JPS59228313A - 油浸電気絶縁ケ−ブル - Google Patents

油浸電気絶縁ケ−ブル

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JPS59228313A
JPS59228313A JP10393783A JP10393783A JPS59228313A JP S59228313 A JPS59228313 A JP S59228313A JP 10393783 A JP10393783 A JP 10393783A JP 10393783 A JP10393783 A JP 10393783A JP S59228313 A JPS59228313 A JP S59228313A
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film
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吉井 俊哉
研二 綱島
哲 堀内
昭介 山之内
良輔 畑
正幸 広瀬
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Toray Industries Inc
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Toray Industries Inc
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • H01B9/06Gas-pressure cables; Oil-pressure cables; Cables for use in conduits under fluid pressure
    • H01B9/0611Oil-pressure cables
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02Disposition of insulation
    • H01B7/0208Cables with several layers of insulating material

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、電気絶縁油に浸された電気絶縁ケーブルの改
良に関するものである。油浸電気ケーブルの油浸絶縁層
(または誘電層)として、従来は電気絶縁紙が使われて
きたが、最近になって、ポリプロピレンフィルムが使わ
れるケースが出てきた。このフィルムは電気絶縁紙より
も耐圧がはるかに高いというだけでなく、誘電正接が小
さいこと、あるいは誘電率が絶縁油の誘電率シて近いこ
となど、いくつかの利点を有している。しかし、従来の
ポリプロピレンフィルムをまいたケーブルは、絶縁油に
よる膨潤が極めて大きいという欠点を有しており、その
ために油浸絶縁用途に用いる場合、各種の制限があった
。例えば、ポリプロピレンフィルムを巻いてケーブルを
作り、これを絶縁油に浸す場合、油によってフィル“ム
が膨潤し、ケーブルは巻き締って固くなってしまい、層
間の絶縁油の流通性が悪くなってしまうというトラブル
を生じる。これを避ける応急策として、はじめにケーブ
ルを巻く時、緩く巻いておくという手法があるが、緩く
巻くと、巻きずれを起しゃすく、また、巻きじわも発生
しやすい。
従来のポリプロピレンフィルムをまいたケーブルのもう
ひとつの欠点は、表面の粗さが不十分であるため、フィ
ルムを重ね巻きした時、その層間で絶縁油の流通性が不
十分になりゃすく、それに起因する絶縁破壊を起しやす
いということであった。
本発明の目的は、上記した2つの欠点、すなわち、膨潤
性と油の流通性不良の双方を改良したポリプロピレンフ
イルムをまいた油浸電気絶縁ケーブルを提供せんとする
ものである。
本発明は、上記目的を達成するため、次の構成、すなわ
ち、密度0.905〜0.915 g/ci8.  複
屈折0.020〜0.035.両軸方向の強度比(長手
方向引張強度/幅方向引張強度)5〜15の範囲にあり
、かつ、その片面または両面の表面粗さく Rmax 
)が1〜50μmの範囲にある油浸電気絶縁用ポリプロ
ピレンフィルムをまいたことを特徴とするケーブルであ
る。ここでいうポリプロピレン(以下PPと略称する)
とは、アイソタクチック度90%以上、好ましくは95
%以上、さらに好ましくは97%以上有するものであり
、メルトインデックスが0.5〜40g/10分、好ま
しくは1〜20g/10分の範囲のものである。アイソ
タクチツク度が上記より少なくなると、絶縁油による膨
潤が大きくなり好まシ<ナイ。また、メルトインデック
スが上記範囲より小さいと、やはり絶縁油による膨潤が
