JPH11232942A

JPH11232942A - 直流電力ケーブルおよびその製法

Info

Publication number: JPH11232942A
Application number: JP3187298A
Authority: JP
Inventors: Koichi Iinuma; 浩一飯沼; Akinobu Ono; 朗伸小野; Toru Nakatsuka; 徹中司; Hiroyuki Miyata; 裕之宮田; Susumu Takahashi; 享高橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】直流電力ケーブルの絶縁破壊強度を高めるた
め、架橋ポリエチレンなどからなる絶縁体へのカーボン
ブラックなどの充填剤の添加量を増量しても、長時間に
わたる絶縁体の押出被覆作業を安定して行うことができ
るようにする。【解決手段】中間接続部や終端接続部に用いられるこ
とになるケーブルの両端部分を押出被覆する際には充填
剤を増量し、ケーブルのこれ以外の中間部分を押出被覆
する際には、充填剤を減量する。

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、直流送電に用い
られる電力ケーブルおよびその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】導体上に架橋ポリエチレンからなる絶縁
体を設けた直流用架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルが
知られている。この種の電力ケーブルでは、直流送電に
起因して絶縁体内に空間電荷が蓄積し、これによってそ
の絶縁破壊強度が低下することがある。この絶縁破壊強
度の低下を防止するために、絶縁体中にカーボンブラッ
クなどの充填剤を少量分散して空間電荷の蓄積を防止す
ることが提案されている。

【０００３】一方、電力ケーブルの終端接続部および中
間接続部の形成は、人手に頼る作業によって行われるた
め、ケーブル本体よりも余裕のある設計、仕様が要求さ
れ、直流電力ケーブルの絶縁破壊強度も、少なくともこ
れら接続部となる部位では高い値を保持するように求め
られている。このような絶縁破壊強度の向上の要求を満
たすものとして、絶縁体中に添加される充填剤の添加量
を若干増量することで、電力ケーブル全体（全長）の絶
縁破壊強度を高めることが考えられる。

【０００４】ところで、架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
ブルの製造は、低密度ポリエチレンと架橋剤（有機過酸
化物）と充填剤とからなるコンパウンド（混和物）を、
押出機のポッパに投入し、加熱溶融してクロスヘッドダ
イにおいて、導体上に絶縁体として押出被覆し、さらに
加熱して架橋させる方法によって行われている。この方
法において、絶縁体中に含まれる異物を極力減少させる
ために、押出機のシリンダの出口部分に異物を濾別する
ための複数枚の目の細い金網（メッシュ）が重ねて取り
付けられている。

【０００５】このような押出機による押出被覆作業の
際、コンパウンド中に含まれる充填剤の量を多くする
と、押出時間が長い場合には、充填剤が金網の目にひっ
かかり、目詰まりをおこし、押出作業が正常に行われな
くなり、長さ数ｋｍ以上にもおよぶ長尺の電力ケーブル
を連続して製造することが困難となる。

【０００６】

【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、直流電力ケーブルの絶縁破壊強度を高めるた
め絶縁体への充填剤の添加量を多くしても、長時間にわ
たる押出作業を安定して行うことができ、長尺の直流電
力ケーブルを連続して製造するようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、直流電力
ケーブルの中間接続部や終端接続部となるケーブルの両
端部分を押出被覆する際には充填剤の添加量を増量し、
ケーブルのこれ以外の中間部分を押出被覆する際には、
充填剤の添加量を減量することによって解決される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の直流電力ケーブルの製法は、導体上に充填剤を
添加した樹脂組成物を押出被覆して絶縁体を形成し、長
尺のケーブルを製造するに際して、押出被覆作業の始期
において充填剤を多く配合し、ついで中間期において充
填剤を減量し、さらに終期において再び充填剤を多目に
配合するものである。

【０００９】直流電力ケーブルの絶縁体をなす樹脂組成
物のベースポリマーとしては、低密度ポリエチレンなど
のポリエチレンが主に使用されるが、これに限られるこ
とはなく、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレ
ン系重合体が使用される。また、充填剤としては、アセ
チレンブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラ
ック、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、などが用
いられ、平均粒径が５０μｍ以下、好ましくは２５μｍ
以下の微粒で、粒径が揃ったもので、かつ再凝集しにく
いものが好ましい。

