JPH11353942A - 電力ケーブル - Google Patents
電力ケーブルInfo
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- JPH11353942A JPH11353942A JP16358098A JP16358098A JPH11353942A JP H11353942 A JPH11353942 A JP H11353942A JP 16358098 A JP16358098 A JP 16358098A JP 16358098 A JP16358098 A JP 16358098A JP H11353942 A JPH11353942 A JP H11353942A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的特性や加工特性が優れ、しかも電力ケ
ーブルの温度が常温から１３０℃付近までの間で、体積
抵抗率の値が１０5 Ω-cm 付近にあり、且つ体積抵抗率
の変化幅が小さい半導電層を備えた電力ケーブルを提供
する。 【解決手段】 本発明の電力ケーブルは、シングルサイ
ト触媒を用いて得られた融点１００℃以下のエチレン系
樹脂１００重量部に対して、ジブチルフタレート吸油量
が１００ml／１００ｇ乃至１６０ml／１００ｇの範囲に
あり、且つ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以下である導電性カ
ーボンブラック５０重量部以上１００重量部未満を配合
した組成物からなる半導電層を、架橋ポリエチレン絶縁
層の内側又は外側の少なくとも一方に設けたことを特徴
とする。
ーブルの温度が常温から１３０℃付近までの間で、体積
抵抗率の値が１０5 Ω-cm 付近にあり、且つ体積抵抗率
の変化幅が小さい半導電層を備えた電力ケーブルを提供
する。 【解決手段】 本発明の電力ケーブルは、シングルサイ
ト触媒を用いて得られた融点１００℃以下のエチレン系
樹脂１００重量部に対して、ジブチルフタレート吸油量
が１００ml／１００ｇ乃至１６０ml／１００ｇの範囲に
あり、且つ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以下である導電性カ
ーボンブラック５０重量部以上１００重量部未満を配合
した組成物からなる半導電層を、架橋ポリエチレン絶縁
層の内側又は外側の少なくとも一方に設けたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電力ケーブルに関
し、特に架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルにおいて、
電界集中や部分放電による絶縁破壊を防止するために設
けられる半導電層の性能を改良した電力ケーブルに関す
る。
し、特に架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルにおいて、
電界集中や部分放電による絶縁破壊を防止するために設
けられる半導電層の性能を改良した電力ケーブルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電力ケーブル、特に１ｋＶ級以上のケー
ブルは絶縁体として架橋ポリエチレン被覆を設けた線心
が用いられており、この線心の外側に金属テープなどの
外部遮蔽層を設けたのち、更に必要に応じて所望の数の
線心を収束して保護被覆などを設けるか、或いは保護被
覆などを設けた線心を更に収束して構成されるのが、そ
の一般的な構造である。このような電力ケーブルにおい
ては、導体表面上での電界集中の緩和や、導体と絶縁層
の間及び絶縁層と外部遮蔽層の間の部分放電の防止のた
めに、絶縁層の内側と外側の少なくとも一方に半導電層
が設けられている。
ブルは絶縁体として架橋ポリエチレン被覆を設けた線心
が用いられており、この線心の外側に金属テープなどの
外部遮蔽層を設けたのち、更に必要に応じて所望の数の
線心を収束して保護被覆などを設けるか、或いは保護被
覆などを設けた線心を更に収束して構成されるのが、そ
の一般的な構造である。このような電力ケーブルにおい
ては、導体表面上での電界集中の緩和や、導体と絶縁層
の間及び絶縁層と外部遮蔽層の間の部分放電の防止のた
めに、絶縁層の内側と外側の少なくとも一方に半導電層
が設けられている。
【０００３】こうした半導電層は、体積抵抗率が概ね１
０5 Ω-cm 以下であることが要求されるので、ポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）などのポリ
オレフィン系樹脂に、導電性カーボンブラックを配合し
て得た半導電性樹脂組成物を用いて、押出成形により形
成されることが多かった。しかしその一方で、電力ケー
ブルは通電により導体が発熱するために、環境温度より