大きくなるし、逆に、上記範囲より大きり)と、絶縁油
中への溶出分が増加し、絶縁油の粘度上昇を起したすす
るので好ましくない。上記したPPQ中でも、特に本発
明ケーブルに用いるフィルムに好ましいものは、溶融結
晶化温度(Tmc)が105〜120℃の範囲、さらに
好ましくは108〜118℃の範囲にあるものである。
Tmcが上記範囲より低いPPでは、絶縁油による油膨
潤が大ぎくなるし、また逆に、TmCが上記範囲より高
いPPでは、成膜性が悪化するため、均質なフィルムを
作ることが難しくなり、その結果として、絶縁欠陥など
が増加するので好ましくない。
次に本発明ケーブルに用いるフィルムの密度は0.90
5〜0.915g/ぼ8.特に好ましくは0.907〜
0.912g/C’m8の範囲にあることが必要である
。密度が上記範囲より小さい場合は、絶縁油による膨潤
が大きくなってしまうし、また逆に、上記範囲より大き
い場合は、フィルムが脆くなり、絶縁層の機械的強度が
不足する。次に、本発明ケーブルに用いるフィルムの複
屈折は、0.020〜0.035、好ましくは、9.0
25〜0.032の範囲にあることが必要である。
複屈折がこの範囲より小さいと、絶縁油による膨潤が大
きくなってしまうし、また逆に、この範囲より複屈折が
大きくなると、フィルムが割れやすくなって、絶縁破壊
の原因となるので、本発明目的に合致しない。次に、本
発明ケーブルに用いるフィルムの両軸方向の強度比、す
なわち、フィルムの長手方向の引張強度を幅方向の引張
強度で割った値は、5〜15、好ましくは、7〜12の
範囲にあることが必要である。この強度比がこの範囲よ
り小さくなると、絶縁油による膨潤が大きくなってしま
うし、また逆に、この範囲より大きくなると、フィルム
面内の方向による特性差が大きくなりすぎるため、絶縁
層を巻く時の作業性が著しく劣ったものとなってしまう
(例えば、巻く時に、伸びを生じたり、しわが入りやす
くなったり、あるいは裂けやすくなったりする)。次に
、本発明ケーブルに用いるフィルムの片面または両面の
表面粗さく Rmax )は、1〜5011m、好まし
くは2〜40μmの範囲にあることが必要である。
この範囲より小さい場合は1.絶縁油の眉間流通性が悪
くなって、絶縁破壊の原因となるし、また逆に、この範
囲より大きくなると、耐圧特性が悪化してしまう。
次に、不発明ケーブルに用いるフィルムの製造方法の一
例を述べる。PP樹脂を溶融押出して、口金からシート
状に押出し、これを冷却ドラムに巻きつけて冷却固化せ
しめるもこのPPシートを、−組の圧延ロールの間に挿
入して、圧延倍率(圧延前のシート厚さを圧延後のシー
ト厚さで割った値)5〜12倍、好ましくは7〜10倍
になるように圧延する。
圧延圧力は、10〜3000 K9/C1n 、より好
ましくは100〜1000Kp/c1nの範囲が好適で
あり、圧延ロールの温度は60〜160℃、好ましくは
80〜150 ℃の範囲が好適である。圧延時に、PP
シート表面を液体(水、界面活性剤水溶液、アルキレン
グリコール、ボ′リアルキレングリコール、グリ七リン
、電気絶縁油など)で濡らしてから圧延すると、均一な
高倍率圧延が容易になる。圧延されて得られたフィルム
〈通常、厚さは10〜300μmの範囲)を、100〜
150℃に再加熱して、長手方向に原寸の0.5〜lO
%弛緩を与えつつ、1〜20秒間熱処理する。次に、こ
のフィルムを、90〜140℃に加熱されたエンボスロ
ールの間を通して、フィルムの片面または両面を粗面化
して、表面粗さくRmax)が1〜50μm、好ましく
は2〜40μmの範囲になるようにする。以上述べたよ
うに、本発明フィルムの製法としては、圧延とエンボス
加工の組合せが最も好ましい方法であるが、その他の方
法を用いて作ってもよい。例えば、圧延のかわりに、圧
延と延伸の組合せや密間隔ロール延伸を用いてもよく、
またエンボス加工のかわりに、サンドブラスト加工やエ
ツチング法などで表面を粗面化して1もよい。
本発明は以上に述べたような特性を持つことを特徴とす
るものであるが、この発明ケーブルに用いるフィルムの
長手方向の熱収縮率を0.1〜59I6、好ましくは0
.5〜396の範囲にすることによって、さらに油浸電
気絶縁ケーブルとすることができる。
熱収縮率がこの範囲より大きいと、絶縁層が巻き締って
、しわなどを生じやすいので好ましくなく、また逆に、
この範囲より小さいと、絶縁油の中では長手方向に伸び
が生じる傾向となり、巻かれた絶縁層が緩むので好まし
くない。長手方向の熱収縮率をこの範囲に納めるための
方法の1例をあげると、前記したような方法で作′つた
フィルムを、80〜140℃、好ましくは9′0〜13
0℃に加熱し、緊張状態あるいは長手方向に原寸の0.