【００１０】また、絶縁体は、架橋されていてもよく、
このための架橋剤としては、ジクミルパーオキイド、
２，５−ジメチルジターシャリーブチルペルオキルヘキ
サンなどの有機過酸化物が用いられる。架橋剤の添加量
は、上記ベースポリマー１００重量部に対して０．５〜
３重量部程度とされる。また、必要に応じてトリアリル
イソシアヌレートなどの架橋助剤を配合することもでき
る。また、架橋剤には金属イオンなどの不純物を含まな
いものが好ましい。

【００１１】このようなベースポリマー、充填剤、架橋
剤などからなるコンパウンドを用意し、押出機に供給
し、加熱溶融し、クロスヘッドダイにおいて導体上に押
出被覆して絶縁体を形成する点は、従来の製法と同様で
あるが、本発明ではこの押出被覆作業の始期において充
填剤を多く添加する。ここでの始期とは、押出被覆作業
開始後、押出被覆された長さが製品長として肉厚が安定
しはじめて、３０〜５００ｍ程度、通常は３０〜５０ｍ
程度となるまでの時間を言う。

【００１２】また、押出被覆作業の始期での充填剤の添
加量は、むやみに多くすると絶縁体のインパルス絶縁破
壊強度の低下を招くので、適量とすべきであり、充填剤
がカーボンブラックであればベースポリマー１００重量
部に対して０．５〜１重量部程度、充填剤が酸化マグネ
シウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物ではベース
ポリマー１００重量部に対して１０〜２０重量部程度と
される。この程度の充填剤添加量で十分な絶縁破壊強度
が得られる。充填剤の増量は、押出機に供給されるコン
パウンドとして、充填剤量の多いものを用いることで行
うことができる。

【００１３】ついで、押出被覆作業の中間期に入ると、
押出機に供給するコンパウンドとして、その充填剤の量
が始期で用いられるものに比べて減量したものを使用
し、押出被覆される絶縁体中の充填剤の配合量が始期に
おけるそれに比べて少ないケーブルを製造する。この中
間期での充填剤の添加量は、カーボンブラックでは０〜
０．５重量部程度とされ、金属酸化物では２〜１０重量
部程度とされる。この中間期は、押出被覆部分の長さが
数１００ｍ以上、場合によって１０ｋｍを超える長距離
となる時間を言う。この中間期で製造された電力ケーブ
ルでは、絶縁体中の充填剤の配合量は始期でのものに比
べて少量となり、これに伴って絶縁体中の絶縁破壊強度
も若干低下するが、この部分は中間接続部や終端接続部
にはならないので、実用上問題となることはない。

【００１４】ついで、中間期の押出被覆作業が終了した
ら、終期の作業となる。ここでの終期とは、押出被覆部
分の長さが約３０〜５００ｍ程度となり、ケーブルの終
端までを製造する時間を言う。この終期では、絶縁体中
の充填剤の配合量を中間期でのそれよりも増加するよう
に、充填剤の添加量の増加したコンパウンドを用いて押
出被覆作業を進める。終期での充填剤の増加量は、始期
での添加量とほぼ同様とされるが、多少変化してもよ
い。

【００１５】以上のような製造方法によって製造された
電力ケーブルにあっては、その絶縁体中の充填剤の存在
量が、図１に示すように、上記始期に対応する先端部Ａ
および終期に対応する終端部Ｂでは多く、上記中間期に
対応する中間部Ｃでは、これよりも少なくなっている。

【００１６】このような直流電力ケーブルの製造方法に
よれば、押出被覆作業の始期および終期に要する時間が
全体の押出被覆作業の時間に対して微かなものとなるの
で、この両方の時期において充填剤が多く添加されてい
ても、この充填剤が押出機の金網（メッシュ）に詰まる
可能性はほとんどない。また、長時間を必要とする中間
期では充填剤が少量となっているので、押出被覆作業時
間が長くとも、充填剤による金網（メッシュ）の目詰ま
りの可能性はほとんどない。このため、数ｋｍ以上にも
わたる長尺の直流電力ケーブルを安定して製造すること
ができる。

