JPH10199338A - 電気絶縁用ラミネート紙の製造方法及び該ラミネート紙を用いた油浸電力ケーブル - Google Patents

電気絶縁用ラミネート紙の製造方法及び該ラミネート紙を用いた油浸電力ケーブル

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JPH10199338A
JPH10199338A JP29504097A JP29504097A JPH10199338A JP H10199338 A JPH10199338 A JP H10199338A JP 29504097 A JP29504097 A JP 29504097A JP 29504097 A JP29504097 A JP 29504097A JP H10199338 A JPH10199338 A JP H10199338A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電特性、耐電圧性および機械的特性特に接
着強度の優れたラミネート紙およびこれを用いた電力ケ
ーブルを提供する。 【解決手段】 クラフト絶縁紙をポリオレフィン系樹脂
を結合剤として押出機で溶融押出しながら一体化させる
工程と、該一体化させた電気絶縁用ラミネート紙をカレ
ンダー掛けもしくはスーパーカレンダー掛けして全体の
厚さを30〜200μm、ポリオレフィン系樹脂からな
るポリマーの比率を40〜90%とする工程とよりなる
ことを特徴とする電気絶縁用ラミネート紙の製造方法お
よび、この方法により得られたラミネート紙を用いた電
力ケーブル。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電特性、耐電圧
および機械的特性、特に接着強度の優れた電気絶縁用ラ
ミネート紙の製造方法及び該ラミネート紙を用いた油浸
電力ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】近時、電力需要の増大に伴い、275k
V〜500kV級の電力ケーブルが布設されているが、
この種ケーブルとしては従来からあるクラフト絶縁紙O
Fケーブルから、シリコングラフトポリエチレンラミネ
ート紙(SIOLAP)絶縁OFケーブル、ポリプロピ
レンラミネート紙(PPLP)絶縁OFケーブル、PP
LP絶縁POFケーブル、バイアキシアリーオリエンテ
ッドポリプロピレンラミネート紙(OPPL)絶縁OF
ケーブル、OPPL絶縁POFケーブル、四弗化エチレ
ン−六弗化ポリプロピレンラミネート紙(FEP)絶縁
OFケーブル等のいわゆる半合成紙(ラミネート紙)絶
縁による超高圧OFケーブル,超高圧POFケーブル
や、架橋ポリエチレン絶縁のCVケーブルが実用化され
てきている。中でもポリプロピレンラミネート紙絶縁O
Fケーブルでは800kVOFケーブルが実用できるも
のとして確認されている。さらに、ソリッドケーブルの
絶縁材料として鋭意実証テストを進めている最中であ
る。
【0003】今後は電力ケーブルも益々大容量化、高電
圧化および長距離送電の趨勢にあるが、この要請に応じ
るためには、一枚の半合成紙中に占めるポリマー層の比
率を高め、バリヤー性を増大し、紙のポーラス性に起因
する耐電圧向上の弱点をカバーして高耐電圧特性を得る
必要がある。このためプラスチックシートの両面にクラ
フト紙を接合したサンドイッチ構造あるいはプラスチッ
クシートとクラフト紙の各一枚を貼り合わせた片面構造
とすることにより、一枚の半合成紙全体の厚さを薄くす
ることにより巻回するケーブルをより長尺化し、ケーブ
ルの絶縁厚の低減によってケーブルサイズをコンパクト
化することが必要となっている。
【0004】これらのラミネート紙の問題点中大きなも
のは、物性面におけるクラフト絶縁紙とポリマー層との
接合手段である。クラフト絶縁紙を構成するセルロース
繊維は、耐熱性や熱溶融性を有しないので、ラミネート
される相手方のポリオレフィン系樹脂をフィルム状に溶
融押出しするときの温度では融合せず、また、化学的な
結合による接着も生じない。すなわち、クラフト絶縁紙
のセルロース繊維とポリオレフィン系樹脂溶融押出フィ
ルムの一般的な接合のメカニズムは、クラフト絶縁紙表
