもので、図1において、1
は、導体を示し、この導体1上には、内部半導電層2、
絶縁層3、外部半導電層4、金属遮蔽層5、およびシー
ス6が順に設けられている。そして、内部半導電層2お
よび外部半導電層4は、上述したような本発明にかかる
半導電性の樹脂組成物により、また、絶縁層3は絶縁性
の樹脂組成物により構成されている。
That is, FIG. 1 shows an example of a DC power cable according to the present invention. In FIG.
Indicates a conductor, and on this conductor 1, an internal semiconductive layer 2,
The insulating layer 3, the outer semiconductive layer 4, the metal shielding layer 5, and the sheath 6 are provided in this order. The inner semiconductive layer 2 and the outer semiconductive layer 4 are made of the semiconductive resin composition according to the present invention as described above, and the insulating layer 3 is made of the insulating resin composition.

【0027】このような直流用電力ケーブルにおいて
は、絶縁層2内の空間電荷源がゼオライト、ケイ酸アル
ミン酸マグネシウム、あるいはLi-Al-Mg系無機化合物に
より吸着され、かつ、内部半導電層2および外部半導電
層4からの絶縁層3への空間電荷源の移行も防止される
ため、直流電圧の印加による絶縁層2内の空間電荷の形
成蓄積が抑制され、良好な直流絶縁破壊特性を有する。
しかも、ゼオライト等の効果は高温下でも低下すること
がないため、実用時の直流絶縁破壊特性も良好である。
さらに、ゼオライト等は、絶縁抵抗の増大やポリマーの
高次構造を乱すこともないので、その他の絶縁特性、電
気特性を大きく低下させることもない。
In such a DC power cable, the space charge source in the insulating layer 2 is adsorbed by zeolite, magnesium aluminate silicate, or a Li-Al-Mg type inorganic compound, and the inner semiconductive layer 2 is used. Since the space charge source is prevented from migrating from the outer semiconductive layer 4 to the insulating layer 3, the formation and accumulation of space charges in the insulating layer 2 due to the application of a DC voltage is suppressed, and a good DC breakdown characteristic is obtained. Have.
Moreover, since the effects of zeolite and the like do not decrease even at high temperatures, the DC breakdown characteristics during practical use are also good.
Further, since zeolite or the like does not increase the insulation resistance or disturb the higher-order structure of the polymer, it does not significantly deteriorate other insulating properties and electrical properties.

【0028】なお、この例では、半導電層および絶縁層
がともに本発明にかかる樹脂組成物で構成されている
が、半導電層および絶縁層のいずれか一方を本発明にか
かる樹脂組成物で構成するようにしてもよい。しかしな
がら、効果の点では、少なくとも絶縁層を本発明にかか
る樹脂組成物で構成することが望ましい。
In this example, both the semiconductive layer and the insulating layer are made of the resin composition according to the present invention. However, one of the semiconductive layer and the insulating layer is made of the resin composition according to the present invention. It may be configured. However, in terms of effects, it is desirable that at least the insulating layer be composed of the resin composition according to the present invention.

【0029】[0029]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0030】実施例1〜10 表1に示す種々の組成の絶縁性組成物を得、これを用い
て、直流用電力ケーブルを製造した。なお、用いた 3種
のケイ酸アルミン酸マグネシウムの物性は表2に示した
通りである。
Examples 1 to 10 Insulating compositions having various compositions shown in Table 1 were obtained, and by using the insulating compositions, a DC power cable was manufactured. The physical properties of the three magnesium aluminate silicates used are shown in Table 2.

【0031】すなわち、直径 2mmの銅導体上に、半導電
性組成物、上記絶縁性組成物、および半導電性組成物を
順に三層同時押出しにより被覆し、常法により加熱架橋
させて、 0.5mm厚の内部半導電層、 2mm厚の絶縁層、
0.5mm厚の外部半導電層を形成し、さらに、その外側に
金属遮蔽層、軟質塩化ビニル樹脂の押出しによる 1mm厚
のシースを順に設けた。なお、内部半導電層および外部
半導電層の形成には、ともに、エチレン・酢酸ビニルコ
ポリマーに 38 重量%の導電性カーボンを配合した半導
電性組成物を用いた。
That is, a copper conductor having a diameter of 2 mm was coated with the semiconductive composition, the insulating composition, and the semiconductive composition in this order by three-layer coextrusion, and heat-crosslinked by a conventional method to give 0.5. mm semi-conductive inner layer, 2 mm thick insulating layer,
A 0.5 mm thick outer semiconductive layer was formed, and a metal shielding layer and a 1 mm thick sheath made of extruded soft vinyl chloride resin were sequentially provided on the outer side of the outer semiconductive layer. For the formation of the inner semiconductive layer and the outer semiconductive layer, a semiconductive composition prepared by mixing 38% by weight of conductive carbon with an ethylene / vinyl acetate copolymer was used.

