JPS5855601B2 - プラスチツクテ−プ絶縁圧力型電力ケ−ブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、導体上にプラスチックフィルムテープを巻回
して絶縁層を形成し、絶縁性流体を加圧封入してなる圧
力型電カケ−プルに関する。

従来より電カケープルとして、ＯＦ （油入り）ケー
ブルや、ＧＦ（ガス入り）ケーブルが実用化されており
、その絶縁テープとしては、セルロース系あるいはプラ
スチック繊維からなる合成紙系の絶縁紙が主に使用され
ているが、近年絶縁紙に比べ絶縁強度が優れ、誘電損失
が小さく、乾燥脱気しやすい性質を本来布するプラスチ
ックフィルムがその絶縁層として検討されている。

ここに用いられる絶縁性流体としては、鉱油、シリコー
ンオイルやポリブテンやアルキルベンゼン等の合成油、
窒素、六弗化硫黄、フレオン等の各種のものであるが、
これ等の絶縁性流体を封入し含浸循環シ易く、実用性能
の高いプラスチックフィルム絶縁型カケープルを得る努
力が続けられている。

本発明は、かかるケーブルに釦いて、絶縁紙を伴用せず
に、プラスチックフィルムのみヲ絶縁テープとして使用
せんとする場合に直面する種々の問題を解決したもので
ある。

即ち、第１の問題は前述の目的で、絶縁紙をプラスチッ
クフィルムに変更する場合、一般にプラスチックフィル
ムは絶縁紙に比べて絶縁性流体の含浸性並びに流通性が
悪いという性質があり、ケーブルの絶縁耐力を損ねる等
の問題を生ずるので、その対策として、フィルム表面に
溝切ル加工を施したり、フィルム表面にパウダーを付着
させたり、透気性の優れた絶縁紙とフィルムとを交互に
巻回したり、フィルムに凹凸加工を施す等の方法が試み
られているが、溝切り加工はフィルムを痛め、パウダー
付着法はパウダーの付着ムラや移動が生じ、絶縁紙を併
用するとその分だけプラスチックフィルムを用いる効果
が低減され、又凹凸加工を施したものは、ケーブルとし
て巻回する際やケーブルとして使用時に凹凸がへたって
流通性が減少してし捷うという問題があった。

次に第２の問題として、絶縁紙を用いてかかる構造の電
カケープルを製造する場合、その巻回機械設備適性や巻
回後にケーブルを屈曲した場合の絶縁テープのしわの点
から、絶縁テープとしては腰の強いもの、即ち厚みとし
てはなるべく厚いものが好１しく、このことは、絶縁紙
をプラスチックフィルムに変えた場合も同じことであり
、できるだけ腰の強い厚いプラスチックフィルムを使用
することが望ましいが、プラスチックフィルム、例えば
絶縁耐力の高い２軸延伸ポリプロピレンフイルムでは溶
融製膜時のキャスティング速度の点で高々１００μの厚
み程度１でしか工業生産されてむらず、該ケーブルの絶
縁テープとして使用せんとしても困難であったり、又一
般にプラスチックフィルムは厚くなる程単位厚み当りの
絶縁耐力が劣るという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するもので、絶縁テープとし
て、同種類の材質のプラスチックフィルムが積層接着さ
れ、かつ凹凸加工が施されたプラスチックテープを使用
することにより、驚くべきことに、前述のプラスチック
フィルムの凹凸のへたりが大巾に改良されて絶縁性流体
の流通性の低下がほとんどなくなり、しかも腰が強くて
厚く、従来の絶縁紙用の巻回機械設備が容易に使え、更
に衝撃電圧破壊強度（以下インパルス破壊強度という）
の高い電カケープルが容易に得られることを見出したも
のである。