面のセルロース繊維同士の絡み合いで生成する微細な凹
部に、高温のポリオレフィン系樹脂の溶融侵入によりい
わゆるアンカー効果で保持されるものである。
【0005】しかしながら、単にクラフト絶縁紙にポリ
オレフィン系樹脂を溶融押出して熱融着する方法でラミ
ネート紙を製造する従来の方法では、電力ケーブル絶縁
用にこの方法で製造されたラミネート紙を適用する過程
で、クラフト絶縁紙とポリオレフィン系樹脂フィルムと
の間で剥離現象が見られ、また、導体の周囲に纏巻した
後絶縁油含浸した後にも剥離現象が見られ、ケーブルの
性能を低下し、ケーブル絶縁の長期安定性の面で、信頼
性に欠けるという問題があった。
【0006】そこで、このような絶縁紙とポリオレフィ
ン系樹脂フィルムとの間の剥離現象を防止するために、
例えば包装材料等で実用化されているイソシアネートの
ようなアンカーコート剤をクラフト絶縁紙の表面に塗工
する技術の利用やコロナ処理技術の利用が考えられる
が、アンカーコート剤は極性物質であるために電気絶縁
用ラミネート紙の誘電特性を悪化させる欠点があり、ま
た、コロナ処理技術はクラフト絶縁紙にピンホールを発
生させたり、クラフト絶縁紙表面にカルボニル基、カル
ボキシル基、アミノ基等の官能基を発現させ、これらの
官能基(極性基)が電気絶縁用ラミネート紙の誘電特性
を悪化させるので、低誘電正接を要求される高電圧機器
用絶縁材料としては不適当である。
【0007】ところで一枚の半合成紙中に占めるポリマ
ー比率を高くすることにより、耐電圧特性を向上する手
段としては、ラミネート紙を構成するクラフト絶縁紙の
厚さを薄くすることが提案されてきた。例えば、特公昭
61−45328号参照。一般的に薄いラミネート紙を
得る安易な方法としては、薄いクラフト紙を選択するこ
とである。
【0008】薄いクラフト絶縁紙に属するものには、コ
ンデンサ紙があり、薄紙の限界は6〜7μmと言われて
いる。概して薄口コデンサ紙はパルプの叩解度を上げ、
まず原紙を抄造し、次にカレンダー掛けもしくは平滑性
付与に一層有効なスーパーカレンダー掛けの2次加工に
よって製造される。得られた紙は外観的には凹凸が少な
い平滑度の高い紙であり、また特性的には密度が高く、
透気度も高いものである。
【0009】しかしながら、前述したように、クラフト
絶縁紙と溶融ポリオレフィンの接着のメカニズムはアン
カー効果によるだけのものである。しかるに薄口コンデ
ンサ紙は製造上前記の如くカレンダー掛けもしくはスー
パーカレンダー掛けが必要不可欠であり、これによって
その表面の凹凸が少ない。よって薄口コンデンサ紙の表
面にラミネートすると、溶融樹脂が侵入するための空隙
である凹部が極端に少ないので、アンカー効果が得られ
ず、結果的に接着強度の弱いものしか得られない。要す
るに、従来の技術では、薄口のクラフト絶縁紙を使用す
ると、ラミネートする樹脂の接着強度が不十分であると
の問題点を有する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するためになされたもので、請求項1の発明は、1
枚もしくは2枚のクラフト絶縁紙をポリオレフィン系樹
脂を結合剤として押出機で溶融押出しながら一体化させ
る工程と、該一体化させた電気絶縁用ラミネート紙をカ
レンダー掛けもしくはスーパーカレンダー掛けして全体
の厚さを30〜200μm、ポリオレフィン系樹脂から
なるポリマーの比率を40〜90%とする工程とよりな
ることを特徴とする電気絶縁用ラミネート紙の製造方法
で、請求項2の発明は、ポリオレフィン系樹脂が、ポリ
エチレン,ポリプロピレン,エチレンプロピレン共重合
体もしくはポリブテンである請求項1記載の電気絶縁用
ラミネート紙の製造方法で、請求項3の発明は、カレン
ダー掛けもしくはスーパーカレンダー掛けの工程がオン
マシン、オフマシンのいずれかによる請求項1記載の電
気絶縁用ラミネート紙の製造方法である。
【0011】また請求項4の発明は、請求項1,2また
は3に記載の電気絶縁用ラミネート紙を、少なくとも一
部分に巻回して構成した絶縁層を有することを特徴とす
る油浸電力ケーブルで、請求項5の発明は、請求項1,
2または3に記載の電気絶縁用ラミネート紙を、少なく
とも一部分に巻回して構成した絶縁層を有し、該絶縁層