【0032】次いで、得られた各実施例の電力ケーブル
について、常温および90℃における長時間直流破壊電圧
を調べた。課電条件は、-100kVの直流電圧を 1時間印加
した後、10kV/1時間のステップで破壊まで昇圧すること
とし、また、試料数は各 3試料とした。結果を表2下欄
に示す。
Next, the long-term DC breakdown voltage at room temperature and 90 ° C. was examined for the obtained power cables of the respective examples. The voltage was applied by applying a DC voltage of -100 kV for 1 hour, and then stepping up to breakdown at a step of 10 kV / 1 hour, and the number of samples was 3 samples each. The results are shown in the lower column of Table 2.

【0033】さらに、表2には、比較のために、カーボ
ンブラックを配合した例(比較例1)、酸化マグネシウ
ムを配合し、かつ、ポリオレフィンとして有機酸共重合
ポリエチレンを用いた例(比較例2、3)を併せ示し
た。
Further, in Table 2, for comparison, an example in which carbon black is blended (Comparative Example 1), an example in which magnesium oxide is blended and an organic acid copolymerized polyethylene is used as a polyolefin (Comparative Example 2) 3) is also shown.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【表2】 表1からも明らかなように、本発明に係るケーブルは、
室温の場合のみならず、実用温度領域である90℃の場合
でも長時間に亘る直流破壊特性の改善がみられ、このこ
とは使用時の信頼性を向上させるものである。
[Table 2] As is clear from Table 1, the cable according to the present invention is
Not only at room temperature but also at 90 ° C, which is a practical temperature range, the DC breakdown characteristics were improved over a long period of time, which improves the reliability during use.

【0035】実施例11 メタロセン重合ポリエチレン(密度 0.917、MI3.4 ダ
ウ・ケミカル社製 アフィニティFM1570) 100重量部
に、一般式Li2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0 3 ・nH2 Oで表さ
れるLi-Al-Mg系無機粉体(BET 比表面積 31.99m2 /g、
富士化学工業社製商品名LMA)を 3重量部混合し、得
られた組成物について、PEA法(パルス静電応力法)
により空間電荷分布特性を調べた。測定は、組成物を約
1mm 厚さのシート状に押出して作成した試料シートに室
温で直流電圧を課電して行った。結果を図2(a)のグ
ラフに示す。また、比較のために、Li-Al-Mg系無機粉体
未配合のメタロセン重合ポリエチレンについて、同様に
調べた空間電荷分布特性を図2(b)のグラフに示す。
Example 11 100 parts by weight of metallocene-polymerized polyethylene (density 0.917, MI3.4, Affinity FM1570 manufactured by Dow Chemical Co.) is represented by the general formula Li 2 CO 3 .xMgO.yAl 2 0 3 .nH 2 O. Li-Al-Mg inorganic powder (BET specific surface area 31.99m 2 / g,
3 parts by weight of Fuji Chemical Industry Co., Ltd. (trade name LMA) was mixed, and the resulting composition was subjected to PEA method (pulse electrostatic stress method).
The space charge distribution characteristics were investigated by. Measurement about the composition
A sample sheet extruded into a sheet with a thickness of 1 mm was applied with DC voltage at room temperature. The results are shown in the graph of FIG. For comparison, the space charge distribution characteristics of the metallocene-polymerized polyethylene not blended with the Li-Al-Mg-based inorganic powder are also shown in the graph of FIG. 2 (b).

【0036】これらのグラフからも明らかなように、Li
-Al-Mg系無機粉体を配合したものでは、空間電荷の形成
蓄積が大きく抑制されている。
As is clear from these graphs, Li
In the case where the -Al-Mg-based inorganic powder is blended, the formation and accumulation of space charges are greatly suppressed.

