JPH11111076A

JPH11111076A - 油浸電力ケーブル

Info

Publication number: JPH11111076A
Application number: JP26747397A
Authority: JP
Inventors: Koichi Iinuma; 浩一飯沼; Hiroyuki Miyata; 裕之宮田; Susumu Takahashi; 享高橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ケーブル製造時において高粘度絶縁油の含浸
を速やかに行うことができ、絶縁破壊特性が良好で、し
かも油浸絶縁体に用いられるプラスチックラミネート紙
において、クラフト紙とプラスチックフィルムとの接着
性が良好な油浸電力ケーブルを得る。【解決手段】プラスチックラミネート紙１を導体上に
巻回し、これに動粘度が４０℃において５０００〜４０
０００センチストークスであり、１００℃において１０
０〜１０００センチストークスである高粘度絶縁油を含
浸した油浸絶縁体を有する油浸電力ケーブルにおいて、
上記プラスチックラミネート紙１として、高気密度層２
ａと低気密度層２ｂとからなるクラフト紙２をプラスチ
ックフィルム３の両側に貼り合わせたものを用いること
によって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、クラフト紙に高粘度絶縁油を含浸
した絶縁体を有する無油加圧タイプの油浸絶縁ケーブ
ル、いわゆるＭＩＮＤ（ＭａｓｓＩｍｐｒｅｇｎａｔ
ｅｄＮｏｎＤｒａｉｎｉｎｇ）ケーブルが用いられ
ることになる。

【０００３】一方、油浸絶縁ケーブルの絶縁破壊特性を
向上させるために、絶縁紙として、ポリプロピレンなど
の無極性プラスチックフィルムの両面にクラフト紙を貼
り合わせたプラスチックラミネート紙が使われている。
これは、直流において電圧は抵抗で分担されることにな
り、プラスチックラミネート紙ではプラスチックフィル
ム層の絶縁抵抗がクラフト紙層の絶縁抵抗よりかなり大
きいために、絶縁破壊の弱点となる油隙（オイルギャッ
プ）と接するクラフト紙層の分担圧力が低減されるため
である。

【０００４】このようなプラスチックラミネート紙を絶
縁層に用いた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絶縁破壊特性を示
す。しかしながら、油浸絶縁体が絶縁油に常時浸漬され
た状態で使用されるため、プラスチックラミネート紙に
吸油膨潤が生じ、さらに油浸絶縁体に熱が加わると、吸
油膨潤が増加するとともに、クラフト紙とプラスチック
フィルムの接着強度が低下する不都合が生じる。

【０００５】また、例えばヒートサイクルなどが加わっ
たりした場合、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断層側に押し出され、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
に戻りきらず、冷却収縮に基づく脱油ボイド（気泡）が
生成することになる。このような脱油ボイドが生成した
油浸絶縁体では、いわゆるボイド放電が生じやすくな
り、絶縁破壊特性が低下する。

【０００６】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、特にプラ
スチックラミネート紙のクラフト紙層が高気密度のもの
である場合、絶縁油がクラフト紙層に含浸しにくくな
り、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、ケーブル生産性が低下する問題がある。

【０００７】

【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、ケーブル製造時において高粘度絶縁油の含浸
を速やかに行うことができ、絶縁破壊特性が良好で、し
かも油浸絶縁体に用いられるプラスチックラミネート紙
において、クラフト紙とプラスチックフィルムとの接着
性が優れた油浸電力ケーブルを得ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、油浸電力
ケーブルとして、プラスチックラミネート紙を導体上に
巻回し、これに動粘度が４０℃において５０００〜４０
０００センチストークスであり、１００℃において１０
０〜１０００センチストークスである高粘度絶縁油を含
浸した油浸絶縁体を有するものを用い、また上記プラス
チックラミネート紙としてクラフト紙をプラスチックフ
ィルムの両面に貼り合わせてなるものを用い、また上記
クラフト紙として気密度が５０００〜３００００ガーレ
秒でかつ密度が０．７５〜０．８５ｇ／ｃｍ³ の高気密
度層と、気密度が１０〜３００ガーレ秒でかつ密度が
０．５０〜０．７０ｇ／ｃｍ³ の低気密度層とからなる
多層構造であり、かつプラスチックフィルムに貼り合わ
せる側が低気密度層であるものを用いることによって解
決される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は本発明で用いられるプラスチックラミネート紙の
一例を示すもので、プラスチックラミネート紙１は、プ
ラスチックフィルム３と、その両側に貼り合わされたク
ラフト紙２からなるものである。

【００１０】クラフト紙２としては、高気密度でかつ高
密度である高気密度層２ａと、低気密度でかつ低密度で
ある低気密度層２ｂとからなる２層構造のものであり、
厚さが２０〜１００μｍのものが用いられる。また、ク
ラフト紙２としては、高気密度層２ａが気密度５０００
〜３００００ガーレ秒、好ましくは５０００〜１０００
０ガーレ秒でかつ密度０．７５〜０．８５ｇ／ｃｍ³ で
あり、低気密度層２ｂが気密度１０〜３００ガーレ秒で
かつ密度０．５０〜０．７０ｇ／ｃｍ³ であり、また高
気密度層２ａと低気密度層２ｂの厚みの比が０．２〜５
のものが用いられる。