1〜596の弛緩を許容しつつ、0.5〜50時間、好
ましくは1〜20時間保持する。このエージング熱処理
によって、長手方向の熱収縮率を0.1〜5%、好まし
くは0.5〜3%の範囲に納めることができる。
本発明ケーブルは、ケーブルに用いるPPフィルムの密
度、複屈折、両軸方向の強度比および表面粗さの特定範
囲値を組合せたことによって、次のようにすぐれた特徴
を有するケーブルとなった。
(1)絶縁油による膨潤が少ない。
(2)絶縁層間の絶縁油の流通性が良好である。
(3)絶縁層としての機械特性および巻く時の作業性に
すぐれている。
(4)絶縁層の巻き締りおよび巻き緩みともに起りにく
い。
(5)誘電正接、誘電率および耐圧特性もすぐれている
従って、本発明油浸電気、絶縁ケーブルの油浸絶縁層と
して好適なものである。
なお、本発明で用いている用語および測定法を以下にま
とめて説明しておく。
(1)アイソタクチック度 PPを沸騰n−へブタンで抽出して、抽出残分重量を原
型量で割り、100を乗じて%表示する。
(2)メルトインデックス: ASTM D−1238
−73の条件して測定する。
(3)溶融結晶化温度(Tmc):パーキンエルマー社
製DSC−n型に試料5 mg を入れ、雰囲気を窒素
置換する。次に、昇温速度20℃/分で200℃まで昇
温させ、この200“Cの状態で5分間保持する。次い
で、20℃/分の速度で降温し、試料の結晶化に伴なう
発熱ピークを描かせる。このピークの頂上部の温度をT
mcとすZo (4)密度: ASTM D1505 による。
(5)複屈折:アツベの屈折計を用いて、フィルムの長
手方向の屈折率(Ny)および幅方向の屈折率(Nx)
を測定し、NYからNxを差し引いた値を複屈折とする
。なお、測定時の光源には、ナトリウムD線を用い、マ
ウント液としては、サリチル酸メチルを用いる。
(6)両軸方向の強度比:フィルムの長手方向の引張強
度σy(K9/IuL”)および幅方向の引張強度σX
(Kj’/IuL”)を、ASTM D−882−67
の方法で測定し、σ、をσXで割った値を強度比とする
))表面粗さく Rmax ) : JIS BO60
1−1976記載の方法により、Rmax  を測定す
る。カットオフ値は0.8 Mとする。
(8)熱収縮率:フィルムから、長さ200 ax 、
幅10肌の試料を切りとる(熱収縮率を測定する方向を
長さ方向とする)。この試料を120°Cの熱風循環オ
ゾン中に15分間保持した後、室温中に取り出し、その
長さを測定する。その長さをL (M)とすれば、熱収
縮率は次式で求められる。
熱収縮率い) = 100 X (200−L)/20
0(9)絶縁油による膨潤度:フィルムから、1001
11718X IQOu+の試料を切りとり、これの重
量をW(mg)とする。この試料を80℃のアルキルベ
ンゼン油中に浸し、24時間放置する。次いで、この試
料を取り出し、ろ紙で表面の油をふきとった後、アセト
ン中に浸して洗浄し、アセトンを含ませたガーゼで、さ
らに完全に、表面の油を除去する。この試料の重量を測
り、これをW’(mg)とすると、膨潤度C96)は次
式で求められる。
−プルを作る。これを絶縁油中に浸して、油を真空含浸
せしめも、。しかる後、ケーブルを解体して、ケーブル
のあらゆる眉間に、絶縁油がいきわたっているかどうか
を肉眼で判定する。
ランクA:全面に均一にいきわたっているランクロ:微
かに油のない点が存在するランクC:油のない部分が面
状に存在する油浸絶縁材料としては、ランiAであるこ
とが必要であるが、低圧の用途ではランクBでも使える
場合がある。ランクCでは、油浸絶縁材料として不適格
である。
αη電気絶縁油:鉱油、ヒマシ油、綿実油、アルキルベ
ンゼン、ジアリルアルカン、ポリブテン油、シリコン油
など、各種公知の電気絶縁油の総称である。
次に実施例に基づいて、本発明の実施態様を説明する。
実施例1゜ アイソタクチック構造含有率97.6%、メルトインデ
フ2フ6 ペレットを、押出機に供給して、260℃で溶融押出し
、T字型口金からシート状に吐出せしめk。
この溶融シートを、30℃の冷却ドラムに巻きつげて冷
却固化し、厚さ約300μmのシートを作った。このシ