【0037】続いて、上記組成物を用いて、実施例1の
場合と同様にして直流用電力ケーブルを製造した。すな
わち、直径 2mmの銅導体上に、半導電性組成物、Li-Al-
Mg系無機粉体配合の組成物、および半導電性組成物を順
に三層同時押出しにより被覆し、 0.5mm厚の内部半導電
層、 2mm厚の絶縁層、 0.5mm厚の外部半導電層を形成
し、さらに、その外側に金属遮蔽層、軟質塩化ビニル樹
脂の押出しによる 1mm厚のシースを順に設けた。得られ
た電力ケーブルについて、常温および90℃における長時
間直流破壊電圧を実施例1の場合と同様にして測定した
ところ、室温で370kV、90℃で 340kVと、いずれも良好
な結果が得られた。
Subsequently, a DC power cable was manufactured in the same manner as in Example 1 using the above composition. That is, on a copper conductor having a diameter of 2 mm, a semiconductive composition, Li-Al-
A composition containing Mg-based inorganic powder and a semiconductive composition are sequentially coated by three-layer coextrusion to form a 0.5 mm thick inner semiconductive layer, a 2 mm thick insulating layer, and a 0.5 mm thick outer semiconductive layer. Then, a metal shielding layer and a 1 mm-thick sheath made of extruded soft vinyl chloride resin were sequentially provided on the outer side. The long-term DC breakdown voltage of the obtained power cable at room temperature and 90 ° C. was measured in the same manner as in Example 1. As a result, 370 kV at room temperature and 340 kV at 90 ° C., both of which were good results. .

【0038】実施例12 メタロセン重合ポリエチレンのアフィニティFM1570 100
重量部に、導電性カーボンブラックとしてアセチレンカ
ーボン38重量部、およびメタケイ酸アルミ酸マグネシウ
ム(富士化学工業社製 商品名ノイシリンUFL2)5 重量
部を添加混合して半導電性組成物を得、その特性を評価
した。評価は、得られた半導電性組成物を約1mm 厚のシ
ート状に押出してシートとし、これを予め作成したおい
た通常の架橋ポリエチレンからなる約 0.5mm厚の絶縁シ
ートと重ねて一体に熱融着した後、PEA法により絶縁
シートの空間電荷分布特性(90℃)を調べることにより
行った。
Example 12 Affinity of metallocene polymerized polyethylene FM1570 100
38 parts by weight of acetylene carbon as conductive carbon black, and 5 parts by weight of magnesium aluminometasilicate (trade name Neusilin UFL2 manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.) were added to and mixed with the parts by weight to obtain a semiconductive composition, and its characteristics Was evaluated. The evaluation was performed by extruding the obtained semiconductive composition into a sheet with a thickness of about 1 mm to form a sheet, and stacking this on an insulating sheet with a thickness of about 0.5 mm made of ordinary crosslinked polyethylene prepared in advance and integrally heating it. After fusing, the space charge distribution characteristics (90 ° C.) of the insulating sheet were examined by the PEA method.

【0039】結果を図3(a)のグラフに示す。また、
比較のために、メタケイ酸アルミ酸マグネシウム未配合
の半導電性組成物について、同様に調べた空間電荷分布
特性を図3(b)のグラフに示す。
The results are shown in the graph of FIG. Also,
For comparison, the graph of FIG. 3 (b) shows the space charge distribution characteristics similarly examined for the semiconductive composition not containing magnesium aluminometasilicate.

【0040】これらのグラフからも明らかなように、実
施例のものでは、高温下であってもシート界面を含め、
空間電荷の形成蓄積が大きく抑制されている。
As is clear from these graphs, in the example, the sheet interface is included even at high temperature.
The formation and accumulation of space charges are greatly suppressed.

【0041】なお、詳細は省略するが、メタケイ酸アル
ミ酸マグネシウムに代えて、Li-Al-Mg系無機粉体(富士
化学工業社製 商品名LMA)を用いた例でも、同様
に、空間電荷の形成蓄積が大きく抑制されることが実験
により確認された。
Although not described in detail, the space charge is similarly obtained in an example in which Li-Al-Mg type inorganic powder (trade name LMA manufactured by Fuji Chemical Industry Co., Ltd.) is used instead of magnesium aluminometasilicate. It was confirmed by the experiment that the formation and accumulation of P.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明の樹脂組成物によれば、絶縁層中の直流課電による
空間電荷の形成蓄積が高温下でも十分に抑制され、か
つ、絶縁層に要求されるその他の特性も良好な絶縁層あ
るいは半導電層の形成が可能となり、また、したがっ
て、これを用いた本発明の直流用電力ケーブルは、安定
した絶縁破壊特性を有し、かつ、その他の絶縁特性、電
気特性も良好な信頼性の高いものとなる。
As is clear from the above examples, according to the resin composition of the present invention, formation and accumulation of space charges due to direct current application in the insulating layer are sufficiently suppressed even at high temperature, and It is possible to form an insulating layer or a semi-conductive layer that has good other characteristics required for the insulating layer, and therefore, the DC power cable of the present invention using this has stable dielectric breakdown characteristics, In addition, other insulation characteristics and electric characteristics are also excellent and highly reliable.