【００１１】クラフト紙２の高気密度層２ａの気密度が
５０００ガーレ秒未満、または密度が０．７５ｇ／ｃｍ
³ 未満であると、絶縁破壊強度が低下するので好ましく
ない。また、気密度が３００００ガーレ秒を越える場
合、または密度が０．８５ｇ／ｃｍ³ を越える場合は、
ケーブル製造時の含浸工程において高粘度絶縁油がプラ
スチックラミネート紙に含浸するのに時間がかかり、ケ
ーブルの生産性が低下する。また、低気密度層２ｂの気
密度が１０ガーレ秒未満、または密度が０．５０ｇ／ｃ
ｍ³ 未満であると、クラフト紙が強度不足となる。ま
た、気密度が３００ガーレ秒を越える場合、または密度
が０．７０ｇ／ｃｍ³ を越える場合は、クラフト紙２と
プラスチックフィルム３との接着強度が低下する。

【００１２】クラフト紙２に高気密度層２ａを設けるこ
とにより、脱油が起こりにくくなるので、プラスチック
ラミネート紙の絶縁破壊特性が良好となる。また、低気
密度層２ｂは、表面が粗く、繊維間に隙間が多いので、
溶融フィルムがこの粗面の隙間に深く侵入するため、低
気密度層２ｂの側をプラスチックフィルム３と貼り合わ
せることにより、従来の１層のクラフト紙の場合に比
べ、クラフト紙２とプラスチックフィルム３との接着性
が向上する。

【００１３】プラスチックフィルム３としては、ポリプ
ロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブテン
−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。これらの中でもポリプロピレンホモポリマーか
らなるものが、クラフト紙との接着性、および得られる
ラミネート紙の絶縁破壊特性が高いことから好ましい。

【００１４】本発明で用いる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、プラスチックラミ
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
向に微小な溝を多数形成したものなどを用いてもよい。
また、クラフト紙として、２層構造のもの以外に３層以
上の多層構造からなるものを用いることもできる。

【００１５】また、本発明で用いられるプラスチックラ
ミネート紙の製造は、押出機のＴ型ダイスから溶融プラ
スチックフィルムを押し出し、フィルムが溶融状態にあ
るうちに、多層構造のクラフト紙をフィルムの両面に加
圧ロールで貼り合わせる方法で行われる。

【００１６】本発明の油浸電力ケーブルは、上記プラス
チックラミネート紙１を導体上に巻回し、これに高粘度
潤滑油を含浸して形成した油浸絶縁体を有するものであ
る。高粘度絶縁油としては、ナフテン系鉱油、またはナ
フテン系鉱油にポリイソブチレン、ポリブタジエンなど
のゴムや、ポリエチレンなどのプラスチック等のポリマ
ーを添加したものなどが用いられる。好適な市販品の例
としては、「Ｔ２０１５」（商品名、ダセックキャンベ
ル社）等を挙げることができる。また、上記高粘度絶縁
油としては、４０℃における動粘度が５０００〜４００
００ｃｓｔであり、１００℃における動粘度が１００〜
１０００ｃｓｔであるものが用いられる。

【００１７】高粘度絶縁油の４０℃における動粘度が５
０００ｃｓｔ未満ではヒートサイクルなどによる脱油ボ
イド生成を防止することが困難となり、４００００ｃｓ
ｔを越えると、脱油しにくくなるものの、高温としても
プラスチックラミネート紙１に含浸しにくくなる。ま
た、１００℃における動粘度が１００ｃｓｔ未満では含
浸工程が迅速化される点で好ましいが、脱油が起こりや
すくるので不都合であり、１０００ｃｓｔを越えるもの
では、ケーブル製造時にプラスチックラミネート紙１へ
の含浸が迅速に行われない。

【００１８】高粘度絶縁油のプラスチックラミネート紙
１への含浸は、巻回状態にあるプラスチックラミネート
紙１をあらかじめ真空乾燥し、水分等を除去した後、こ
れに９０〜１１０℃程度に加温した上記高粘度絶縁油を
含浸させる方法などによって行われる。

【００１９】このケーブル製造に際しては、高粘度絶縁
油の粘度は加温状態では十分に低下しており、さらに、
プラスチックラミネート紙１に使用されているクラフト
紙２の気密度は低く設定されているので、絶縁油がプラ
スチックラミネート紙１に浸透しやすく、含浸工程は速
やかに進行する。また、このような油浸電力ケーブルに
あっては、２０〜６０℃の常用温度領域では、絶縁油の
動粘度が非常に高く、この温度領域内での温度変化によ
っても脱油ボイドが生成されることはほとんどなく、脱
油ボイドに起因する絶縁破壊特性の低下が抑えられる。