ートを一組の圧延ロール(ローノン直径2 5 ’O 
rrun )の間に挿入して、約10倍に圧延した。
圧延圧力は5 0 0 Ky/an 、圧延ロールの温
度140℃とし、ポリエチレングリコールでシフト表面
を濡らしつつ圧延した。得られた30μm厚みのフィル
ムを、130℃の雰囲気中に入れ、長手方向に1%の弛
緩を与えつつ、10秒間熱処理した。次に、このフィル
ムを13 0 ℃に加熱されたエンボスロールの間を通
して、フィルムの両面に、約100メツシユのサンドブ
ラスト加エバターンを転写せしめた。次に、このフィル
ムを緊張状態のまま、120℃の雰囲気中に10時間保
持して、エージング熱処理し、これを室温まで徐冷した
。かくして得らレタフィルムを22肌に切ったテープヲ
作った。
このテープを150sq  のより線に1/aラツプで
10枚まいた。その上に0,1M中22Bの銅テープを
1/3ラツプで巻いた。このケーブルにアルキルベンゼ
ン(10ST30℃)を含浸しケーブルを完成した。こ
のケーブルの油の流通度合、又インパルス破壊強度を求
め、無延伸フィルムのそれに対する比を求めた。
密度(g/c1n8) : 0.910複屈折    
 :0.030 両軸方向の強度比:10.2 熱収縮率(2)):1.3 表面粗さくRmax) (μm)  : 12,5膨潤
度し)   : 、9.1、 絶縁油の流通性    :ランクA インパルス破壊強度  :2.1 この結果から、本発明ケーブル用絶縁層が絶縁油による
膨潤が小さく、しか狐絶縁油の流通性もすぐれており、
かつ高インパルス強度を有しているので、油浸電気絶縁
ケーブルとして極めて有用であることがわかる。
比較例1。
市販の無延伸PPフィルムおよび油浸コンデンサー用と
して市販されている二軸延伸PPフィルムをまいたケー
ブルの緒特性を比較のため、以下にまとめて示しておく
無 延 伸 二軸延伸 PPフィルム  PPフィルム 密度( g/c!IL8)    0.899   0
.905複屈折         0.003    
0.018両軸方向の強度比    1.a     
1.9熱収縮率(%)       0      2
.8表面粗さくRmax) (μm)    0.6 
  0.9膨潤度(%)   11.6 6.3 試験ケーブルの絶縁油の流通性  ランクCランクCイ
ンパルス強度     11.3 これらの数値を上記実施例の本、発明フィルムと比較す
ると、本発明の優位性か明らかである。
大阪市此花区島屋1丁目1番3 号住友電気工業株式会社大阪製 作所内 ■出 願 人 住友電気工業株式会社 大阪市東区北浜5丁目15番地

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)密度0.905〜0.915 g 7cm8 、
      複屈折(1,02Q〜0.085 。 両軸方向の強度比(長手方向引張強度/幅方向引張強度
    )5〜15の範囲にあり、かつ、その片面または両面の
    表面粗さくRrrIax)が1〜50μmの範囲にある
    油浸電気絶縁用ポリプロピレンフィルムを導体上に巻い
    た油浸電気絶縁ケーブル。
JP10393783A 1983-06-09 1983-06-09 Yushindenkizetsuenkeeburu Expired - Lifetime JPH0239047B2 (ja)

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CA000456041A CA1220533A (en) 1983-06-09 1984-06-07 Electric power cable
EP19840106571 EP0129755B1 (en) 1983-06-09 1984-06-08 Electric power cable
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EP0129755B1 (en) 1988-03-09
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