【００１７】また、このようにして得られた直流電力ケ
ーブルでは、その先端部Ａおよび終端部Ｂにおいて、絶
縁体に必要十分な量の充填剤が添加され、この部分Ａ，
Ｂの絶縁破壊強度が高くなっており、中間部Ｃにおいて
は絶縁体中の充填剤が少なく、両端部Ａ，Ｂに比べて若
干低めの絶縁破壊強度を示すものとなる。このため、こ
のケーブルの先端部Ａおよび終端部Ｂを中間接続部や終
端接続部に用いることで形成される中間接続部や終端接
続部は、高い絶縁破壊強度を有するものとなり、これら
接続部の信頼性が高いものとなる。

【００１８】また、本発明では、押出被覆作業の始期か
ら中間期にかけての、あるいは中間期から終期にかけて
の充填剤の添加量を１段階に限らず、多段階にわけて増
量もしくは減量させてもよく、連続的に変化させてもよ
い。さらに、上述の製法を、導体上に内部半導電層、絶
縁体および外部半導電層を同時三層押出被覆する方法に
も同様に適用できる。

【００１９】以下、具体例を示す。（実験例）低密度ポリエチレン１００重量部、ジクミル
パーオキサイド２．０重量部および表１に示す充填剤か
らなるコンパウンドを用い、口径２５ｍｍの押出機（ス
クリュー回転数３０ｎｐｍ）により外径２５ｍｍの長尺
の棒状物を押出成形した。押出機の金網（メッシュ）に
は、４０／１２０／３５０／５００／２５０／５００／
３５０／１２０／４０メッシュのステンレス鋼線メッシ
ュの９枚重ねのものを使用した。表１には、サンプル番
号、充填剤の種類、棒状物の各部の長さおよびこれら各
部に対応する充填剤の添加量（重量部）をまとめて示し
た。

【００２０】

【表１】

【００２１】また、比較のため、低密度ポリエチレン１
００重量部、ジクミルパーオキイド２．０重量部、カー
ボンブラック０．８重量部からなるコンパウンドおよび
低密度ポリエチレン１００重量部、ジクミルパーオキサ
イド２．０重量量、酸化マグネシウム１８重量部からな
るコンパウンドを最初から最後まで使用し、長さ５１ｋ
ｍの棒状物（サンプル５および６）を押出成形した。

【００２２】その結果、サンプル１ないし４のもので
は、押出作業は問題なく、長時間連続して安定に実施で
きた。これに対してサンプル５および６のものでは、押
出作業中にシリンダ内の樹脂圧が増大し、押出量を一定
に保つことが困難であった。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば長
尺の直流電力ケーブルを製造する際に、その押出被覆作
業の始期および終期における絶縁体への充填剤の添加量
を中間期における添加量よりも増量し、得られた電力ケ
ーブルの先端部および終端部での絶縁体への充填剤の添
加量を中間部のそれよりも増加したものであるので、長
さが数１０ｋｍにも及ぶ長尺の電力ケーブルを安定して
連続して製造することができる。また、電力ケーブルの
先端部および終端部の絶縁破壊強度が高くなるので、こ
の部分を用いて形成される終端接続部や中間接続部は、
信頼性の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直流電力ケーブルの各部における絶
縁体への充填剤の添加量の変化状態を示す図表である。

フロントページの続き (72)発明者宮田裕之東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者高橋享東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体上に充填剤を添加した樹脂組成物を
連続して押出被覆して絶縁体を形成することにより長尺
の直流電力ケーブルを製造するに際して、押出被覆作業の始期および終期における充填剤の樹脂組
成物への添加量を、中間期における添加量よりも増加さ
せることを特徴とする直流電力ケーブルの製法。
【請求項２】充填剤が配合された絶縁体を有する長尺
の直流電力ケーブルであって、その両端部における絶縁体中の充填剤の配合量を中間部
における絶縁体中の充填剤の配合量よりも多くしたこと
を特徴とする直流電力ケーブル。