即ち、より詳しく説明すると、通常のプラスチックフィ
ルム単体に凹凸加工を施した絶縁テープを使用して、か
かる電カケープルを製造すると、該絶縁テープの巻回時
、あるいは電カケープルとして使用している時に加わる
数１０℃〜１００℃程度の温度のために、該絶縁テープ
の凹凸の高さが半減してしすい、絶縁性流体の流通性が
大巾に低下し、又例えば冷却媒体が絶縁層を貫通して流
れる方式のケーブルにトいては冷却効果が失われ、ケー
ブルの温度が上昇して使用されている各種の絶縁体が急
速に劣化してし捷うという問題が発生するが、本発明に
よる、同種類の材質のプラスチックフィルムが積層接着
されかつ凹凸加工が施されたプラスチックフィルム絶縁
テープを使用すると、前述の如き凹凸の高さの減少はほ
とんどなくなり、絶縁流体の流通性が実用上十分に維持
できるのである。

又、複数枚のフィルムが積層されているので、前述の如
く高々１００μの厚さ１でしか工業生産できず、しかも
腰の弱い２軸延伸ポリプロピレンフイルムでも、積層に
より任意の厚さのものが得られるので、該電カケープル
の絶縁テープとして十分使用することができるようにな
った。

更に又、例えば、厚さ２５μと５０μの２軸延伸ポリエ
チレンテレフタレートフイルムを貼合せて凹凸加工した
ものは、厚さ７５μの１枚の同種フィルムに凹凸加工し
たものに比べて、インパルス破壊強度が大巾に高くなる
という利点もあることを見出した。

なお本発明でいう同種類の材質のプラスチックフィルム
とは、同系列のポリマーの中の組合せを意味するもので
あり、ポリマーとしては、ポリエステル系むよびポリオ
レフィン系がある。

同種類の材質のプラスチックフィルムの組合せの具体例
をあげると、例えばポリエステル系の中では、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムとポリエチレンテレフタレ
ートフィルムの組合せ、ポリエチレンテレフタレートフ
ィルムとポリブチレンテレフタレートフィルムの組合せ
や、ポリエチレンナフタレートフィルム、あるいはイソ
フタレートを含むこれ等の重合体フィルムとの組合せが
あり、又ポリオレフィン系の中では、ポリプロピレンフ
ィルムとポリプロピレンフィルムの組合せ、ポリプロピ
レンフィルムとポリエチレンフィルムの組合せ等が挙げ
られるがこれ等に限定されるものではない。

又、フィルムの構造としては、未延伸、１軸延伸、２軸
延伸等任意であるが、機械的強度や絶縁耐力等の点で、
少くとも１層は２軸延伸フイル°ムを組込んでおくのが
好捷しく、１枚のフィルムの厚さとしては、６０μ程度
以下が望ましい。

なお、封入する絶縁性流体としては、前述の如く、鉱油
、シリコーンオイルやポリブテンやアルキルベンゼン等
の合成油、窒素、六弗化硫黄、フレオン等があるが、フ
ィルム絶縁テープの材質に応じて適宜適用できる。

ところで、積層接着とは、複数枚のプラスチックフィル
ムが積層され、それ等が互に接着していることを意味す
るが、通常の積層絶縁紙の如くスポット的に接着したも
のよりも、全面に亘って接着したものの方が、該凹凸加
工したプラスチックフィルムの場合には、インパルス破
壊強度が高くて好ましい。

又その接着方法は、例えば凹凸加工の前に複数枚のフィ
ルムを溶剤溶解型の高分子接着剤で貼合せたり、ホット
メルト型高分子接着剤で熱圧着したり、エクストルージ
ョンラミネートしたり、あるいは最初の製膜工程で複合
製膜してもよく、又凹凸加工と同時に適宜の方法で積層
接着してもよいが、特に前者の方法の方が、インパルス
破壊強度の点で好ｌしい。

又凹凸加工の方法は、通常のエンボス加工、真空成型、
圧縮成型等任意のものが使用できるが、長尺フィルムが
連続的に能率よく凹凸加工できる点で、特にエンボス加
工が好１しく、又本発明のケーブルにおける絶縁強度の
点でも、エンボス加工した絶縁テープが効果的である。

