JPS58152303A - 直流電気絶縁用樹脂組成物 - Google Patents

直流電気絶縁用樹脂組成物

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JPS58152303A
JPS58152303A JP3312282A JP3312282A JPS58152303A JP S58152303 A JPS58152303 A JP S58152303A JP 3312282 A JP3312282 A JP 3312282A JP 3312282 A JP3312282 A JP 3312282A JP S58152303 A JPS58152303 A JP S58152303A
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ethylene
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JP3312282A
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陽一 川崎
五十嵐 健治
縄田 正人
河村 英昭
新田 義孝
深川 裕正
今城 尚久
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NUC Corp
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Nippon Unicar Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直流高圧用電騨、ケーブルあるいはそれらの
接続部、端末部およびその他の直流回路の絶縁に用いる
直流電気絶縁用樹脂組成物に関する。
ポリエチレンおよび架橋ポリエチレン等の?リオレフイ
ン重合体を主成分とした絶縁体を有する電線・ケーブル
は保守の容易さから交流高圧送・配電用として広く使わ
れている。しかし、交流送電においては誘電損失がある
ので線路充電電流の補償が必要とされ、遠耐離・大電流
の送′醒には直流送電の方が有利である事は広く知られ
ている。
ところが、架橋ポリエチレンを絶縁体としたケーブルを
250 KVの直流送電に使用する実験において、絶縁
性能の安定性に欠けるとの結果が発表された(電気学会
・電力技術合同研究会資料pg−76−14、直流ケー
ブルの絶縁性能と試験法、1976年12月14日)。
したがって、これらの欠点を改良し、直流送[に適した
絶縁用樹脂組成物を開発することが望まれていた。絶縁
性能が安定性に欠ける原因は直流により発生する絶縁体
中の空間電荷の蓄積がトリー状の放電劣化を起こさせる
ことにあるとの観点から、一つの解決策として従来の絶
縁層の中にもう一層以上の電荷が注入されにくい合成樹
脂層をもうけることによって、成る程度問題は解決でき
ることが知られている(特開昭51−110678号)
。しかし従来より、超高圧出直(At電カケ−プルの場
合には三層構造を有するものが多く、これにさらにもう
一層以上新しい樹脂層を設けるためには押出機の新設等
の設備投資が必要となること、層の増加は不良率の増加
につながることなどから、現有設備を変更しない技術の
開発が望まれていた。
先の発明(特開昭54−159680号)において、本
願発明者らは直流高圧用絶縁材料としての特性に主眼を
置いて技術開発を進め、直流課電時のトリー、極性反転
時のトリー、インパルス課電時のトリーの改善を主目的
として検討を進め、交流高圧電力テーブルにおいては極
めて優秀な絶縁材料であるポリエチレンが、直流高圧電
カケ−プルにおいては好ましくないとされた点を相当改
善することができた。尚トリーとは高電圧課電時に絶縁
体中に発生する樹枝状またはブツシュ状に観察される絶
縁劣化部分を言う。
しかしながら、ポリアミドは一般に融点が高く、その共
縮合体は融点は低下するが価格が高く、入手が容易でな
いという問題点があり、ポリエチレン系ポリマーとポリ
アミドは相溶性が不良であるため長時間の混練が必要で
ある。よって、ポリアミド類よりポリエチレン系ポリマ
ーとの相溶性が良好なポリマーで、加工温度もポリエチ
レン系ポリマーに近く、電気特性の点で直流高圧絶縁材
料として適したものの探紫を行ない、エチレン系共重合
体の中で、従来電気絶縁材料としては全く顧みられなか
った、エチレン−有機酸共重合体と金属イオンからなる
アイオノマーが効果的な配合物であるという予期せざる
結果に到達した。すなわち、従来のポリオレフィン組成
物にアイオノマーを添加して、絶縁物中に均等に分散さ
せる実験を行ったところ、意外にも絶縁性を損なう事な
しに、空間電荷の蓄積を緩和できること、そしてトリー
放電による絶縁劣化を抑制できることを発見し、高圧直
流送電に適した絶縁用樹脂組成物の開発に成功した。電
荷が注入されにくい樹脂としては他にぎりエステル樹脂
等が知られているが(特開昭51−110678号)、
一般に入手し得るポリエステル樹脂であるポリエチレン
テレフタレートは融点が260℃と高く、ツリエチレン
の電線を成形する湿度では溶融しないので好ましくない
本発明において改質剤として配合されるアイオノマーは
、1965年デュポン社がエチレン−メタアクリル酸共
重合体に金属塩を添加したものを上布して以来、エチレ
ンと有機酸との共重合体に金属塩を添加して化学的に結
合させたポリマーの名称として用いられている。この樹
脂の特色は接着性、特に金属や無機材料およびポリアミ
ド糸樹脂との接着性がすぐれ、耐油性、強靭性、深絞り
性、透明性も良好である。しかし、アイオノマーは極性
基と金属イオンを含むために電気絶縁材料として応用さ
れた例はなく、モダンプラスチック・エンサイロペアイ
ア−1qフ8フフ9年版の電気特性表でDC誘電損失、
AC誘電損失について各種プラスチックスのデータが詳