も高温になるのが普通であり、更に通電量の変化に伴う
導体温度の変化により、半導電層の体積抵抗率が変化す
ることが避けられず、半導電層としての必要な導電性が
得られなくなる場合があった。
０5 Ω-cm 以下であることが要求されるので、ポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチ
レン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）などのポリ
オレフィン系樹脂に、導電性カーボンブラックを配合し
て得た半導電性樹脂組成物を用いて、押出成形により形
成されることが多かった。しかしその一方で、電力ケー
ブルは通電により導体が発熱するために、環境温度より
も高温になるのが普通であり、更に通電量の変化に伴う
導体温度の変化により、半導電層の体積抵抗率が変化す
ることが避けられず、半導電層としての必要な導電性が
得られなくなる場合があった。
【０００４】これに対して、半導電層の体積抵抗率の変
化幅を小さくするために、半導電層用組成物中のカーボ
ンブラックの使用量を多くする方法があるが、機械的特
性が低下するばかりでなく押出加工性も低下する欠点が
ある。また温度の上昇に伴う体積抵抗率の上昇を抑制す
るための添加剤として、亜リン酸アルキルエステルなど
を配合する方法が提案されている（特開平４−２５５７
３６号）が、これも押出加工性の低下は免れない。
化幅を小さくするために、半導電層用組成物中のカーボ
ンブラックの使用量を多くする方法があるが、機械的特
性が低下するばかりでなく押出加工性も低下する欠点が
ある。また温度の上昇に伴う体積抵抗率の上昇を抑制す
るための添加剤として、亜リン酸アルキルエステルなど
を配合する方法が提案されている（特開平４−２５５７
３６号）が、これも押出加工性の低下は免れない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような事情におい
て、本発明は機械的特性や加工特性が優れていて、しか
も電力ケーブルの使用時の温度が１３０℃付近まで上昇
しても、体積抵抗率の値が１０5 Ω-cm 付近にあって、
且つ体積抵抗率の変化幅が小さい半導電層を備えた電力
ケーブルを提供することを目的とした。
て、本発明は機械的特性や加工特性が優れていて、しか
も電力ケーブルの使用時の温度が１３０℃付近まで上昇
しても、体積抵抗率の値が１０5 Ω-cm 付近にあって、
且つ体積抵抗率の変化幅が小さい半導電層を備えた電力
ケーブルを提供することを目的とした。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とができる本発明の電力ケーブルは、シングルサイト触
媒を用いて得られた融点１００℃以下のエチレン系樹脂
１００重量部に対して、導電性カーボンブラック５０重
量部以上１００重量部未満を配合した組成物からなる半
導電層を、架橋ポリエチレン絶縁層の内側又は外側の少
なくとも一方に設けたことを特徴とする。
とができる本発明の電力ケーブルは、シングルサイト触
媒を用いて得られた融点１００℃以下のエチレン系樹脂
１００重量部に対して、導電性カーボンブラック５０重
量部以上１００重量部未満を配合した組成物からなる半
導電層を、架橋ポリエチレン絶縁層の内側又は外側の少
なくとも一方に設けたことを特徴とする。
【０００７】更に、かかる本発明の電力ケーブルの半導
電層に用いられる導電性カーボンブラックは、ジブチル
フタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００ml／１００ｇ乃至
１６０ml／１００ｇの範囲にあり、且つ比表面積が５０
ｍ2 ／ｇ以下であることが望ましい。
電層に用いられる導電性カーボンブラックは、ジブチル
フタレート（ＤＢＰ）吸油量が１００ml／１００ｇ乃至
１６０ml／１００ｇの範囲にあり、且つ比表面積が５０
ｍ2 ／ｇ以下であることが望ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の電力ケーブルは、まず図
１に示すような線心を製造し、線心上に遮蔽用金属テー
プや押え巻きテープ等を巻き付けたうえ、所望に応じて
単線で又は複数本を収束して保護被覆を施すか、或いは
保護被覆を施した線心を収束することにより、製造され
る。かかる線心１は、例えば金属導体２の周りに半導電
性樹脂組成物からなる内部半導電層３、次いでその上に
架橋性樹脂組成物からなる絶縁層４、更に必要な場合に
はその上に半導電性樹脂組成物からなる外部半導電層５
を、２層或いは３層の同時押出成形により形成したの
ち、線心の被覆全体を架橋処理することにより得られ
る。
１に示すような線心を製造し、線心上に遮蔽用金属テー
プや押え巻きテープ等を巻き付けたうえ、所望に応じて
単線で又は複数本を収束して保護被覆を施すか、或いは
保護被覆を施した線心を収束することにより、製造され
