JPS58194210A - 架橋ポリエチレン絶縁ケ−ブル - Google Patents

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、浸水課電特性を改良した架橋ポリエチレン絶
縁ケーブルに関するものである。

架橋ポリエチレンは物理特性、電気特性が優れているこ
とから、絶縁電線、電カケープル等（以下絶縁ケーブル
という）の絶縁体として多く使用されている。

この絶縁ケーブルの保証寿命は３０年とされており、そ
の間の種々の経年劣化を考慮しておかねハナらないが、
その経年劣化の大きな要因の一つに浸水雰囲気下で使用
された場合の水トリーによる劣化がある。水トリーは、
絶縁体中の水分と高圧交番電界との相乗効果によって生
ずるものであり、水トリーの防止対策としては水分と高
電界形成部をとり除くことが追及される一方、絶縁材料
面からの検討もなされてきた。

たとえば、ポリエチレンに架橋剤と酢酸ビニル共重合体
（以下ＥＶＡという）を添加した組成物を用いて絶縁体
を形成した絶縁ケーブルが知られている。

ところが、本発明者等が浸水課電試験を行なったところ
によると、上記絶縁ケーブルは絶縁体中の酢酸ビニル（
以下ＶＡという）の含有量がわずかなものでも水トリー
の抑止効果を有する反面、浸水時間の増加と共にｔａｎ
δの増加と絶縁破壊電圧の低下が増大するという欠点の
あることがわかった。

本発明は、上記の知見にもとづき、水トリーの抑止効果
を有すると共に浸水課電下でのｔａｎδの増加や絶縁破
壊電圧の低下がきわめて少ない絶縁ケーブルの提供を目
的としてなされたもめで、その要旨はＥＶＡを添加した
ポリエチレンから成る薄肉の内部絶縁層とポリエチレン
から成る厚肉の外部絶縁層とを設け、架橋して絶縁体を
形成した絶縁ケーブルにある。

第１図は本発明ケーブルの一実施例を示す断面図で、１
は導体、２は内部半導電層、３はＥＶＡを添加した薄肉
の内部絶縁層、４は架橋ポリエチレンから成る厚肉の外
部絶縁層、５′は外部半導電層、６はしやへいテープ、
７は押えテープ、８はシースである。

本発明ケーブルにおいて、ＥＶＡを添加した架橋ポリエ
チレン（以下ＥＶＡ入り架橋ポリエチレンという）から
成る絶縁層を絶縁体の内層側に設ける理由はいうまでも
なく、電位傾度の高い導体（または内部半導電層）側か
ら出る水トリー（以下内溝トリーという）を抑止するた
めである。その抑止効果を確認するために行なったシー
ト試験の結果を第１表に示す。

この試験は、第２図に示すような試験装置を用い、導電
性混和物から成るシート１１を絶縁体１２でサンドイッ
チプレス架橋した試料１３を８００Ｃの温水１４中に浸
漬すると共に５ｋｖの交流電圧１５をシート１１と水槽
１６間に連続印加し、１１２０ｈｒｓ後に、導電性混和
物シート１１上および絶縁体１２中のボイドや異物から
発生する水トリーの観察とｔａｎδの測定を行ったもの
である。

ただし、絶縁体１２の厚さはＩｍとした。また、水トリ
ーは試料を０．３　ｍ厚さに切断し、染色液を含む水中
で２０分間煮沸後に１５０倍の光学顕微鏡で観察した。

第１表の結果から、絶縁体が架橋ポリエチレンのものは
多数の水トリーが発生するが、ＥＶＡ入す架橋ポリエチ
レンのものは発生しないか、発生してもわずかであるこ
とがわかった。

ただし、組成物中のＶＡ量（（２）（以下含有量はすべ
て重量％を示す）が４％未満のものおよび組成物中のＶ
Ａ量（％）が４％以上はあるが添加するＥＶＡ中のＶＡ
量（イ）が１２％未満のものは若干水トリーが発生して
いる。また、組成物中のＥＶＡの量が多くなるほど、ｔ
ａｎδ−とりわけ浸水課電後のｔａｎδ−が大きくなる
。また、絶縁抵抗などの電気特性も当然悪くなる。

以上の理由により、ＶＡ量が１２％以上のＥＶＡを、組
成物中のＶＡ量が４〜２５％となるように添加すること
が望ましい。

次に、架橋ポリエチレンの外部絶縁層を設番する理由は
、上記のとおりＥＶＡ入り架橋ポリエチレンだけで絶縁
体を形成するとｔａｎδが大きくなり、その他の電気特
性も低下するからである。ＥＶＡ入り架橋ポリエチレン
層は水トリーを抑制する番と必要な程度の薄肉層とし、
外部絶縁層としてｔａｎδの小さい架橋ポリエチレン層
を設Ｃすること番こより全体としてｔａｎδの増加やそ
の他の電気特性の低下を実害のない程度にと望めること
力くできる。