又凹凸加工としては、表面層のみに凹凸変形を与えたも
のよりも、第２図第３図の如く全ての層に亘って凹凸変
形を与えたものの方が、局部的な薄層部分がなく、特に
インパルス破壊強度が高くて好渣しい。

又、本発明でいうへたり率とは、第１図の如く凹凸加工
前のフィルムの厚さく凹凸加工前に複数枚に分かれてい
る場合はその合計厚さ）をＡとし、第２図の如く凹凸加
工後の見掛は厚さをＢとし、何等かの外的処理が加わっ
てへたった後の見掛厚さを第３図の如−くＣとすると、 と定義する。

なお本発明でいうシート状サンプルのインパルス破壊強
度の測定方法は、第４図の如く平行平板電極ヲ用い、ケ
ーブル絶縁テープを模擬するために３枚に１枚は直径１
７ｍｍφの穴（巻回テープ合せ目のギャップに相当）を
設けた３枚１組のサンプルを該電極板間に挾み、８０℃
、２０ｋｇ／ｉのフロン１２ガス（ＣＣ１２Ｆ２、フレ
オン１２に相当）あるいは８０℃のドデシルベンゼン油
中に保ち、１×４０μｓの衝撃電圧を予想破壊値の５０
係からスタートし、２Ｋｖステツプで各電圧３回ずつ印
加した。

破壊強度算出のための厚さは、サンプルを取出して全体
の厚さをマイクロメーターで測定した。

実施例 １ 厚さ５０μの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフイ
ルムの片面に溶剤溶解系高分子接着剤として、主剤が線
状飽和ポリエステル樹脂からなり、硬化剤が当量比のイ
ソシアネート樹脂からなる２０饅トルエン溶液からなる
接着剤を、グラビヤコーターで溶剤乾燥後の厚さが３μ
となるように塗布し、８０′Ｃの熱風オープン中で溶剤
を乾燥し、ついで該接着剤面に同材質の２５μのフィル
ムを重ね合せて、１対のラミネートロールへ供給シ１１
０°Ｃの温度で５ｋｇ／ｃｒｒＬの線圧力で熱圧着して
、２５μと５０μの２軸延伸ポリエチレンテレフタレー
トフイルムが全面に亘り積層接着されてなる厚さ７８μ
の複合フィルムを得た。

次に該複合フィルムを、タテＱ、６６＋ｍｎ、ヨコ０．
６６ｍｍ、高さ０．２ｍｍのピラミッド型凹凸が１ＣＩ
？Ｌ当り２２５個ある金属ロールとペーパーロールより
なる１対のエンボスロールに供給し、１４００Ｃの温度
下で３５ｋｇ／ａｎの線圧力でエンボス加工し、見掛厚
さが１４８μの、２枚のポリエステルフィルムが積層接
着されてなる全層に亘る凹凸加工が施されたプラスチッ
クフィルムを得た。

次に該フィルムを前述の方法で８０°Ｃのフロン１２中
に保ち、インパルス破壊強度を測定し、その後読フィル
ムの見掛厚さを測定したところ、１４７μあり、へたり
率は２俤と小さく良好であり、又インパルス破壊強度は
１０２ ＫＶ／ｍｍもあり優れていた。

比較例 １ （Ｐ）Ｊｌ１７５μのポリエチレンテレフタレートフィ
ルム、及びＱｆｆさ２５μのポリエチレンテレフタレー
ト繊維から成る合成紙と厚さ５０μのポリエチレンテレ
フタレートフィルムを実施例１と同様な方法で接着した
積層体、及び帆）厚さ８μのポリエチレンテレフタレー
ト繊維から戒る合成紙と厚さ５０μのポリエチレンテレ
フタレートフィルムを実施例１と同様な方法で接着した
積層体を夫夫実施例１と同様な方法で凹凸加工し、その
加工された各試料についてインパルス破壊強度とへたり
率を測定した結果を表１に示す。