は絶縁油を含浸中または含浸後加熱処理されていること
を特徴とする請求項4に記載の油浸電力ケーブルであ
る。
【0012】なお、本発明において、油浸電力ケーブル
としては、主としてOFケーブルについて説明するが、
比較的低粘度の絶縁油を含浸し、ケーブル線路の片端ま
たは両端に設置した給油装置から絶縁油を常時供給し、
絶縁層を絶縁油で正圧に保ってなるOFケーブル(また
はSelf-contained OFケーブル)、予め敷設された鋼
管内にケーブルコア(金属シースより内部のケーブル構
成要素の集合体)を引込み、鋼管を真空引き後、OFケ
ーブル用絶縁油よりやや粘度の高い絶縁油を充填してな
るPOFケーブル(High-pressure Pipe-Type OFCabl
e)、POFケーブル用絶縁油より更に高い粘度の絶縁油
で含浸し、金属シースを施してなる給油装置を付加しな
いことを特徴としたソリッドケーブル(Mass-impregnat
ed Cable) 、あるいは、ワックス等を混合することによ
ってソリッドケーブル絶縁油より更に粘度を高めた絶縁
油で含浸されたノンドレインケーブル(Mass-impregnate
dNon-draining Cable)等のすべての(直流及び交流)
油浸電力ケーブルを意味する。
【0013】
【発明の実施の態様】本発明によれば、接合強度が優れ
た特性を損なうことなく、薄口コンデンサ紙の基本特性
を持った電気絶縁用ラミネート紙を得たもので、その構
造は図1に示すようにクラフト絶縁紙1とポリオレフィ
ン系樹脂2が強固に接合されたもので、クラフト絶縁紙
1は図示の如く2枚を使用したものでも、図示してない
が1枚でもよい。
【0014】本発明により得られるラミネート紙と従来
の方法によるラミネート紙とを更に図2により説明すれ
ば、以下に示すとおりである。すなわち、本発明は図2
(イ)に示した凹凸面A−1を有する低密度のクラフト
絶縁紙1,1の間に溶融押出しポリオレフィン系樹脂層
2を設けた厚さTaのラミネート紙を、スーパー掛けし
て図2(ロ)に示す厚さTbのラミネート紙としたもの
である。その結果図2(ロ)に示したクラフト絶縁紙
1,1の外表面は平滑になるが内面側は依然として凹凸
面A−1を維持するものである。そしてスーパーカレン
ダー掛けした後の厚さTbはその前の厚さTaより薄く
なる。なお、図2(イ)のスーパー掛けする前のクラフ
ト絶縁紙1とスーパー掛け後のクラフト絶縁紙3の厚さ
は前者の方が後者よりも大きいが、中心部のポリオレフ
ィン樹脂層2の厚さは不変である。これに対して従来技
術は前記の厚さTbのラミネート紙を作成するのに、図
2(ハ)に示すように予めスーパーカレンダー掛けした
平滑面A−2を有する高密度の薄口クラフト絶縁紙4と
溶融押出しポリオレフィン系樹脂層2との積層構成から
なるラミネート紙である。この結果、本発明と従来技術
によるクラフト絶縁紙の、溶融押出しポリオレフィン系
樹脂層2に接する側の面の平滑度は、A−2>A−1と
なるので、ポリオレフィン系樹脂層との境界面での接着
力は平滑度の粗いA−1の平滑面を有する本発明が優れ
たものとなるのである。
【0015】次に、本発明のラミネート紙の具体的実施
例について説明する。なお、実施例において、ポリマー
の比率(ラミネートに使用されるポリオレフィン系樹脂
の比率)とは、下記の計算式により算出される。 T 1:ポリマー層の厚さ T 2:ラミネート紙全体の厚さ ポリマーの比率=T 1/T 2×100% 但し、T 1=W/D W=ポリマー層の重量(g/m2 ) P=ポリマー層の密度0.9(g/cm 3)とする。
【0016】また、接着強度は以下の方法により測定し
た。図3に示すように、試験片10を金属板で作った添
え板11にとりつける。次いでテンシロン型万能引張試
験器を使用して、試験器の下部クリップにあらかじめ一
部を剥離したラミネート紙10の紙層1を取付け、上部
クリップ12に残りの層(溶融押出層2+紙層1)13
を固定する。剥離角度180°を保持しながら下部クリ
ップを下方に剥離スピード100mm/分で引張り、溶
融押出層2と紙層1の剥離を行なう。接着強度はチャー
トに描かれた剥離部分100mmのうち、中央50mm
区間の剥離に要する強度の平均値を、ラミネート紙15