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

【図1】本発明の直流用電力ケーブルの一例を示す横断
面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a DC power cable of the present invention.

【図2】(a)は本発明の樹脂組成物の一例について測
定した空間電荷分布特性、(b)は比較例の空間電荷分
布特性。
2A is a space charge distribution characteristic measured for an example of a resin composition of the present invention, and FIG. 2B is a space charge distribution characteristic of a comparative example.

【図3】(a)は本発明の樹脂組成物の他の例について
測定した空間電荷分布特性、(b)は比較例の空間電荷
分布特性。
FIG. 3A is a space charge distribution characteristic measured with respect to another example of the resin composition of the present invention, and FIG. 3B is a space charge distribution characteristic of a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………導体 2………内部半導電層 3………絶縁層 4………外部半導電層 5………金属遮蔽層 6………シース 出願人 昭和電線電纜株式会社代理人 弁理
士 須 山 佐 一
1 ... Conductor 2 ... Inner semiconducting layer 3 ... Insulating layer 4 ... Outer semiconducting layer 5 ... Metal shielding layer 6 ... Sheath Applicant Showa Cable Denki Co., Ltd. Attorney Attorney Suichi Saichi

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷本 元 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番1 号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 会田 二三夫 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番1 号 昭和電線電纜株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hajime Tanimoto 2-1-1 Oda Sakae, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. No. 1-1 No. 1 Showa Electric Cable Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物であって、ゼオライ
ト微粉末を含有することを特徴とする樹脂組成物。
1. An insulating or semi-conductive resin composition containing polyolefin as a base polymer, wherein the resin composition contains fine zeolite powder.
【請求項2】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物であって、ケイ酸ア
ルミン酸マグネシウム微粉末を含有することを特徴とす
る樹脂組成物。
2. An insulating or semi-conductive resin composition comprising a polyolefin as a base polymer, the resin composition comprising fine magnesium aluminate silicate powder.
【請求項3】 請求項2記載の樹脂組成物において、ケ
イ酸アルミン酸マグネシウムは、(a) 吸油量が2.0 ml/g
以上、および(b) 比表面積が120m2 /g以上の少なくとも
いずれかを満足するものであることを特徴とする樹脂組
成物。
3. The resin composition according to claim 2, wherein the magnesium aluminate silicate has (a) an oil absorption of 2.0 ml / g.
A resin composition satisfying at least one of the above and (b) a specific surface area of 120 m 2 / g or more.
【請求項4】 ポリオレフィンをベースポリマーとする
絶縁性または半導電性の樹脂組成物であって、Li-Al-Mg
系無機化合物を含有することを特徴とする樹脂組成物。
4. An insulating or semiconductive resin composition comprising a polyolefin as a base polymer, which comprises Li-Al-Mg.
A resin composition containing an inorganic compound.
【請求項5】 請求項4記載の樹脂組成物において、Li
-Al-Mg系無機化合物が、Li2 CO3 ・xMgO・ yAl2 0 3
nH2 O であることを特徴とする樹脂組成物。
5. The resin composition according to claim 4, wherein Li
-Al-Mg-based inorganic compound, Li 2 CO 3 · xMgO · yAl 2 0 3 ·
A resin composition comprising nH 2 O.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか 1項記載の樹
脂組成物において、ポリオレフィンが、シングルサイト
触媒により合成されたポリオレフィンであることを特徴
とする樹脂組成物。
6. The resin composition according to claim 1, wherein the polyolefin is a polyolefin synthesized by a single site catalyst.
【請求項7】 絶縁層および/または半導電層が、請求
項1乃至6のいずれか 1項記載の樹脂組成物により構成
されてなることを特徴とする直流用電力ケーブル。
7. A DC power cable, wherein the insulating layer and / or the semiconductive layer is formed of the resin composition according to any one of claims 1 to 6.
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001307564A (en) * 2000-02-24 2001-11-02 Nexans High voltage and ultrahigh voltage dc power cables
JP2012023007A (en) * 2010-07-13 2012-02-02 Ls Cable Ltd Direct-current power cable with space charge reducing effect

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