表１から明らかなように、（ｐ）Ｈインパルス破壊強度
、へたり率ともに実施例１より劣り、渣たＱ）、Ｂ）は
インパルス破壊強度が実施例１より劣り、実施例１が優
れていることがわかった。

実施例 ２ 予めその表面をコロナ放電処理して易接着化した厚さ２
５μおよび５０μの高密度ポリエチレンフィルムを用意
し、実施例１と同様にして（但しラミネートロールの温
度は８０℃とする。

）貼り合わせて合計厚さが７８μの積層接着されてなる
複合フィルムを得た。

次ニ該フィルムを実施例１と同一のエンボスロールに供
給し、９０℃の温度下で４０ｋｇ〆澱の線圧力でエンボ
ス加工し、見掛厚さが１５２μの、２枚のポリオレフィ
ンフィルムが積層接着されてなる全層に亘る凹凸加工が
施されたプラスチックフィルムを得た。

該フィルムを実施例１と同様にしてインパルス破壊強度
を測定し、その後絞フィルムの見掛厚さを測定してへた
り率を求めたところ、へたり率は６％と小さく、又イン
パルス破壊強度は１０５ＫＶ〆価もあり、優れていた。

比較例 ２ 厚さ７５μの高密度ポリエチレンフィルム１枚を、実施
例２と全く同様の条件でエンボス加工して見掛厚さ１５
０μのフィルムを得、これを同様にインパルス破壊強度
を測定したところ、へたり率ば３６咎と大きく悪く、イ
ンパルス破壊強度は８０ＫＶ／ｍｍと低く、劣っていた
。

実施例 ３ 予めその表面をコロナ放電処理を施して易接着化した厚
さ６０μの２軸延伸ポリプロピレンフイルムを２枚用意
し、実施例１と同様にして２枚のフィルムを貼り合せて
、合計厚さが１２３μの積層接着されてなる複合フィル
ムを得た。

次に該フィルムを実施例１と同一のエンボスロールに供
給し、１３００Ｃの温度下で４０ ｋｇ ／ｃｍＯ線圧
力でエンボス加工し、見掛厚さが１７６μの、２枚のポ
リオレフィンフィルムが積層接着されてなる全層に亘る
凹凸加工が施されたプラスチックフィルムを得た。

該フィルムを実施例１と同様にしてインパルス破壊強度
を測定し、その後絞フィルムの見掛厚さを測定したとこ
ろ１７４μあり、へたり率は４％と小さく、又インパル
ス破壊強度ば１３５ＫＶ／柵であり、従来の１１０μ厚
さの中密度セルロース紙の７２ＫＶ／ｍｍに比べて優れ
ていた。

実施例 ４ 第５図は、絶縁層８として、本発明による同種類の材質
の積層接着凹凸加ニブラスチックテープを用いた５５０
ＫＶのＧＦ （ガス封入）ケーブルの実施例である。

絶縁性流体は供給路６から撚線導体７を通して絶縁層８
の内部に供給される。

この場合、絶縁層は凹凸加工を施したテープで構成され
ているので、流通性に優れており、絶縁性流体は十分に
絶縁層８内に満される。

なむこの場合の絶縁性流体は”フロン”１２（ＣＣ１２
Ｆ２、フレオン１２に相当）であり、封入圧力は２０ｋ
ｇ／ｃｒｉｔ −Ｇである。

導体７ば、断面積２０００−〇銅撚線であり、外径は６
０ｍｍである。

該ケーブルを、交流ワーキングストレス１５ＫＶ／ｍｍ
で設計した場合、衝撃電圧耐圧規格に対する衝撃電圧破
壊強度（インパルス破壊強度）は８７、９ Ｋ Ｖ ／
ｍｍ以上が必要となるが、本発明の実施例１，２に示し
たプラスチックテープのそれは、夫々１０２ＫＶ／ｍｍ
、 １３５ＫＶ／ｌ１１ｍであり、前述規格を十分に満
足しており、５５０ＫＶ級ケーブルを製造することが可
能であることがわかった。

