JPH10255550A - 直流油浸電力ケーブル - Google Patents

直流油浸電力ケーブル

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JPH10255550A
JPH10255550A JP5077697A JP5077697A JPH10255550A JP H10255550 A JPH10255550 A JP H10255550A JP 5077697 A JP5077697 A JP 5077697A JP 5077697 A JP5077697 A JP 5077697A JP H10255550 A JPH10255550 A JP H10255550A
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insulating oil
cable
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浩一 飯沼
Susumu Takahashi
享 高橋
Hiroyuki Miyata
裕之 宮田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体上に絶縁紙を巻回し、これに高粘度の絶
縁油を含浸してなる油浸絶縁体を有する直流油浸電力ケ
ーブルにおいて、ヒートサイクルなどによる油浸絶縁体
中の脱油ボイドの生成を防止し、ケーブル製造時の絶縁
油の含浸を速やかに行えるようにする。 【解決手段】 40℃での動粘度が5000〜4000
0cst、100℃での動粘度が200〜10000c
stであるチクソトロピック性の高粘度絶縁油を用い
る。この高粘度絶縁油は、ベースオイルに、平均分子量
50万〜300万のポリイソブチレンゴムを0.5〜5
重量%溶解したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、主に長尺海底電
力ケーブル等に好適に用いられ、高粘度の絶縁油を含浸
した非加圧タイプの直流油浸電力ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】超高圧直流送電ケーブルとして、現在油
浸絶縁ケーブルが用いられている。また、直流送電ケー
ブルは、長尺の海底ケーブルに適用されることが多い。
このため超高圧直流送電用の長尺海底ケーブルとして
は、条長が極めて長くなることから、低粘度の絶縁油を
含浸した油加圧タイプの油浸絶縁ケーブルでは油圧の伝
播に限度があるため、ポリブテンなどの高粘度の絶縁油
を含浸した無油加圧タイプの油浸絶縁ケーブル、いわゆ
るMIND(Mass ImpregnatedNon
Draining)ケーブルが用いられることにな
る。
【0003】このようなMINDケーブルにあっては、
絶縁油が完全に含浸されている状態では良好な直流破壊
特性を示す。しかしながら、例えばヒートサイクルなど
が加わったりすると、温度上昇時に絶縁層に含浸されて
いる絶縁油が熱膨張により外部遮蔽層側に押し出され、
温度降下時には押し出された絶縁油が非加圧のために完
全に元に戻り切らず、冷却収縮に基づく脱油ボイド(気
泡)が油浸絶縁体中に生成することになる。また、この
ケーブルを高低差の激しい個所に布設した時にも重力に
よる絶縁油の移動により脱油ボイドが形成されることも
ある。
【0004】このヒートサイクルなどによる脱油ボイド
の生成を抑制するためには、さらに粘度の高い絶縁油を
使用し、温度上昇時においても絶縁油が油浸絶縁体中を
移動しにくいようにすることが考えられる。しかしなが
ら、このような高粘度の絶縁油を使用すると、ケーブル
製造時の含浸工程において含浸時間が長くなり、生産性
の点で難がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、直流油浸電力ケーブルにおいて、温度変動な
どによる脱油ボイドの生成を防止し、しかもケーブル製
造時において絶縁油の含浸が速やかに行えるようにする
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、油浸絶縁
体に含浸される高粘度絶縁油として、40℃での動粘度
が5000〜40000センチストークス(以下、cs
tと表す。)で、100℃での動粘度が100〜100
0cstであるものを用いることで解決され、この高粘
度絶縁油はベースオイルに平均分子量50〜300万の
ポリイソブチレンゴムを0.5〜5重量%添加し、溶解
したものが用いられる。
【0007】
【作用】このようなポリイソブチレンゴムを溶解した高
粘度絶縁油はチクソトロピック性(揺変性)を示し、剪
断力を与えると低粘度となり、静置すると高粘度とな
る。このため、ケーブル製造時の含浸工程では絶縁油を
攪拌しながら、含浸することで含浸を低粘度状態で行
え、速やかに含浸が進行し、一方含浸後は静置状態とな
るので高粘度状態となり、ヒートサイクルが加えられた