細に示されているが、アイオノマーについての記載はな
い(580〜607頁参照)。電線ケーブルの分野にお
いてラミネートシースケーブルのアルミ等の金属層とポ
リオレフィン等の絶縁層との接着剤または接着層として
利用される例はあるが、電気絶縁層として使用される事
はない。
本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂100重量部し
こ各種のアイオノマーから選ばれた1種または数種の混
合物10〜300重量部、好ましくは30〜100重量
部を配合し、必要に応じて酸化防止剤、熱劣化防止剤、
紫外線安定剤、架橋剤、架橋助剤、発泡剤等を所要量配
合した樹脂組成物を用いることによって、直流高圧用ボ
リオレフィン絶縁ケーブルおよび直流高圧用絶縁材料の
安定性を向上させることに成功した。ここで言うポリオ
レアインとは低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン
のみならず、エチレン成分が50%以上のエチレン共1
1 合体、例えばエチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−ブテン共重合体、エチレン−4メチルペンテン−
1共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体等のエチレン
−α−オレフィン共重合体や、エチレン−ビニルエステ
ル共重合体、エチレン−アルキルアクリレート共重合体
、およびこれらを変成または改質したもので、電気絶縁
用として使用可能なものをすべて指すものとする。
アイオノマーとはα−オレフィンとカルボン酸を有する
重合性上ツマ−との共重合体において、カルボキシル基
全利用して金属イオンで分子鎖間に結合を生ぜしめたポ
リマーを言う。
その配合量は10重量部未満では耐トリー件の向上は見
られるが、その効果は十分とは言えず、また300重量
部以上では正極性インパルストリーの伸びが非常に大き
くなる上に、耐熱老化性の低下が着しい。
この発明に適用可能な安定剤は4.41−チオビス(6
−t−ブチル−3−メチルフェノ−/I/)や2.6−
ジーt−ブチル−p−クレゾール等であるが、これに限
定される事はなく、通常ポリオレフィンに有効な安定剤
はすべて使用できる。
この発明に適用可能な架橋剤としては、ジクミルパーオ
キサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(1−ブチ
ルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサ
イドなど、分解速度が千減期1分間で100〜200℃
のものが望ましい。
以下実施例および比較例を第1表および第2衣にもとづ
いて説明する。第1表に示す各種の組成物をプレス成形
により5 mm厚のシートとし、25mm角に試料を打
抜き、第1図に示すように 3 先端曲率半径を5X10   mm以下に研磨した針状
電極2をそう人して、針端と対向する試料の血に銀ペイ
ントを塗布し、その間の絶縁厚さを5mmに設定したも
のに第2図で示す装置によって直流電圧を印加してトリ
ーの発生を観察した。シリコーンオイルを満たした容器
8に試料1fi5入れ、直流電圧発生装置3で発生した
直流電圧を試料に印加し、トリーの長さを顕微鏡5によ
り測定した。
4は光源、5はフィルター、7は真空スイッチである。
直流ケーブル等の直流用絶縁材料に固有な現象である極
性反転の影響は、−40KVの負極性を15分間印加後
、印加を停止し、1秒後に+40KVの正極性インパル
ス電圧を印加した時に針端に発生したトリーの長さを測
定して判定した。5゜%直流トリー発生電圧および50
%インパルストリー発生電圧は印加時間1時間後に試料
の5o%にトリーが発生する電圧である。
次に第2表に示す各種の組成物をプレス成形により1 
mm厚のシートとし、JISs号ダンベルカッターで打
抜き、150℃のギヤ一式オープンで7日間加熱老化後
、JIS−に6760 に準拠して引張り伸びを測定し
て判定した。
第  2  表 LDPE*’  100重量部に対し 注) *I  LDPE(低密度ポリエチレン)MI=5、密
度=0.92 *2  HDPE(高密度ポリエチレン)M I = 
0.2 、密度=096 *3  EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)MI
=!l、酢酸ビニル合歓=6% *4  KEA(エチレンエチルアクリレート共重合体
)MI=2、エチルアクリレート含量=6%*5 アイ
オノマーA(エチレン−アクリル酸共重合体)アクリル
酸含量=14.8% 金属イオン=N龜十 *6 アイオノマーB(エチレン−アクリル酸共重合体
)アクリル酸含量=148% 金属イオン=Ca← *7 酸化防止剤 4.41−チオビス(6−t−ブチ
ル−6−メチルフェノール) *8 架橋剤 ジクミルパーオキサイド比較例1および
4に示すとおり、ポリエチレンは極性効果がある為、正
極性と負極性とでは50%直流トリー発生電圧および5
0%インパルス) IJ−A生電圧の差が大きく、また
極性を反転させた場合のトリーの伸びも大きいので、直
流送電用の絶縁材料において、その絶縁性能の安定性に
欠ける事を裏付けているが、実施例1から9に示すとお
り、ポリオレフィンにアイオノマーAおよびアイオノマ
ーBのいずれかまたは両方を配合することにより、この
極性効果を減少させ、トリー発生および伸長の要因と考
えられる空間電荷の蓄積を緩和し、直流電気絶縁材料と
して秀れたものを得ることができた。アイオノマーを5
重量部配合した比較例2では空間電荷の蓄積の緩和は不
十分であり、アイオノマー550重量部を配合した比較
例6では正極性インパルス) IJ−の伸長が著しく、
