JPH11313434A

JPH11313434A - 電力ケーブルの接続部用ゴム組成物および接続用スリーブ

Info

Publication number: JPH11313434A
Application number: JP10120244A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Takii; 斉瀧井; Tetsuji Ito; 哲二伊藤; Takeshi Kanno; 毅寒野
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】電力ケーブルの中間接続部あるいは終端接続
部に使用する接続用スリーブにおいて、施工する前に予
め拡径率を大きく取れるように低硬度で引張り伸び率が
大きく、かつ拡径およびその保持状態において裂けにく
く、施工後は界面密着力を保持できるよう永久伸びが小
さい組成物を提供する。【解決手段】ＥＰＤＭ(a)１００重量部に対して、焼
成クレー(b)５０〜１２０重量部、プロセスオイル(c)２
０〜５０重量部、ジクミルパーオキサイド(d)２〜４重
量部、硫黄(e)０．１〜１．０重量部、および、Ｎ−Ｎ'
−ｍ−フェニレンビスマレイミド(f)０．５〜３．０重
量部を含むゴム組成物、および焼成クレーの代わりにカ
ーボン(g)６０〜１００重量部を含むゴム組成物によ
り、前記の接続用スリーブを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送配電用ＣＶケー
ブル等のゴム・プラスチック電力ケーブルの中間接続部
あるいは終端接続部の差込式接続に使用する絶縁体用並
びに導電体用ゴム組成物およびこれらのゴム組成物から
形成される接続用スリーブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、送配電用ＣＶケーブル等のゴム・
プラスチック電力ケーブルの中間接続部あるいは終端接
続部には、電気的及び機械的な補強を目的として、複数
層の弾性ゴム材料からなるスリーブを使用した接続装置
あるいは終端装置が用いられている。このような装置に
おいて、もっとも重要な機能は、ケーブル絶縁被覆層の
外周面とスリーブ内周面との界面に放電等の原因となり
うるボイドが生じないように界面密着力を発生させる機
能である。このような機能をえるために、（イ）前記ス
リーブを軸方向にスプリングで圧縮しつづける、（ロ）
スリーブ内径を拡張した状態でケーブルコア外周上に装
着してスリーブの自己収縮力を利用してケーブルコア外
周上に密着せしめる等の手段が採用されている。

【０００３】後者の場合、単にスリーブの自己収縮力の
みで数１０年という長期にわたる使用期間中に界面密着
力が維持されることが要求される。また、この方式にお
いては、ケーブルコアに装着前にスリーブ内径を拡径
し、短くともケーブル導体の接続作業が終了するまでの
間、場合によっては１年前後拡径状態を維持しておく必
要がある。従って、簡便に拡径を行い、その状態を安価
で軽量な要素によって維持せしめるには、スリーブを主
に構成するゴム材料の硬度が低く、高い伸び率を保つと
ともに、拡径状態での引裂き強度が高く、かつ永久伸び
が小さいことが必要である。

【０００４】通常、このようなスリーブは複数層からな
っており、そのうちの少なくとも１層が絶縁性の弾性ゴ
ム材料からなり、他の層の内少なくとも１層は半導電性
の弾性ゴム材料からなることが一般的である。このよう
な弾性ゴム材料としては、電気特性的、耐候性等の点か
ら、エチレン・プロピレン・ジエン３元共重合体（以下
ＥＰＤＭと略称する）をベースとしたゴム組成物が使用
されている。しかし、この分野において、粘弾性特性を
高めたＥＰＤＭゴム組成物に関連するこれまでの技術
は、主に圧縮に対するクリープの低減を狙ったもので、
圧縮永久歪は優れているが、硬度や伸びの点で、前記
（ロ）の手段として採用するには、不十分であった。例
えば、特開平５−２６２９１２には、ＥＰＤＭベースの
ゴム組成物に特定のｐ−キノンジオキシム又はその誘導
体からなる添加剤を配合することにより、低硬度でゴム
弾性特性に優れた電気絶縁ゴム組成物が開示されている
が、硬度は５５〜６０前後の値であり、端末部品に使用
した場合の挿入性には問題がないとしても、（ロ）の用
途には必ずしも適してはいないと考えられる。

【０００５】スリーブの硬度を下げ、伸び率を高くする
ためには、ゴム組成物の配合剤でプロセスオイルの増
量、充填剤の減量あるいは架橋剤の減量等が考えられる
が、これらの方法は、拡径状態での引裂き強度や永久伸
び率を悪化させるため、前述の用途に利用するのは適切
でない。逆に、プロセスオイルの減量、充填剤の増量あ
るいは架橋剤の増量により、永久伸低減と引裂き強度向
上を図ることはできるが、ゴム組成物の硬度が上がり伸
び率が低下するため、拡径自体が困難になり、やはり前
述の用途には適切でない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電力
ケーブルの接続部に使用する弾性ゴム材料からなるスリ
ーブ（以下接続用スリーブと略称する）を形成するゴム
組成物において、接続用スリーブを施工する前に予め拡
径率を大きく取れるように低硬度で引張り伸び率が大き
く、かつ拡径およびその保持状態において裂けにくく、
施工後は界面密着力を保持できるよう永久伸が小さい組
成物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＥＰＤＭ
(a)１００重量部に対して、焼成クレー(b)５０〜１２０
重量部、プロセスオイル(c)２０〜５０重量部、ジクミ
ルパーオキサイド（以下ＤＣＰと略称する）(d)２〜４
重量部、硫黄(e)０．１〜１．０重量部、および、Ｎ−
Ｎ'−ｍ−フェニレンビスマレイミド（以下ＢＭと略称
する）(f)０．５〜３．０重量部を含むことを特徴とす
る電力ケーブル接続部絶縁体用ゴム組成物により、前記
の課題を解決することができることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００８】また、本発明者らは、前記ゴム組成物にお
いて焼成クレー(b)の代わりに、カーボン(g)６０〜１０
０重量部を含むことを特徴とする電力ケーブル接続部導
電体用ゴム組成物を提供する。

【０００９】さらに、本発明は、半導電性の内部導電
層、絶縁層および外部導電層から形成される電力ケーブ
ル接続用スリーブにおいて、当該内部導電層および当該
外部導電層が前記の電力ケーブル接続部導電体用ゴム組
成物から成り、当該絶縁層が前記の電力ケーブル接続部
絶縁体用ゴム組成物から成ることを特徴とする。

【００１０】本発明により前記の課題を解決できた理由
は、本発明のゴム組成物に含まれる架橋剤であるＤＣＰ
に架橋助剤である硫黄およびＢＭを加えることにより、
低硬度、高い伸び率、拡径時の高い引裂き強度および低
い永久伸という特性の間のバランスを取ることができた
ためと考えられる。従来技術においても、硫黄とＤＣＰ
あるいは硫黄とＢＭの組合せでゴム組成物の特性改善を
図る例はあったが、前記の特性間のバランスを取り、電
力ケーブルの中間接続部あるいは終端接続部に使用する
接続用スリーブに適した組成物は得られていなかった。

【００１１】接続用スリーブとしての総合的な特性を満
足するためには、絶縁性の弾性ゴム材料の場合、前記４
つの特性はそれぞれ、硬度３５〜５５、引張り伸び率８
００％以上、引裂き強度１５ｋｇ／ｃｍ²以上、永久伸
１５％以下であることが望ましい。また、接続用スリー
ブとしての総合的な特性を満足するためには、半導電性
の弾性ゴム材料の場合は、前記特性がそれぞれ、硬度３
５〜７０、引張り伸び率３００％以上、引裂き強度１５
ｋｇ／ｃｍ²以上、永久伸１５％以下、体積低抗率１×
１０⁴ｏｈｍ−ｃｍ以下であることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明につき詳述する。本発
明のゴム組成物のベースとして使用するＥＰＤＭは、通
常電力ケーブルの絶縁体として使用されるものが適して
いるが、エチレン比が６０％以下のものが好ましい。こ
の理由は、エチレン比が６０％以下であると、結晶性が
低くなって硬度とモジュラスが低下し、拡径が一層し易
くなるためである。

【００１３】本発明に用いる焼成クレーとしては、通常
電力ケーブル用の絶縁樹脂組成物に添加されるものであ
れば、問題なく使用できる。焼成クレーを配合すること
により、引張り伸び増大させながら引裂力を向上させる
ことができる。また、多量に添加しない限り、永久伸も
低く抑えることができる。配合量は範囲これらの特性バ
ランスを保つため、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、５
０〜１２０重量部が好ましい。５０重量部未満では、引
張り伸びが十分ではなく、１２０重量部を超えると永久
伸が悪化する。

【００１４】プロセスオイルは、硬度を低下させ引張り
伸び率を向上させる作用をするが、高粘度のパラフィン
系、ナフテン系、アロマ系いずれも使用できる。配合量
は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して２０〜５０重量部が
好ましい。配合量が５０重量部を越えると、オイルが成
形体表面にブリードしたり、他の構成材料へ移行したり
する問題が生じるとともに、引裂き強度が低下し永久伸
が大きくなるため、拡径後および施工後の特性が不十分
となる。配合量が２０重量部を下回ると、硬度が硬く引
張り伸び率が低いため、拡径が容易でなくなりかつ拡径
放置時割れが生じやすくなる。

【００１５】ＤＣＰの増量は、引裂き強度および永久伸
の向上に効果的であるが、過剰に添加すると引張り伸び
および強度面で悪影響が出る。配合量は、ＥＰＤＭ１０
０重量部に対して２〜４重量部が好ましい。４重量部を
超えると引張り伸びが低くなり１００％モジュラスが上
昇し、拡径に悪影響を及ぼすとともに拡径放置時割れが
生じやすくなる。２重量部未満では、引裂き強度と永久
伸が急激に悪化し、拡径時割れやすくまた成形品装着時
にクリープし易くなる。

【００１６】硫黄の添加により、引裂き強度を保持しな
がら、引張り伸びを向上させかつ永久伸を向上させるこ
とができる。配合量は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して
０．１〜１重量部が好ましい。０．１重量部未満では、
永久伸が大きくなり、１重量部を超えると、４つの特性
が頭打ちに成りブリードが生じるようになる。

【００１７】ＢＭの添加により、硬度および引張り伸び
を良好な範囲に保ちながら引裂き強度を向上させること
ができる。また、接続用スリーブに成形した後の拡径時
の耐割れ性を向上させることができる。配合量は、ＥＰ
ＤＭ１００重量部に対して０．５〜３重量部が好まし
い。３重量部を超えると引張り伸びが低下し１００％モ
ジュラスが上昇し、拡径に悪影響を及ぼす。０．５重量
部未満では、引裂き強度の改善度が小さく、接続用スリ
ーブに成形した後の拡径時の耐割れ性の改善が不十分と
なる。

【００１８】接続用スリーブを構成する半導電性の弾性
ゴム材料からなる層に添加するカーボンは、通常電力ケ
ーブルの内導あるいは外導に使用されるカーボンブラッ
クが使用できる。カーボンの配合量は、ＥＰＤＭ１００
重量部に対し、６０〜１００重量部が好ましい。カーボ
ン配合量が６０重量部を下回ると、電気抵抗が大きくな
りすぎ内導あるいは外導としての要求特性を満足できな
くなる。一方、カーボン配合量が１００重量部を超える
と、硬く伸びが小さくなるため、拡径が困難となる。

【００１９】本発明のゴム組成物には、通常使用される
配合剤として、ワックス、無機充填剤、老化防止剤、金
属酸化物、可塑剤等を添加することができる。

【００２０】本発明のゴム組成物は、通常使用される混
練ロール、バンバリーミキサー、混練ニーダー等のコン
パウンディング設備で混合し、プレス成形機、射出成形
機等により所定の設計に従って接続用スリーブとして成
形することができる。

【００２１】図1は、電力ケーブルの接続部に本発明の
接続用スリーブを装着した状態の断面を模式的に例示し
たものである。本発明になる接続用スリーブ１は、絶縁
層２とこれを挟んで一体化した内部導電層３および外部
導電層４から構成されており、防護管１０により全体が
覆われている。図２は、前記接続用スリーブ１ａの拡径
する前の状態（１）と拡径した後の状態（２）を示す。
前記のようにして成形した接続用スリーブ１ａに、拡径
パイプ５ａを挿入する。拡径は、予め工場で行なう場合
と、施工現場で行なう場合がある。図３は、前記接続用
スリーブ１ｂを、ケーブルの接続部に装着する方法の概
略を例示したものである。状態（１）において、予め工
場で拡径した接続用スリーブ１ｂを、ケーブル接続部に
挿入しておき、接続作業を完了させる。あるいは、接続
用スリーブ１ｂを施工現場で拡管する場合もある。状態
（２）において、当該接続用スリーブを接続部中央に移
動させ、拡径パイプ５ｂを矢印の方向に両側へ引き抜
き、接続部に密着させ装着する。

【００２２】

【実施例】以下に例をあげて本発明につき更に具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定される
ものではない。なお、以下の例における特性の評価方法
は、次の通りである。まず、評価用試料は、６インチロ
ールにて１２０℃で１０分混練後、１６０℃で３０分上
記プレスにて加硫し、２ｍｍ厚のシートを作製した。こ
のシートに関しては、次に示す試験を行って評価した。（１）硬度試験：ＪＩＳＫ６３０１に基づき、Ａ型デュ
ロメーターを用いて、加圧５秒後の値を測定した。（２）引張り試験：ＪＩＳＫ６２５１に基づき、３号形
ダンベルを５００ｍｍ／分の速度で引張り、破断時の伸
び率、抗張力および１００％モジュラスを評価した。（３）引裂き試験：ＪＩＳＫ６２５２に基づき、Ｂ型切
込みありアングル型試験片にて、５００ｍｍ／分の速度
で引張り、引裂き強度を求めた。（４）永久伸試験：ＪＩＳＫ６３０１に準じ、３号形ダ
ンベルを用いて３００％伸長し、開放１０分後の標線間
距離の変化を測定し、伸長前の距離に対する伸び率で評
価した。（５）導電性試験：日本ゴム協会標準規格「導電性ゴム
およびプラスチックの体積抵抗率試験方法」ＳＲＩＳ
２３０１の３．２ホイトストンブリッジ法に基づき、厚
さ０．５〜１．０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、幅２０ｍｍの試
験片の両端から５ｍｍまでに導電性塗料を塗布して電極
とし、それにホイトストンブリッジをつなぎ、体積抵抗
率を測定・評価した。

【００２３】また、本発明の接続用スリーブについて、
拡径試験を行なった。接続用スリーブは、図２（１）に
縦断面を示す構造で、絶縁層２ａ、内部導電層３ａおよ
び外部導電層４ａからなり、図２（２）に示すように拡
径パイプ５ａを用いて拡径し、拡径したままの状態で７
０℃の恒温槽に保持し、割れが発生するまでの日数で評
価した。

【００２４】実施例１〜５４および比較例１〜５３は、
表１〜表６に示す材料配合にて、前記の方法で２ｍｍ厚
のプレスシートを作製し、評価試験を行なった例を示
す。評価結果を表１〜表６に示す。（実施例１〜５、比較例１〜３）実施例１〜５および比
較例１〜３（表１）は、ＥＰＤＭ１００重量部に対し焼
成クレーを１０〜１３０重量部の範囲で変量させた例で
あるが、焼成クレー増量により引張り伸びが増大し、引
裂力を向上させることができるが、永久伸は大きくなる
傾向がある。

【００２５】（実施例１１〜１６、比較例１１〜１３）
実施例１１〜１６および比較例１１〜１３（表２）は、
ＥＰＤＭ１００重量部に対しプロセスオイルを５〜６０
重量部の範囲で変量させた例であるが、プロセスオイル
増量により硬度を低下させ引張り伸びを増大させること
ができるが、引裂力が低下し永久伸は大きくなる傾向が
ある。

【００２６】（実施例２１〜２４、比較例２１〜２４）
実施例２１〜２４および比較例２１〜２４（表３）は、
ＥＰＤＭ１００重量部に対しＤＣＰを０．５〜６重量部
の範囲で変量させた例である。ＤＣＰを増量すると、永
久伸は低下するが、引張り伸びが低下し１００％モジュ
ラスが上昇する。引裂き強度も向上するが３〜４重量部
で頭打ちとなる。

【００２７】（実施例３１〜３５、比較例３１〜３２）
実施例３１〜３５および比較例３１〜３２（表４）は、
ＥＰＤＭ１００重量部に対し硫黄を０〜２重量部の範囲
で変量させた例である。硫黄増量により、永久伸を低下
させることができる。

【００２８】（実施例４１〜４５、比較例４１〜４２）
実施例４１〜４５および比較例４１〜４２（表５）は、
ＥＰＤＭ１００重量部に対しＢＭを０〜５重量部の範囲
で変量させた例である。ＢＭ添加により、引裂力を向上
させることができる。ＢＭ添加量が０の場合、硬度・引
張り伸び・引裂き強度・永久伸の４特性は望ましい範囲
を示すが、後述する拡径試験結果では８日で割れが発生
する。接続用スリーブとして成形・拡径時の耐割れ性に
ＢＭが何らかの好影響を与えていると考えられる。

【００２９】（実施例５１〜５４、比較例５１〜５３）
実施例５１〜５４および比較例５１〜５３（表６）は、
焼成クレーの代わりにカーボンを添加した内部導電層お
よび外部導電層に使用する導電性のゴム組成物の例であ
る。カーボン増量により、硬度が上昇し引張り伸びが低
下する。引裂力は向上するが６０〜７０重量部で頭打ち
になり、更に増量すると低下する傾向がある。カーボン
増量により、組成物が脆くなるためと考えられる。６０
重量部未満では、体積抵抗率が１０⁴ｏｈｍ−ｃｍを超
え導電性が不十分となる。

【００３０】（実施例６１、比較例６１、参考例６１〜
６３）実施例６１、比較例６１および参考例６１〜６３
は、表７の配合を用いて接続用スリーブを成形し拡径試
験を行なった結果である。成形した接続用スリーブの寸
法は、外径６０ｍｍφ、内径２４ｍｍφ、中央部の内部
導電層の厚さ７ｍｍ、絶縁層の厚さ８ｍｍ、外部導電層
の厚さ３ｍｍ、長さ３７０ｍｍのものを使用した。拡径
は４８ｍｍφの拡径パイプを用いて、図２に示した方法
で行い、拡径したままの状態で７０℃の恒温槽に保持
し、割れが発生するまでの日数で評価した。評価結果を
表７に示す。実施例６１では、３０日間後も割れは発生
しないのに対し、絶縁層にＢＭを添加していない比較例
６１では８日で割れが発生している。参考例６１は絶縁
層として実施例６１と同じ材料を用いた例であるが、内
部導電層および外部導電層が硫黄およびＢＭを欠いてい
る。また、参考例６２および６３は内部導電層および外
部導電層として実施例６１と同じ材料を用いた例である
が、絶縁層が硫黄とＢＭを欠くか、硫黄のみを欠いてい
る。これらの参考例はいずれも３０日に達する前に割れ
が発生している。これらの結果から、ＤＣＰ、硫黄およ
びＢＭの併用が接続用スリーブ拡径時の耐割れ性改善に
大きく寄与することがわかる。

【００３１】以下の表で、注記した材料を次に示す。注１）ＥＰＤＭ(Ａ)：住友化学工業社製、エチレンプロ
ピレンゴムＥＳ５０１Ａ、エチレン比：５０注２）ＥＰＤＭ(Ｂ)：住友化学工業社製、エチレンプロ
ピレンゴムＥＳ５０５Ａ、エチレン比：５２．５注３）焼成クレー、Engelhard Minerals Corp.社製、ト
ランスリンク３７クレー、珪酸アルミニウム、平均粒径
１．４μｍ、比重２．６３、水分０．５％以下注４）カーボンブラック(Ｃ)、東海カーボン社製、シー
スト３００、平均粒径２５〜２９ｍμ、比重１．８注５）カーボンブラック(Ｄ)、旭カーボン社製、旭＃１
５、平均粒径１２２ｍμ、比重１．８注６）プロセスオイル(Ｅ)、出光興産社製、ＰＷ３８
０、パラフィン系、比重０．８７６９、４０℃粘度３８
１．６ＣＳｔ注７）プロセスオイル(Ｆ)出光興産社製、ＮＷ２８０、
ナフテン系、比重０．９２２２、４０℃粘度２３７．７
ＣＳｔ注８）住友化学工業社製、スミファインＢＭ注９）川口化学社製、アンテージＭＢ、２−メルカプト
ベンズイミダゾール、比重約１．４２注10）精工化学社製、ノンフレックスＲＤ、２，２，４
−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリンの重化合物、
比重約１．１注11）吉富化学社製、トミノックスＴＴ、テトラキス−
[メチレン−３−（３’、５’−ジ第三ブチル−４’−
ヒドロキシフェニル）プロピオネート]メタン注12）理研ビタミン社製、エマスター５１０Ｐ注13）光明丹、Ｐｂ３Ｏ４、粒径１．５〜４μｍ、比重
約３注14）亜鉛華３号、ＺｎＯ

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】

【表５】

【００３７】

【表６】

【００３８】

【表７】

【発明の効果】本発明によれば、送配電用ＣＶケーブル
等のゴム・プラスチック電力ケーブルの中間接続部ある
いは終端接続部に使用する接続用スリーブに適した、ゴ
ム組成物を得ることができる。この組成物を使用して成
形した接続用スリーブは、施工する前に予め拡径率を大
きく取れるように低硬度で引張り伸び率が大きく、かつ
拡径およびその保持状態において裂けにくく、施工後は
界面密着力を保持できるので、これにより、施工現場に
おける作業が容易で、長期的な信頼性の高い差込接続を
可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のゴム組成物から成形した接続用スリー
ブを装着した電力ケーブル接続部を模式的に表した縦断
面図である。

【図２】本発明のゴム組成物から成形した接続用スリー
ブを拡径する方法を模式的に表した縦断面図である。

【図３】本発明のゴム組成物から成形した接続用スリー
ブを接続部に装着する方法を模式的に表した平面図であ
る。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ：本発明になる接続用スリーブ２、２ａ：接続用スリーブの、絶縁性ゴムよりなる絶縁
層３、３ａ：接続用スリーブの、半導電性ゴムよりなる内
部導電層４、４ａ：接続用スリーブの、半導電性ゴムよりなる外
部導電層５ａ、５ｂ：拡径パイプ６、６ｂ：ケーブル導体接続部７、７ｂ：ケーブル絶縁層８、８ｂ：ケ−ブル外部導電層９ｂ：ケーブルシース１０：防護管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレン・プロピレン・ジエン３元共重
合体(a)１００重量部に対して、焼成クレー(b)５０〜１
２０重量部、プロセスオイル(c)２０〜５０重量部、ジ
クミルパーオキサイド(d)２〜４重量部、硫黄(e)０．１
〜１．０重量部、および、Ｎ−Ｎ'−ｍフェニレンビス
マレイミド(f)０．５〜３．０重量部を含むことを特徴
とする電力ケーブル接続部絶縁体用ゴム組成物。
【請求項２】前記焼成クレー(b)の代わりに、導電性
カーボンブラック(g)６０〜１００重量部を含むことを
特徴とする電力ケーブル接続部導電体用ゴム組成物。
【請求項３】半導電性の内部導電層、外部導電層およ
び絶縁層からなる電力ケーブル接続用スリーブにおい
て、当該内部導電層および外部導電層が請求項２記載の
電力ケーブル接続部導電体用ゴム組成物から成り、当該
絶縁層が請求項１記載の電力ケーブル接続部絶縁体用ゴ
ム組成物から成ることを特徴とする電力ケーブル接続用
スリーブ。