り、高低差の大きな布設がなされたりしても、これによ
る脱油ボイドの生成が防止できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明において用いられる高粘度絶縁油を構成するベー
スオイルとしては、ナフテン系鉱油、パラフィン系鉱
油、パラフィン系合成油、ナフテン系合成油などの絶縁
油であって、その40℃での動粘度が100〜1000
cstであり、100℃での動粘度が5〜100cst
程度であるものが用いられる。このベースオイルは、常
温では比較的高粘度であり、100℃付近の温度では比
較的低粘度となる温度特性の大きなものである。また、
なかでもナフテン系油が放電時のガス吸収性に富んでい
て好ましい。
【0009】このベースオイルの40℃での動粘度が1
00cst未満では、含浸は容易となるが、油の移動に
よる脱油も生じやすく、1000cstを越えると脱油
しにくくなるが含浸が困難となって不都合となる。ま
た、100℃での動粘度が5cst未満では含浸しやす
い油であるものの油の移動による脱油も行りやすくなり
となり、100cstを越えると含浸がしにくくとなっ
て不都合となる。ベースオイルは、1種のみならず、2
種以上の混合油であってもよく、要は上述の粘度条件を
満足するものであればどのようなものでもよい。
【0010】このベースオイルには、チクソトロピック
性を付与するためにポリイソブチレンゴムが添加、溶解
されて、揺変性の高粘度絶縁油とされる。これは、絶縁
油中でゴムの分子が互いにからみあってチクソトロピッ
ク性が表われるものである。ここで使用されるポリイソ
ブチレンゴムとしては、平均分子量が50万〜300万
の範囲のものが用いられる。ポリイソブチレンゴムの平
均分子量が50万未満では、ゴム分子のからみあいが弱
くなり、300万を越えるとベースオイルに対する溶解
性が低下して不都合となる。ポリイソブチレンゴムのベ
ースオイルへの添加量は、重量比で0.5〜5%とさ
れ、0.5%未満ではチクソトロピック性が発現せず、
5%を越えると溶解性が不足し、未溶解のゴムが残るこ
とがある。
【0011】ポリイソブチレンゴムのベースオイルへの
混合は、微粉化したゴムを加熱状態のベースオイルに投
入し、機械的に攪拌する方法などによって行われる。イ
ソブチレンゴムは1種のみならず、平均分子量の異なる
ものを2種以上適宜混合してベースオイルに添加するこ
とができる。
【0012】このようにして得られた揺変性の高粘度絶
縁油は、40℃での動粘度が5000〜40000cs
t、100℃での動粘度が100〜1000cstであ
り、かつ剪断力を与えると、例えば攪拌するとその粘度
が低下し、静置すればその粘度はほぼ元の値に復するも
のとなる。この揺変性は、温度が常温であっても、また
100℃を越える温度であっても程度の差はあるものの
発現する。このため、常温で静置状態にあるときは、ゲ
ル状態に近い高粘度となり、100℃を越える温度で攪
拌したときは、極めて低粘度のサラサラしたものとな
る。上記高粘度絶縁油の40℃および100℃での動粘
度が上記範囲外であると、含浸に長時間を要し、かつ脱
油ボイドが生じやすくなるなどの不都合を招く。
【0013】本発明の直流油浸電力ケーブルは、導体上
に絶縁紙を巻回し、これに上述の揺変性の高粘度絶縁油
を含浸してなる油浸絶縁体を有するものである。ここで
の絶縁紙としては、特に限定されないが、通常のクラフ
ト紙の他に直流特性の優れたプラスチックフィルムラミ
ネート紙を用いることが好ましい。プラスチックフィル
ムラミネート紙は、プラスチックフィルムの両面にクラ
フト紙を貼り合わせたものである。
【0014】このプラスチックフィルムとしては、ポリ
プロピレン、ポリ−4−メチルペンテン−1、ポリブデ
ン−1、ポリエチレンなどの無極性ポリオレフィンやテ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロポリプロピレン
共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体
などのフッ素樹脂からなる厚さ20〜150μmのもの
が用いられる。これらのなかでもポリプロピレンホモポ
リマーからなるものが好ましい。
【0015】また、プラスチックフィルムと貼り合せら
れるクラフト紙として、気密度が5000ガーレ秒以上
でかつ密度が0.70g/cm3以上の高気密度でかつ
高密度の層と、気密度が1000ガーレ秒以下でかつ密
度が0.70g/cm3以下の 低気密度でかつ低密度の
層とからなる多層構造のクラフト紙を用い、その低気密
度で低密度の層をプラスチックフィルムと接するように
貼り合わせたものが、プラスチックフィルムとクラフト
紙との接着強度を高めることができて好ましい。
【0016】また、プラスチックラミネート紙として、
巻回後の真空乾燥および絶縁油含浸を容易とし、その作
業時間を短縮するために、ラミネート紙の表面に微細な
凹凸を形成するエンボス処理を施したものやプラスチッ
クラミネート紙の表面の幅方向に微少な溝を多数形成し
たものなどを用いてもよい。
【0017】巻回状態の絶縁紙への揺変性の高粘度絶縁
油の含浸は、導体上に巻回された絶縁紙を予め真空乾燥
して、水分等を除去し、これに100℃程度に加熱した
上述の高粘度絶縁油を含浸させる方法などによって行わ
れるが、絶縁紙に絶縁油を浸透させる直前まで絶縁油を
攪拌するなどして低粘度状態としておくことが、含浸性
が向上して望ましい。
【0018】このような直流油浸電力ケーブルにあって
は、その油浸絶縁体に含浸される絶縁油として、ポリイ
ソブチレンゴムを溶解した高粘度でチクソトロピック性
を示すものを用いているので、ケーブルの常用使用温度
領域である20〜60℃の範囲内でのヒートサイクルが
加わったとしても、絶縁油が極めて高い粘度となってい
るため、油浸絶縁体内をほとんど移動することがなく、
ヒートサイクルによる脱油ボイドの生成は防止される。
【0019】また、このケーブルを海底ケーブルなどの
高低差の激しい箇所に布設しても、同様の理由により、
絶縁油が重力によって移動することがなく、ケーブルの
高い位置にある部分に脱油ボイドが生じることもない。
したがって、このケーブルでは、脱油ボイドに起因する
絶縁破壊特性の低下はなく、直流275kV以上の超高
圧送電用のMINDケーブルとして有用なものとなる。
【0020】さらに、上述の高粘度絶縁油は、100℃
前後では低粘度となり、攪拌することによりそのチクソ
トロピック性によってさらに低粘度のものとなる。この
ため、絶縁紙への含浸も比較的容易にかつ短時間で行う
ことができ、ケーブルの生産性が低下することもない。
【0021】以下、具体例を示す。 (実施例)表1に示すように、種々の動粘度のベースオ
イルに対し、種々の平均分子量のポリイソブチレンゴム
を添加、溶解して種々の動粘度の高粘度絶縁油Aないし
Dを作成した。また、ゴムを添加しないベースオイルの
みのものEも作成した。
【0022】
【表1】
【0023】径20mmの導体上に厚さ125μmのク
ラフト紙を巻回し、これに上記のAないしEの絶縁油を
約100℃に加熱して含浸し、厚さ5mmの油浸絶縁体
を設けた5種のモデルケーブルを作成した。これらモデ
ルケーブルに温度20℃−60℃のヒートサイクルを加
えたのち、その直流絶縁破壊電圧を測定した。また、絶
縁油の脱油性を評価した。結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】表2の結果から、本発明の電力ケーブルで
は、ヒートサイクルによる脱油ボイドの生成が防止され
て、絶縁破壊特性の低下がなく、しかもその製造時にお
ける絶縁油の含浸も容易であることがわかる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の直流油浸
電力ケーブルによれば、ケーブルにヒートサイクルが加
わったり、高低差の激しい箇所に布設されたりしても、
油浸絶縁体中に絶縁油の移動による脱油ボイドが生成す
ることがなく、絶縁破壊特性が低下することがない。こ
のため、この直流油浸電力ケーブルは、MINDケーブ
ルとして直流海底ケーブルなどに好適である。また、ケ
ーブルの製造時において、絶縁紙への絶縁油の含浸が速
やかに行われ、生産性が低下することもない。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 40℃での動粘度が5000〜4000
    0センチストークスで、100℃での動粘度が100〜
    1000センチストークスである高粘度絶縁油が、ベー
    スオイルに平均分子量50万〜300万のポリイソブチ
    レンゴムを0.5〜5重量%添加、溶解してなるもので
    あり、これを導体上に巻回された絶縁紙に含浸してなる
    油浸絶縁体を有することを特徴とする直流油浸電力ケー
    ブル。
  2. 【請求項2】 上記高粘度絶縁油がチクソトロピック性
    を示すことを特徴とする請求項1記載の直流油浸電力ケ
    ーブル。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0933786A1 (en) * 1998-02-03 1999-08-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Solid cable, manufacturing method thereof, and transmission line therewith
JP2009136147A (ja) * 2001-02-20 2009-06-18 Alois Pichler ケーブルコアをケーブルシースから取外す方法
JP2016519396A (ja) * 2013-04-05 2016-06-30 エービービー テクノロジー エルティーディー. 伝達システムのための混合固形絶縁材

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