実施例 ５ 厚さ５０μの２軸延伸ポリエチレンフタレートフィルム
２枚を用意し、実施例１と全く同様にして貼り合わせ、
エンボス加工を施して見掛厚さ１８０μのフィルムを得
た。

次に該フィルムを前述の方法で８０℃のドデシルベンゼ
ン油中に保ち、インパルス破壊強度を測定したところ、
へたり率は５係と小さく、又、インパルス破壊強度は１
１５ＫＶ／ｆ画もあり、優れていた。

５５０ＫＶのＯＦ （油封入）ケーブルを交流ワ−キン
グストレス１５ ＫＶ ／ｍｍで設計した場合、衝撃電
圧耐圧規格に対するインパルス破壊強度は１ｘＯＫＶ／
ｍｍ以上が必要となるが、本実施例のプラスチックテー
プは前述規格を満足してお・す、５５０ＫＶ級ケーブル
を製造することが可能であることがわかった。

比較例 ５ 厚さ１００μの２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフ
ィルム１枚を、実施例５と全く同様の条件でエンボス加
工して見掛厚さ１７６μのフィルムを得、これを同様に
インパルス破壊強度を測定したところ、へたり率／／ｉ
３２％と大きく悪く、インパルス破壊強度は９２ＫＶ／
ｍｍと低く、劣っていた。

実施例 ６ 予めその表面をコロナ放電処理して易接着化した厚さ３
０μむよび６０μの２軸延伸ポリプロピレンフイルムを
用意し、実施例３と全く同様にして貼り合わせ、エンボ
ス加工を施して見掛厚さ１３５μのフィルムを得た。

次に該フィルムを前述の方法で８０℃のドデシルベンゼ
ン油中に保ち、インパルス破壊強度を測定したところ、
へたり象は６係と小さく、又、インパルス破壊強度は１
４０ＫＶ／ｌ１１ｍもあり、５００ＫＶ級ＯＦケーフル
の規格を満たしていることがわかった。

比較例 ６ 厚さ９０μの２軸延伸ポリプロプレンフイルムを実施例
６と全く同様の条件でエンボス加工して見掛厚さ１３２
μのフィルムを得、これを同様にインパルス破壊強度を
測定したところ、へたり率ば３４饅と大きく悪く、イン
パルス破壊強度は１０７ＫＶ／［１１１１と低く、劣ッ
テイタ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、凹凸加工を施す前の積層フーイルムの断面図
の一例である。 第２図は全層に亘り凹凸加工を施した後の積層フィルム
の断面図の一例である。 第３図は、第２図のフィルムがへたった後の断面図の一
例である。 第４図は、シート状サンプルのインパルス破壊電圧を測
定する場合の電極板とサンプルとの関係を示す断面図で
ある。 第５図は、本発明のプラスチックテープ絶縁圧力型型カ
ケ−プルの断面図の一例である。 １・・・フィルム、２・・・１と同種類の材質のフィル
ム、３・・・高圧側電極、４・・・サンプル、５・・・
接地側電極、６・・・絶縁性流体供給路、７・・・撚線
導体、８・・・絶縁層、９・・・鋼管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導体上に、ポリエステル系またはポリオレフィン系
   のプラスチックからなるフィルムテープを巻回して絶縁
   層を形成し、絶縁性流体を加圧封入してなる圧力型電カ
   ケ−プルに訃いて、該絶縁層トシて同種類の材質のプラ
   スチックフィルムカ積層接着されかつ凹凸加工が施され
   たプラスチックフィルムテープを用いた事を特徴とする
   圧力型電カケ−プル。