直流高圧用絶縁材料としては適当ではない。実施例9お
よび比較例4において2重賞部のジクミルパーオキサイ
ドを添加して架橋させたが、架橋の有無は本発明の効果
に影響を与えなかった。
Hr)PE、EVA、EEAのみテアイオノマーノ添加
がない場合にはLDPEのみの場合(比較例1と4)と
同様の結果を示した。
一方第2表の比較例6、実施例10.11.12に示す
ように、アイオノマーの配合量を増加させるにつれて、
加熱老化後の機械特性は著しく低下している。この機械
特性の低下は適当な酸化防止剤の多量配合によって防止
できるが、架橋度の低下をもたらすので好ましくない。
本発明の直流電気絶縁用樹脂組成物による直流高圧用ケ
ーブルおよび直流高圧用絶縁材の製造方法は従来の方法
によって可能であり、必要ならば押出し加工条件の一部
修正で実施できる。ケーブルの構造についても従来の絶
縁材層を本発明の組成物に置換するのみである。
【図面の簡単な説明】
第1図はトリー発生状況の観察に使用する試別の形状お
よび電極の配置を示す図であり、第2図はトリー観察の
ための実験装置の概略図である。 同      倉  @      −’   ”、:
H派 七 手続補IL囲(方式) 昭和57年 7月19日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 事イ′1の表示  昭和57年  特願第 55122
  ’z’、’発明の名称  直流電気絶縁用樹脂組成
物補正をする者 市外との関係           特許出願人名 称
  日本ユニカー株式会社(外2名)代理人 〒103 住 所  東京都中央区日本橋3j’目13番11号油
脂」二業会館電話273−6436番 補i]冊の対象 補正の内容  別紙の通り 図面の浄1(内容に変更なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)ポリオレフィン樹脂組成物100重量部に各種のア
    イオノマー樹脂から選ばれた1種またはそれらの混合物
    を10−!100重量部、好ましくは50〜100重量
    部配合した事を特徴とする直流電気絶縁用樹脂組成物。 2)ポリオレフィン樹脂組成物がポリオレアイン樹脂を
    主体とし、これに少量の酸化安定剤、熱劣化防止剤、紫
    外線安定剤および/または他の安定剤を配合したもので
    ある特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3)ポリオレフィン樹脂組成物が架橋剤、架橋助剤、お
    よび/または発泡剤、発泡助剤を所要量含有したもので
    ある特許請求の範囲第1または2項記載の組成物。 4)ポリオレフィン樹脂組成物が所要量のカーボン・ブ
    ラックおよび/またはその他の無機添加剤を配合したも
    のである特許請求の範囲第1.2または3項記載の組成
    物。
JP3312282A 1982-03-04 1982-03-04 直流電気絶縁用樹脂組成物 Granted JPS58152303A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0323581A2 (de) * 1987-12-17 1989-07-12 BASF Aktiengesellschaft Elektrische Kabel, die Isolierungen auf Basis von Ethylenpolymerisaten mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber der Bildung von Wasserbäumchen enthalten
EP0358082A2 (de) * 1988-09-03 1990-03-14 BASF Aktiengesellschaft Elektrische Kabel, die Isolierungen auf Basis von Ethylenpolymerisaten mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber der Bildung von Wasserbäumchen enthalten
CN102731855A (zh) * 2011-04-11 2012-10-17 住友橡胶工业株式会社 胎圈三角胶用橡胶组合物及充气轮胎

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0323581A2 (de) * 1987-12-17 1989-07-12 BASF Aktiengesellschaft Elektrische Kabel, die Isolierungen auf Basis von Ethylenpolymerisaten mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber der Bildung von Wasserbäumchen enthalten
EP0358082A2 (de) * 1988-09-03 1990-03-14 BASF Aktiengesellschaft Elektrische Kabel, die Isolierungen auf Basis von Ethylenpolymerisaten mit hoher Widerstandsfähigkeit gegenüber der Bildung von Wasserbäumchen enthalten
CN102731855A (zh) * 2011-04-11 2012-10-17 住友橡胶工业株式会社 胎圈三角胶用橡胶组合物及充气轮胎

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