【００２０】以下、具体例を示す。（具体例）以下に示す、３種（Ａ〜Ｃ）のポリプロピレ
ンラミネート紙を用意した。Ａ）クラフト紙（２重紙）が、高気密度層が気密度８０
００ガーレ秒、密度０．８０ｇ／ｃｍ³ であり、低気密
度層が気密度１０ガーレ秒、密度０．６５ｇ／ｃｍ³ で
あり、低気密度層の側をポリプロピレンフィルムに貼り
合わせたポリプロピレンラミネート紙。Ｂ）クラフト紙（２重紙）が、高気密度層が気密度７０
０００ガーレ秒、密度０．８０ｇ／ｃｍ³ であり、低気
密度層が気密度１０ガーレ秒、密度０．６５ｇ／ｃｍ³
であり、低気密度層の側をポリプロピレンフィルムに貼
り合わせたポリプロピレンラミネート紙。Ｃ）クラフト紙（１重紙）が、気密度３０００ガーレ
秒、密度０．７５ｇ／ｃｍ³ であり、これをポリプロピ
レンフィルムに貼り合わせたポリプロピレンラミネート
紙。

【００２１】ついで、導体断面積２０００ｍｍ² の導体
上に、導体側から順に下記構成の絶縁体を形成し、絶縁
厚さ１８ｍｍのケーブルコアを製造した。厚さ２００μｍクラフト紙巻回、０．５ｍｍ厚厚さ１２５μｍ上記ポリプロピレンラミネート紙巻
回、７ｍｍ厚厚さ１５５μｍ上記ポリプロピレンラミネート紙巻
回、１０ｍｍ厚厚さ２００μｍクラフト紙巻回、０．５ｍｍ厚なお、ポリプロピレンラミネート紙のポリプロピレン分
率は、いずれも４５重量％である。

【００２２】上記ケーブルコアを真空乾燥処理（温度１
２０℃、処理時間２４時間）を施した後、これに高粘度
絶縁油を１２０℃に加温して動粘度が１２０ｃｓｔにな
った状態で含浸し、含浸電力ケーブルとした。このとき
の含浸時間を表１に示す。なお、この含浸時間とは、含
浸開始から、ケーブルの静電容量が飽和に達するまでの
時間である。また、この高粘度絶縁油としては、ポリイ
ソブチレンを溶解した鉱油を用いた。ついで、油浸電力
ケーブルの正極性インパルス絶縁破壊電圧（Ｉｍｐ破壊
強度）を測定した。その結果を表１に示す。

【００２３】さらに、ポリプロピレンラミネート紙につ
いて、高粘度絶縁油に含浸させた後における、クラフト
紙とポリプロピレンフィルムとの接着強度（１８０度剥
離試験）を測定した。その結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１の結果から、本発明の気密度、密度条
件を満たすポリプロピレンラミネート紙Ａが用いられた
油浸電力ケーブルは、良好な絶縁破壊強度を示し、しか
もポリプロピレンラミネート紙Ｂが用いられたものに比
べ、高粘度絶縁油の含浸が迅速に行われていることがわ
かる。また、２層構造のクラフト紙を用いたポリプロピ
レンラミネート紙Ａは、１層のクラフト紙を用いたポリ
プロピレンラミネート紙Ｃに比べ、接着強度が向上して
いることがわかる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の油浸電力
ケーブルにあっては、プラスチックラミネート紙に用い
られるクラフト紙の気密度が低く設定されており、かつ
高粘度絶縁油の粘度が加温状態では十分低くなっている
ので、油浸電力ケーブルの製造時における高粘度絶縁油
の含浸工程が速やかに行われ、ケーブルの生産性を向上
させることができる。しかも、この油浸電力ケーブルに
あっては、２０〜６０℃の常用温度領域では、絶縁油の
動粘度が非常に高く、ヒートサイクルなどによる脱油ボ
イドを防止できるので、良好な絶縁破壊特性を示すもの
が得られる。また、この油浸電力ケーブルの油浸絶縁体
に用いられるプラスチックラミネート紙にあっては、ク
ラフト紙として、高気密度層と低気密度層とからなる多
層構造のものを用い、その低気密度層側をプラスチック
フィルムに貼り合わせているので、クラフト紙とプラス
チックフィルムとの接着性が優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられるプラスチックラミネート
紙の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・プラスチックラミネート紙、２・・・クラフト紙、２
ａ・・・高気密度層、２ｂ・・・低気密度層、３・・・プラスチ
ックフィルム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチックラミネート紙を導体上に巻
回し、これに動粘度が４０℃において５０００〜４００
００センチストークスであり、１００℃において１００
〜１０００センチストークスである高粘度絶縁油を含浸
した油浸絶縁体を有する油浸電力ケーブルであって、上記プラスチックラミネート紙が、クラフト紙をプラス
チックフィルムの両面に貼り合わせてなるものであり、
また上記クラフト紙が、プラスチックフィルムと接着す
る側が低気密度層であり、かつ接着しない側が高気密度
層であり、高気密度層が気密度５０００〜３００００ガ
ーレ秒でかつ密度０．７５〜０．８５ｇ／ｃｍ³ であ
り、低気密度層が気密度１０〜３００ガーレ秒でかつ密
度０．５０〜０．７０ｇ／ｃｍ³ であることを特徴とす
る油浸電力ケーブル。