る。かかる線心１は、例えば金属導体２の周りに半導電
性樹脂組成物からなる内部半導電層３、次いでその上に
架橋性樹脂組成物からなる絶縁層４、更に必要な場合に
はその上に半導電性樹脂組成物からなる外部半導電層５
を、２層或いは３層の同時押出成形により形成したの
ち、線心の被覆全体を架橋処理することにより得られ
る。
【０００９】本発明の電力ケーブルにおいて、内部半導
電層３又は外部半導電層５の少なくも一方、望ましくは
そのいずれもが、シングルサイト触媒を用いて得られた
融点１００℃以下のエチレン系樹脂に対して、導電性カ
ーボンブラックを配合した組成物によって形成される。
そして組成物の基材として用いられるエチレン系樹脂
は、一般的にメタロセン触媒に代表されるシングルサイ
ト触媒を用いて、エチレンを主体としたモノマーを重合
することによって得られる直鎖状低密度エチレン系樹脂
である。かかるエチレン系樹脂として、例えばダウ・ケ
ミカル社から“ＥＮＧＡＧＥ”の商品名で発売されてい
るオレフィン系樹脂や、三井石油化学工業社から“スー
パーポリエチレン”の商品名で発売されている直鎖低密
度ポリエチレン樹脂などが使用できるが、その中でも、
融点が１００℃以下のものを選択して使用することが必
要である。融点が１００℃を超えるものであるときは、
本発明の目的は達成されない。
電層３又は外部半導電層５の少なくも一方、望ましくは
そのいずれもが、シングルサイト触媒を用いて得られた
融点１００℃以下のエチレン系樹脂に対して、導電性カ
ーボンブラックを配合した組成物によって形成される。
そして組成物の基材として用いられるエチレン系樹脂
は、一般的にメタロセン触媒に代表されるシングルサイ
ト触媒を用いて、エチレンを主体としたモノマーを重合
することによって得られる直鎖状低密度エチレン系樹脂
である。かかるエチレン系樹脂として、例えばダウ・ケ
ミカル社から“ＥＮＧＡＧＥ”の商品名で発売されてい
るオレフィン系樹脂や、三井石油化学工業社から“スー
パーポリエチレン”の商品名で発売されている直鎖低密
度ポリエチレン樹脂などが使用できるが、その中でも、
融点が１００℃以下のものを選択して使用することが必
要である。融点が１００℃を超えるものであるときは、
本発明の目的は達成されない。
【００１０】また、上記のようなエチレン系樹脂基材に
配合される導電性カーボンブラックは、例えばアセチレ
ンブラック、ファーネスブラック等の導電性カーボンブ
ラックなどが使用できるが、その中でもＤＢＰ吸油量が
１００ml／１００ｇ乃至１６０ml／１００ｇの範囲にあ
り、且つ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以下のものであること
が好適である。ＤＢＰ吸油量が１００ml／１００ｇ未満
であると半導電層として必要な導電性が不十分となり、
また１６０ml／１００ｇを超えると押出加工性が低下
し、押出温度が上昇してスコーチ発生の不安があるの
で、いずれも望ましくない。
配合される導電性カーボンブラックは、例えばアセチレ
ンブラック、ファーネスブラック等の導電性カーボンブ
ラックなどが使用できるが、その中でもＤＢＰ吸油量が
１００ml／１００ｇ乃至１６０ml／１００ｇの範囲にあ
り、且つ比表面積が５０ｍ2 ／ｇ以下のものであること
が好適である。ＤＢＰ吸油量が１００ml／１００ｇ未満
であると半導電層として必要な導電性が不十分となり、
また１６０ml／１００ｇを超えると押出加工性が低下
し、押出温度が上昇してスコーチ発生の不安があるの
で、いずれも望ましくない。
【００１１】本発明において、半導電性樹脂組成物中の
上記のような導電性カーボンブラックの配合量は、エチ
レン系樹脂基材１００重量部に対して、５０重量部以上
１００重量部未満の範囲であることが必要で、導電性カ
ーボンブラックの配合量がこの範囲より少ないときは、
体積固有抵抗値を１０5 Ω-cm 以下に保つことが難しく
なり、またこの範囲より多くなると、機械的特性が損な
われるほか、加工性、特に押出加工性が低下するので望
ましくない。また、かかる半導電性樹脂組成物には、必
要に応じて架橋剤、酸化防止剤、加工助剤などを添加す
ることができる。
上記のような導電性カーボンブラックの配合量は、エチ
レン系樹脂基材１００重量部に対して、５０重量部以上
１００重量部未満の範囲であることが必要で、導電性カ
ーボンブラックの配合量がこの範囲より少ないときは、
体積固有抵抗値を１０5 Ω-cm 以下に保つことが難しく
なり、またこの範囲より多くなると、機械的特性が損な
われるほか、加工性、特に押出加工性が低下するので望
ましくない。また、かかる半導電性樹脂組成物には、必
要に応じて架橋剤、酸化防止剤、加工助剤などを添加す
ることができる。
【００１２】また、絶縁層として用いられる樹脂組成物
は、ポリエチレン樹脂基材１００重量部に対して、例え
ばジクミルパーオキシド等の有機過酸化物などの熱活性