mm幅に換算した値をもって表す。
【0017】次に本発明により得られた電気絶縁用ラミ
ネート紙を用いた油浸電力ケーブルの一例として、単心
OFケーブルを挙げて、図4により説明する。図4は単
心OFケーブルの一例に関する横断面図で、中心に中空
らせん管よりなる油通路20を設け、その周囲に銅線等
の撚線導体21,内部遮蔽層22,絶縁層23,外部遮
蔽層24が順次設けられている。なお、その外周には金
属シース25、防食層26が順次設けられている。そし
て前記絶縁層23は、本発明により得られた電気絶縁用
ラミネート紙を、少なくとも一部分に巻回したもので、
本発明により得られた電気絶縁用ラミネート紙を拡大断
面図で示したものが図2であり、中央にポリオレフィン
系樹脂層2、上下両面にクラフト紙層1,1を有するも
のが用いられている。絶縁層内には絶縁油が含浸される
と共に油通路より絶縁油が加圧される。
【0018】次に、ラミネート紙の製造方法について、
本発明の実施例及び比較例を説明する。 実施例1 厚さ20μm、密度0.70g/cm3 、透気度250
0sec/100mlの2枚のクラフト絶縁紙を用い、
下記に示すポリプロピレンエクストルージョンプロセス
により、溶融ポリプロピレンを結合剤としてラミネート
し、全体の厚さ115μm、ポリマー(ポリプロピレン
樹脂を指す)の比率64%、紙の含有水分6%のラミネ
ート紙(PPLP)を製造した。
【0019】このようにして得られたPPLPの紙層分
にオフマシンでのダンピング装置により水分を付与し、
水分14%にしたものを、スーパーカレンダー(金属ロ
ールと弾性ロールからなる16段スーパーカレンダー)
に掛け、全体の厚さ100μm、ポリマーの比率74%
になるように調整し、本発明による電気絶縁用ラミネー
ト紙を得た。
【0020】実施例1において、スーパーカレンダー掛
けの前後の紙層と溶融押出層との接着強度(以下、乾紙
の接着強度)を比較すると、前者は100gf/15m
m,後者は115gf/15mmのものが得られた。ま
た、OFケーブルに使用されるアルキルベンゼン油中で
100℃、24時間老化試験を行なった後の油浸紙の接
着強度は95gf/15mmあり、これらの値は実使用
の条件下でも全く問題がないことが確認された。
【0021】実施例2 厚さ20μm、密度0.70g/cm3 、透気度250
0sec/100mlの2枚のクラフト絶縁紙を用い、
ポリプロピレンエクストルージョンプロセスにより、溶
融ポリプロピレンを結合剤としてラミネートし、全体の
厚さ139μm、ポリマーの比率79%、紙の含有水分
6%のPPLPを製造した。得られたPPLPの紙層分
にオフマシンでのダンピング装置により水分を付与し、
水分14%にしたものを、実施例1と同様にスーパーカ
レンダーに掛け、全体の厚さ129μm、ポリマーの比
率86%になるように調整し、本発明による薄口PPL
Pを得た。スーパーカレンダー掛けの前後の乾紙の接着
強度を比較すると、前者は105gf/15mm,後者
は110gf/15mmのものが得られた。また、OF
ケーブルに使用されるアルキルベンゼン油中で100
℃、24時間老化試験を行なった後の油浸紙の接着強度
は100gf/15mmあり、これらの値は実使用の条
件下でも全く問題がないことが認められた。
【0022】実施例3 厚さ20μm、密度0.70g/cm3 、透気度250
0sec/100mlの2枚のクラフト絶縁紙を用い、
ポリプロピレンエクストルージョンプロセスにより、溶
融ポリプロピレンを結合剤としてラミネートし、全体の
厚さ161μm、ポリマーの比率84%、紙の含有水分
6%のPPLPを製造した。得られたPPLPの紙層分
にオフマシンでのダンピング装置により水分を付与し、
水分14%にしたものを、実施例1と同様にスーパーカ
レンダーに掛け、全厚さ157μm、ポリマーの比率8
6%になるように調整し、本発明による薄口PPLPを
得た。スーパーカレンダー掛けの前後の乾紙の接着強度
を比較すると、前者は110gf/15mm,後者も1
10gf/15mmのものが得られた。また、OFケー
ブルに使用されるアルキルベンゼン油中で100℃、2
4時間老化試験を行なった後の油浸紙の接着強度は10
5gf/15mmあり、これらの値は実使用の条件下で