その効果を確認するため行ったシート試験の結果を第２
表に示す。

この試験は、第３図に示すよう番こ絶縁体１２をＥＶＡ
入り架橋ポリエチレンｌ１１２ａと、ＥＶＡを添加しな
い架橋ポリエチレン層１・２ｂとの２層構造にした試料
を用いて行なったもので、ＥＶＡ入り架橋ポリエチレン
層は導電性シート１１側に設け、絶縁体１２の厚さはす
べて２１１Ｉｌ１１とした。試験方法は第１表の場合と
同様である。

第２表の結果から、上記のように２層構造にしたものは
、水トリーが発生しないだけでなく、ｔａｎδの増加も
ほとんど２倍以下であることがわかる。

また、ＥＶＡ入り架橋ポリエチレン層は０．３　ｒｒａ
程度の厚さでも水トリー抑制に十分な効果を有すること
がわかる。したがって、ｔａｎδを小さくする見地から
はＥＶＡを添加しない外部絶縁層を厚くする方が望まし
い。

内部絶縁層と外部絶縁層は同時に押出し、架橋すること
が望ましいが、個別に押出し、架橋してもよい。

さらに、第１図において内部半導電層２は半導電性テー
プを巻いたものでも、半導電性コン／Ｘ６ウンドを押出
被覆したものでもよく、また内部半導電層を設けないも
のも本発明に含まれる。線心数も単心に限らない。

次に本発明の実施例４こついて比較例と対比して説明す
る。

〔実施例〕

断面積２２閣２の導体上に導電ゴム引きテトロンテープ
を巻き、その上に第３表に示す配合のＥＶＡ入り架橋ポ
リエチレンを押出被覆して厚さ０．８厘の内部絶縁層を
設け、さらにその上に厚さ３．０　ｍの架橋ポリエチレ
ンを押出被覆して外部絶縁層を設け、それらを架橋して
、５．５ｋｖ級電カケープルの絶縁線心を作製した。

〔比較例１．２〕 比較例１は架橋ポリエチレン単独で、比較例２はＥｖＡ
入り架橋ポリエチレン単独でそれぞれ絶縁体を形成した
もので、その構造は第３表番こ示す通りである。

上記実施例、および比較例１．２の絶縁線心を浸水し、
ａｏｏ）（ｚの交流電圧５．５ｋｖを課電し、導体に１
６ＯＡの交流電流を２時間オン、１０時間オフのザイク
ルで通電し、浸水課電劣化試験を行なった。

水トリーの観察は、絶縁体を０．５　ｍｍ厚さに切断し
た試料２０枚について、水中で２０分間煮潜抜光学顕微
鏡で行なった。

ｔａｎδの測定は、３．８ｋｖの電圧を印加して行ない
、また交流絶縁破壊試験は実施例と比較例２については
３５ｋＶ、１時間、比較例１については１７ｋＶ、２時
間それぞれ課電後、いずれも５ｋｖ、３０分間のステッ
プで昇圧する方法によった。

以上の試験の結果を第４表に示す。

したのに対し、比較例２の場合は内部半導電層が押出方
式によるものであり、かつ絶縁体がＥＶＡ入り架橋ポリ
エチレンなので、水トリーは発生しなかったが、交流破
壊電圧が予想以上に低下した。

一方、実施例では外部絶縁層中で若干のボウタイトリー
が観察されたが、内溝トリーはほとんど発生せず、ｔａ
ｎδの増加は無視し得る程度であり、交流破壊電圧は低
下しなかった。

交流破壊電圧の低下しない理由として内溝トリーの発生
数、伸びが小さいことのほかに、内部絶縁層を形成する
ＥＶＡ入り架橋ポリエチレンの誘電率が２．６であり、
外部絶縁層を形成する架橋ポリエチレンの２．３より若
干大きいことから内部導電層上の電界が緩和されること
にもよるものと考えられる。

外部絶縁層中のボウタイ）　ＩＪ−も比較例１の絶縁体
中のそれよりも少なく、実害のないものである。

以上のように、本発明によれば、従来ケーブルに比して
、浸水課電下での電気特性の劣化がきわめて小さく、し
たがって寿命が大幅に延長された架橋ポリエチレン絶縁
ケーブルが得られるので実用上の効果はきわめて太きい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るケーブルの一例を示す断面図、第
２図、第３図はシート試験の試験装置および試料を示す
説明図である。 １・・・導体、　　　　　２・・・内部半導電層、３・
・・内部絶縁層、　　４・・・外部絶縁層、５・・・外
部半導電層、　８・・・シース特許出願人　　中部電力
株式会社 同　同　　　　　タック電線株式会社 同　代理人　鎌　１）文　二 １６ 第３図 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリエチレンに酢酸ビニル含有量１２％以上のエチレン
   酢酸ビニル共重合体を、酢酸ビニル含有量が組成物全体
   の４〜２５チとなるように添加した組成物から成る薄肉
   の内部絶縁層と、ポリエチレンから成る厚肉の外部絶縁
   層とを設け、架橋して絶縁体を形成したことを特徴とす
   る架橋ポリエチレン絶縁ケーブル。