化架橋剤を、０．１〜５重量部の範囲で添加したものな
どを用いることができる。かかる樹脂組成物には、電気
的特性や機械的特性を損なわない限り、必要に応じて、
酸化防止剤、加工助剤、架橋促進剤などを添加すること
ができるが、絶縁層として被覆された後に架橋すること
により、優れた耐熱性や機械的特性が得られるものであ
る。
は、ポリエチレン樹脂基材１００重量部に対して、例え
ばジクミルパーオキシド等の有機過酸化物などの熱活性
化架橋剤を、０．１〜５重量部の範囲で添加したものな
どを用いることができる。かかる樹脂組成物には、電気
的特性や機械的特性を損なわない限り、必要に応じて、
酸化防止剤、加工助剤、架橋促進剤などを添加すること
ができるが、絶縁層として被覆された後に架橋すること
により、優れた耐熱性や機械的特性が得られるものであ
る。
【００１３】更に、絶縁層の外側に設けられる外部半導
電層も、前記の半導電樹脂組成物を用いて形成すること
ができる。しかし外部半導電層の温度変化が内部半導電
層ほど著しくはない場合には、必ずしも前記の半導電樹
脂組成物を用いて外部半導電層の形成を行う必要はな
く、適宜の半導電樹脂組成物を用いて外部半導電層を形
成することもできる。
電層も、前記の半導電樹脂組成物を用いて形成すること
ができる。しかし外部半導電層の温度変化が内部半導電
層ほど著しくはない場合には、必ずしも前記の半導電樹
脂組成物を用いて外部半導電層の形成を行う必要はな
く、適宜の半導電樹脂組成物を用いて外部半導電層を形
成することもできる。
【００１４】
【実施例】半導電樹脂組成物のための基材樹脂及び導電
性カーボンブラックとして表１に示すものを用意し、ま
た酸化防止剤（ＡＯ）として４，４′−チオビス−（ｔ
−ブチル−ｍ−クレゾール）を、架橋剤としてジクミル
パーオキシド（ＤＣＰ）を用いて、表２に示すような配
合組成を有するペレット状の半導電樹脂組成物ａ〜ｌを
それぞれ調製した。
性カーボンブラックとして表１に示すものを用意し、ま
た酸化防止剤（ＡＯ）として４，４′−チオビス−（ｔ
−ブチル−ｍ−クレゾール）を、架橋剤としてジクミル
パーオキシド（ＤＣＰ）を用いて、表２に示すような配
合組成を有するペレット状の半導電樹脂組成物ａ〜ｌを
それぞれ調製した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】また断面積６０mm2 の銅線を導体とし、こ
れに上記の半導電樹脂組成物ａ〜ｌ、及びポリエチレン
樹脂基材１００重量部に対し、架橋剤としてジクミルパ
ーオキシド２重量部を配合した絶縁層用樹脂組成物を用
いて、それぞれ内部半導電層、絶縁層、及び外部半導電
層を押出被覆して、図１の構造を有する電力ケーブルの
線心を得た。そして押出加工の際に、押出温度の上昇に
よるスコーチ現象発生の兆候が、全く認められなかった
ものを○、スコーチの兆候が認められたものを×とし
た。更に、ＪＩＳ−Ｃ３００５に記載された試験法に従
い、シェーリングブリッジ法により線心について誘電正
接の値を求め、その値が０．０１％以下であるものを誘
電損失が○、それを超えるものを×とした。
れに上記の半導電樹脂組成物ａ〜ｌ、及びポリエチレン
樹脂基材１００重量部に対し、架橋剤としてジクミルパ
ーオキシド２重量部を配合した絶縁層用樹脂組成物を用
いて、それぞれ内部半導電層、絶縁層、及び外部半導電
層を押出被覆して、図１の構造を有する電力ケーブルの
線心を得た。そして押出加工の際に、押出温度の上昇に
よるスコーチ現象発生の兆候が、全く認められなかった
ものを○、スコーチの兆候が認められたものを×とし
た。更に、ＪＩＳ−Ｃ３００５に記載された試験法に従
い、シェーリングブリッジ法により線心について誘電正
接の値を求め、その値が０．０１％以下であるものを誘
電損失が○、それを超えるものを×とした。
【００１８】一方、これとは別に上記の半導電樹脂組成
物から厚さ１mmの架橋シートを作成し、ＡＳＴＭ−Ｄ９
９１の試験法に従って体積抵抗率を測定した。そして室
温での値が１０5 Ω-cm 以下であるものを○、それを超
えるものを×とした。また、室温から１３０℃まで温度
を変化させて、温度と体積抵抗率との関係を調べ、体積
抵抗率の最大値と最小値との比率が１０倍以下であるも
のを○、１０倍を超えるものを×とした。
物から厚さ１mmの架橋シートを作成し、ＡＳＴＭ−Ｄ９
９１の試験法に従って体積抵抗率を測定した。そして室
温での値が１０5 Ω-cm 以下であるものを○、それを超
えるものを×とした。また、室温から１３０℃まで温度
を変化させて、温度と体積抵抗率との関係を調べ、体積
抵抗率の最大値と最小値との比率が１０倍以下であるも
のを○、１０倍を超えるものを×とした。
【００１９】更に、ＪＩＳ−Ｃ３００５の試験法に従っ
て、３号ダンベル試験片についての引張試験を行い、引
張伸びが２００％以上であるものを○、それ未満である