も全く問題がないことが認められた。
【0023】実施例4 厚さ25μm、密度0.72g/cm3 、透気度300
0sec/100mlの2枚のクラフト絶縁紙を用い、
ポリプロピレンエクストルージョンプロセスにより、溶
融ポリプロピレンを結合剤としてラミネートし、全体の
厚さ113μm、ポリマーの比率59%、紙の含有水分
6%のPPLPを製造した。得られたPPLPの紙層分
にオフマシンでのダンピング装置により水分を付与し、
水分14%にしたものを、実施例1と同様にスーパーカ
レンダーに掛け、全体の厚さ105μm、ポリマーの比
率64%になるように調整し、本発明による薄口PPL
Pを得た。スーパーカレンダー掛けの前後の乾紙の接着
強度を比較すると、前者は90gf/15mm,後者も
90gf/15mmのものが得られた。また、OFケー
ブルに使用されるアルキルベンゼン油中で100℃、2
4時間老化試験を行なった後の油浸紙の接着強度は80
gf/15mmあり、これらの値は実使用の条件下でも
全く問題がないことが認められた。
【0024】実施例5 厚さ25μm、密度0.72g/cm3 、透気度300
0sec/100mlの2枚のクラフト絶縁紙を用い、
ポリプロピレンエクストルージョンプロセスにより、溶
融ポリプロピレンを結合剤としてラミネートし、全体の
厚さ136μm、ポリマーの比率66%、紙の含有水分
6%のPPLPを製造した。得られたPPLPの紙層分
にオフマシンでのダンピング装置により水分を付与し、
水分14%にしたものを、実施例1と同様にスーパーカ
レンダーに掛け、全体の厚さ129μm、ポリマーの比
率68%になるように調整し、本発明による薄口PPL
Pを得た。スーパーカレンダー掛けの前後の乾紙の接着
強度を比較すると、前者は95gf/15mm,後者も
95gf/15mmのものが得られた。また、OFケー
ブルに使用されるアルキルベンゼン油中で100℃、2
4時間老化試験を行なった後の油浸紙の接着強度は80
gf/15mmあり、これらの値は実使用の条件下でも
全く問題がないことが認められた。
【0025】実施例6 厚さ25μm、密度0.72g/cm3 、透気度300
0sec/100mlの2枚のクラフト絶縁紙を用い、
ポリプロピレンエクストルージョンプロセスにより、溶
融ポリプロピレンを結合剤としてラミネートし、全体の
厚さ168μm、ポリマーの比率71%、紙の含有水分
6%のPPLPを製造した。得られたPPLPの紙層分
にオフマシンでのダンピング装置により水分を付与し、
水分14%にしたものを、スーパーカレンダー(金属ロ
ールと弾性ロールからなる16段スーパーカレンダー)
に掛け、全体の厚さ159μm、ポリマーの比率71%
になるように調整し、本発明による薄口PPLPを得
た。スーパーカレンダー掛けの前後の乾紙の接着強度を
比較すると、前者は110gf/15mm,後者は10
5gf/15mmのものが得られた。また、OFケーブ
ルに使用されるアルキルベンゼン油中で100℃、24
時間老化試験を行なった後の油浸紙の接着強度は95g
f/15mmあり、これらの値は実使用の条件下でも全
く問題がないことが認められた。
【0026】比較例1 厚さ15μm、密度1.09g/cm3 、透気度10
0,000sec以上/100mlの2枚の薄口コンデ
ンサ紙を用いてカレンダー掛けをし、次に、ポリプロピ
レンエクストルージョンプロセスにより、溶融ポリプロ
ピレンを結合剤としてラミネートし、全体の厚さ100
μm、ポリマーの比率74%の比較用の薄口PPLPを
得た。この紙の乾紙強度は14gf/15mmのものし
か得られず、また、アルキルベンゼン油中または油浸後
は全く剥離してしまった。
【0027】比較例2 厚さ15μm、密度1.09g/cm3 、透気度10
0,000sec以上/100mlの2枚の薄口コンデ
ンサ紙を用い、比較例1と同様にして溶融ポリプロピレ
ンを結合剤としてラミネートし、全体の厚さ128μ
m、ポリマーの比率75%の比較用の薄口PPLPを得
た。この紙の乾紙強度は15gf/15mmのものしか
得られず、また、アルキルベンゼン油中または油浸後の
接着強度は1gf/15mmの物しか得られなかった。
【0028】比較例3 厚さ15μm、密度1.09g/cm3 、透気度10
0,000sec以上/100mlの2枚の薄口コンデ
ンサ紙を用い、比較例1と同様にして溶融ポリプロピレ
ンを結合剤としてラミネートし、全体の厚さ155μ
m、ポリマーの比率81%の比較用の薄口PPLPを得
た。この紙の乾紙強度は17gf/15mmのものしか
得られず、また、アルキルベンゼン油中または油浸後の
接着強度は2gf/15mmの物しか得られなかった。
【0029】比較例4 厚さ20μm、密度1.13g/cm3 、透気度10
0,000sec以上/100mlの2枚の薄口コンデ
ンサ紙を用い、比較例1と同様にして溶融ポリプロピレ
ンを結合剤としてラミネートし、全体の厚さ98μm、
ポリマーの比率64%の比較用の薄口PPLPを得た。
この紙の乾紙強度は7gf/15mmのものしか得られ
ず、また、アルキルベンゼン油中または油浸後は全く剥
離してしまった。
【0030】比較例5 厚さ20μm、密度1.13g/cm3 、透気度10
0,000sec以上/100mlの2枚の薄口コンデ
ンサ紙を用い、比較例1と同様にして溶融ポリプロピレ
ンを結合剤としてラミネートし、全体の厚さ122μ
m、ポリマーの比率72%の比較用の薄口PPLPを得
た。この紙の乾紙強度は6gf/15mmのものしか得
られず、また、アルキルベンゼン油中または油浸後は全
く剥離してしまった。
【0031】比較例6 厚さ20μm、密度1.13g/cm3 、透気度10
0,000sec以上/100mlの2枚の薄口コンデ
ンサ紙を用い、比較例1と同様にして溶融ポリプロピレ
ンを結合剤としてラミネートし、全体の厚さ152μ
m、ポリマーの比率77%の比較用の薄口PPLPを得
た。この紙の乾紙強度は7gf/15mmのものしか得
られず、また、アルキルベンゼン油中または油浸後は全
く剥離してしまった。
【0032】上記の実施例及び比較例に示した結果から
明らかなとおり、本発明による場合は、低密度紙の薄紙
で一旦PPLPを製作し、それをスーパー掛けすること
によって紙の表面を潰し、全体の厚さを薄くする方法に
よって、接着強度の低下が著しく改善され、機械的特性
の点からも非常に好ましいものであった。なお、以上の
実施例と比較例を表示すれば、表1に示すとおりであ
る。
【0033】
【表1】
【0034】ラミネート紙では、その構成要素であるク
ラフト絶縁紙に比較してポリオレフィン系樹脂層の方が
交流、インパルス、直流破壊電圧が高く、また、誘電率
(ε)、誘電体正接(tan δ) が低い。破壊電圧が高い
と言うことは、交流、直流ケーブルを問わず好ましいこ
とであり、本発明の電気絶縁用ラミネート紙の採用は、
コンパクトで経済的で、かつより高電圧に使用可能な電
力ケーブルを実現する上で有力である。一方、交流ケー
ブルでは、その送電容量と送電損失に大きく影響を与え
る誘電体損失が、課電電圧の2乗とε×tan δの積に比
例して大きくなるので、誘電率、誘電体損共に小さい方
がよい。この傾向は、特に高電圧(EHV)、超高電圧
(UHV)化する場合に著しくなる。従って、本発明の
電気絶縁用ラミネート紙の交流ケーブルへの採用は、非
常に効果的である。従来より高いポリオレフィン比率の
電気絶縁用ラミネート紙の開発には、様々の試みがなさ
れてきたが、本発明にて詳細に説明したように、充分な
接着強度を有するラミネート紙が得られず、今日まで実
用化されていなかった。
【0035】さらに詳述すれば、電力ケーブルは交流ケ
ーブルでも直流ケーブルでも、その絶縁性能を規定する
要素としては、交流性のインパルスに耐える性能が高い
ことが挙げられる。一枚のラミネート紙の構成とその誘
電率、誘電体損を図5により説明すると以下のとおりで
ある。なお、図5において各層の電気特性(誘電率およ
び誘電正接)を、ポリオレフィン系樹脂層2はεp ,ta
n δp 、クラフト紙層1,1は、εk ,tan δk で示
す。一般に、電界(EでkV/mmで表される、絶縁層
1mm当たりにかかる電圧の大きさを言う)は、誘電率
(ε)に逆比例するので、弱いクラフト紙層の電界を小
さくし、強いポリオレフィン層の電界を大きくするに
は、クラフト紙層の誘電率(εk )を大きくしてゆくこ
とが好ましい。本発明の製造方法により得られたラミネ
ート紙では、ラミネート後にカレンダーがけすること
で、クラフト紙層を圧縮して厚さを減じているから、ク
ラフト紙層の密度が上がり、従って、誘電率も上昇す
る。よって、クラフト紙層を可及的薄くすることによる
クラフト紙層の耐電圧の低下傾向は、誘電率を上昇させ
ることによって補っているので、本発明の高いポリオレ
フィン比率のラミネート絶縁紙は、一層好ましい特性を
有することになる。
【0036】次に、実施例1にて製造したPPLPにつ
いてモデルケーブルを製作し、電気試験を行なった。結
果を表2に示す。
【0037】
【表2】
【0038】今回比較に用いた紙は従来紙B(厚さ11
5μm,ポリマー比率64%)と従来紙をスーパーカレ
ンダー掛けした新法紙A(厚さ100μm,ポリマー比
率74%)である。導体には20mmφの鋼パイプを用
い、そこにPPLP絶縁を約1.5mm厚に積層した
後、ソリッド油を含浸した(常温で2,000cSt ,1
00℃で30cSt )。上記モデルケーブルは室温中でD
C及びインパルス破壊試験を実施した。条件は以下の通
り。 DC・BD :100kVスタート,5kV/5分ステップアップ昇圧. Imp ・BD :100kVスタート,5kV/3回ステップアップ昇圧. 結果、新法紙AではDC・BD値で23%,Imp ・BD
値で6%の上昇が見られた。これは以下のように説明さ
れる。
【0039】PPLPにDCを印加すると、DCストレ
スは各部の抵抗率に比例して分担されるため、ほぼPP
部のみでストレスが分担される。ところで本願の新法紙
Aを用いてケーブルを作ると、従来紙Bを用いた時に比
べてPPの比率が64%→74%に16%増加するの
で、大凡その比率でDC破壊値が増加することが期待さ
れるが、本データはこの期待を十分満足している。PP
LPにImp ・BDを印加すると、DCの場合とは異なり
PP部とクラフト部の両方でストレス分担する。ところ
でPPLPにスーパーカレンダー掛けを施すと、クラフ
ト紙の厚みのみが圧縮され、クラフトの密度が上昇し、
結果的に気密度も上昇する。クラフト部は厚さが減少す
ることと、気密度が上昇することによりImp ・BDスト
レス(kV/mm)が上昇するが、クラフト部分の厚さは
減少しているのでImp ・BD電圧そのものはお互いにキ
ャンセルし合って上昇率は0〜数%がき期待されるが、
本データはこの期待を満足している。以上、本発明の新
法紙Aを用いることにより、電気破壊特性の改善が可能
となりコンパクトで信頼性の高い電力ケーブルが実現す
る。
【0040】また、本発明により得られたラミネート紙
を電力ケーブルの絶縁層に用いて乾燥し、絶縁油を含浸
した。この絶縁油を含浸する工程で、ケーブルコアを例
えば100〜120℃に加熱して、約1週間放置したと
ころ、ケーブル常用最高温度(一般的に約90℃以下)
以下では認められない現象として、本発明でカレンダー
がけして厚さを減じていたラミネート紙のクラフト紙層
が、一部復元していることが判った。この効果を有効に
利用すると、ラミネート紙の巻回時点でクラフト紙が含
んでいた水分が、乾燥工程で脱水することによりクラフ
ト紙層の厚さが目減りすることによって、絶縁層が緩く
なり、油層が増加すること、従って、電気絶縁耐力が低
下することを、十分に高い温度を十分に長い時間含浸中
のケーブルコアに与えることにより、カレンダーがけし
減じたクラフト紙層の厚さを復元することによって、意
図的にコアの緩みも電気絶縁耐力の低下も回復出来るこ
とが判った。この現象は、含浸完了後に加熱しても生じ
ることが確認されており、必要な工程で加熱処置を行な
えば同様な効果が得られることになる。この効果は、本
発明の加工方法になるラミネート絶縁紙であるからこ
そ、強調されて活用可能な技術であり、油浸電力ケーブ
ルの性能向上に大きく寄与することができる。
【0041】
【発明の効果】本発明によるときは、ラミネートした後
にカレンダー掛けまたはスーパーカレンダー掛けすると
いう簡単な方法で、従来法では得られなかったようなサ
ンドウイッチ構造の中心部をなすポリマー層の比較的厚
いラミネート紙を得ることができ、しかも紙とポリマー
との接触界面では波付け構造を維持することによって、
アンカー効果により強固に接合することができた。ま
た、ポリマーの比率の高いものとすることにより、耐電
圧性を高めることも可能であった。さらにまた、一枚の
ラミネート紙の全体の厚さを薄くすることによりケーブ
ルの絶縁厚低減によるケーブルサイズの減少、ケーブル
重量の減少化が可能となり、ひいては巻回されるケーブ
ルのより長尺化を達成することができる。
【0042】また、本ラミネート絶縁紙を油浸電力ケー
ブルの絶縁層の少なくとも一部分に用いることによっ
て、交流、直流を問わず、高絶縁耐力の電力ケーブルが
実現可能である。従って、よりコンパクトで経済的な電
力ケーブルが実現できる。特に、交流電力ケーブルの場
合、しかも高電圧になるほど、誘電体損失の少ない電力
ケーブルが実現可能である。従って、より大きな送電容
量と、より小さな送電損失が実現でき、いずれも著しく
経済性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明により得られたラミネート紙の構造を示
す断面図。
【図2】本発明のカレンダー前後の状態を説明する拡大
断面図(イ)、(ロ)と従来法により得られたラミネー
ト紙の構造を示す拡大断面図(ハ)。
【図3】剥離試験方法の説明断面図。
【図4】本発明に係るOFケーブルの一例の断面図であ
る。
【図5】本発明により得られたラミネート紙の構成とそ
の電気特特性を説明する断面図。
【符号の説明】
1 クラフト絶縁紙 2 溶融押出ポリオレフィン系樹脂 3 スーパー掛け後のクラフト絶縁紙 4 予めスーパー掛けしたクラフト絶縁紙 11 添え板 12 上部グリップ 13 残りの層 A−1 本発明のラミネート紙におけるスーパーカレン
ダー掛け前後のクラフト絶縁紙の内面 A−2 従来法によるクラフト絶縁紙の内面 20 油通路 21 撚線導体 22 内部遮蔽層 23 絶縁層 24 外部遮蔽層 25 金属シース 26 防食層
フロントページの続き (72)発明者 辻岡 享 東京都中央区京橋1丁目5番15号 株式会 社巴川製紙所内 (72)発明者 依田 潤 大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電 気工業株式会 社大阪製作所内 (72)発明者 畑 良輔 大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電 気工業株式会 社大阪製作所内 (72)発明者 滝川 裕史 大阪市此花区島屋1丁目1番3号 住友電 気工業株式会 社大阪製作所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1枚もしくは2枚のクラフト絶縁紙をポ
    リオレフィン系樹脂を結合剤として押出機で溶融押出し
    ながら一体化させる工程と、該一体化させた電気絶縁用
    ラミネート紙をカレンダー掛けもしくはスーパーカレン
    ダー掛けして、全体の厚さを30〜200μm、ポリオ
    レフィン系樹脂からなるポリマーの比率を40〜90%
    とする工程とよりなることを特徴とする電気絶縁用ラミ
    ネート紙の製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレ
    ン,ポリプロピレン,エチレンプロピレン共重合体もし
    くはポリブテンである請求項1記載の電気絶縁用ラミネ
    ート紙の製造方法。
  3. 【請求項3】 カレンダー掛けもしくはスーパーカレン
    ダー掛けの工程がオンマシン、オフマシンのいずれかに
    よる請求項1記載の電気絶縁用ラミネート紙の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3に記載の電気絶縁
    用ラミネート紙を、少なくとも一部分に巻回して構成し
    た絶縁層を有することを特徴とする油浸電力ケーブル。
  5. 【請求項5】 請求項1,2または3に記載の電気絶縁
    用ラミネート紙を、少なくとも一部分に巻回して構成し
    た絶縁層を有し、該絶縁層は絶縁油を含浸中または含浸
    後加熱処理されていることを特徴とする請求項4に記載
    の油浸電力ケーブル。
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