ものを×とした。そしてこれらの評価結果を、表２に併
せて示した。
て、３号ダンベル試験片についての引張試験を行い、引
張伸びが２００％以上であるものを○、それ未満である
ものを×とした。そしてこれらの評価結果を、表２に併
せて示した。
【００２０】表２の結果から、シングルサイト触媒を用
いて得られた融点１００℃以下のエチレン系樹脂と、導
電性カーボンブラック、特にＤＢＰ吸油量が１００ml／
１００ｇ乃至１６０ml／１００ｇの範囲にあり、且つ比
表面積が５０ｍ2 ／ｇ以下のカーボンブラックとを用
い、導電材料としてのカーボンブラックを、樹脂１００
重量部に対して、５０重量部以上１００重量部未満の範
囲となるよう配合した樹脂組成物で、半導電層を形成し
てなる本発明の電力ケーブルは、機械的特性及び加工特
性が良好であり、且つ大幅に温度が変化しても電気的特
性が安定していることがわかる。
いて得られた融点１００℃以下のエチレン系樹脂と、導
電性カーボンブラック、特にＤＢＰ吸油量が１００ml／
１００ｇ乃至１６０ml／１００ｇの範囲にあり、且つ比
表面積が５０ｍ2 ／ｇ以下のカーボンブラックとを用
い、導電材料としてのカーボンブラックを、樹脂１００
重量部に対して、５０重量部以上１００重量部未満の範
囲となるよう配合した樹脂組成物で、半導電層を形成し
てなる本発明の電力ケーブルは、機械的特性及び加工特
性が良好であり、且つ大幅に温度が変化しても電気的特
性が安定していることがわかる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の電力ケーブルは、シングルサイ
ト触媒を用いて得られた融点１００℃以下のエチレン系
樹脂と、ＤＢＰ吸油量と比表面積が特定の範囲内にある
導電性カーボンブラックとを、特定の配合割合で含む樹
脂組成物で半導電層を形成したので、半導電層をスコー
チの恐れがなく容易に押出被覆ができ、また機械的特性
が良好であるうえ、低温から高温までの間で体積抵抗率
の値の変化が少ないほか、誘電損失も小さいという優れ
た電気的特性を持つという効果がある。
ト触媒を用いて得られた融点１００℃以下のエチレン系
樹脂と、ＤＢＰ吸油量と比表面積が特定の範囲内にある
導電性カーボンブラックとを、特定の配合割合で含む樹
脂組成物で半導電層を形成したので、半導電層をスコー
チの恐れがなく容易に押出被覆ができ、また機械的特性
が良好であるうえ、低温から高温までの間で体積抵抗率
の値の変化が少ないほか、誘電損失も小さいという優れ
た電気的特性を持つという効果がある。
【図１】電力ケーブルの絶縁線心の構造を示す断面図で
ある。
ある。
１ 線心 ２ 金属導体 ３ 内部半導電層 ４ 絶縁層 ５ 外部半導電層
Claims (2)
- 【請求項１】 シングルサイト触媒を用いて得られた融
点１００℃以下のエチレン系樹脂１００重量部に対し
て、導電性カーボンブラック５０重量部以上１００重量
部未満を配合した組成物からなる半導電層を、架橋ポリ
エチレン絶縁層の内側又は外側の少なくとも一方に設け
たことを特徴とする電力ケーブル。 - 【請求項２】 導電性カーボンブラックは、ジブチルフ
タレート吸油量が１００ml／１００ｇ乃至１６０ml／１
００ｇの範囲にあり、且つ比表面積が５０ｍ 2 ／ｇ以下
である、請求項１に記載の電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16358098A JPH11353942A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16358098A JPH11353942A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 電力ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11353942A true JPH11353942A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=15776620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16358098A Withdrawn JPH11353942A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 電力ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11353942A (ja) |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP16358098A patent/JPH11353942A/ja not_active Withdrawn
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |