JPS6010504A - 電気絶縁物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ほほ１ｎｋＶ以上の前圧用の、粕にケーブル
や電線《二おける、ポリオレフィン基を持った電気絶縁
物Ｃ１蘭するものである。

〔従来の技術〕

電気的に負荷されたポリオレフィン絶縁物には「電気化
学的トリーインクｊ（ＥＣＴ）または「水トリーインク
」と言わノｔる現象が進行することがある。この現象は
とくに台成枢１脂絶縁の高圧ケーブルの４’Ｕ幀性の観
点から重要であるが、樹枝状の模様、いわゆるＥＣＴ組
識の発生に導く。

適当な着色によって特にコンｒラストよく微細に目で見
ることができるＥＣＴ組識の光学的に現わλｔだ像は非
常に多様である。しかし、基本的には次の２つの形に区
別される。

一「抜は出し形トリー（　ｖｅｎｔｅｄ　ｔｒｅｅｓ　
）　ｊ絶縁物の表面から発してその内部へ延びる。

−　［らようイ・クタイ形Ｉ・リー（　ｂｏｗ−ｔｉｅ
ｔｒｅｅｓ　）　Ｊ　、絶縁物の内部に生ずる。

ＥＣＴ形成の機・１１０はこれまで明らかでない。しか
し一般には、ＥＣＴ組織の形成には′電界および・ｒｊ
極性液体、特に水の存在が必要であることが推定される
。それ故ＥＣＴη１１１織は水トリーとも呼ばれる。水
トリーの発生場所には、不純物、凝集した混合物、空洞
、空隙、裂は目あるいは界面のような欠陥部が常に存在
するように思われるが、しかしそＪｔらからはそれぞれ
水トリーの形成のための一部分だけが起こるにすぎない
。量産的規模で作られろ絶縁物において完全には避ける
ことのできない欠陥部から、樹脂状の組織が電界方向に
延びる。

ＥＣＴ組織は絶縁材料の局部的な変化を示すので、それ
は絶縁物の損傷を、特に貫通絶縁強度に関して引き起こ
すことがある。それ散水トリーの成長全阻止するか、少
なくとも遅らせるために従宋Ｌり多くの研究が行われて
いる。

水トリーの形成をｔｊ目止する手段の−っは、たとえば
鉛またはアルミニウムからなる金属被覆を絶縁層に設け
ることである。しかし、このような水分遮蔽層を有する
ケーブルは高価なばかりでなく、金属被覆なしのケーブ
ルに比べて重量も大であり、そのため取扱いにくい。

この理由から、ＥＣＴ組織の形成を絶縁層（または隣接
層）に対して添加物を加えることによって阻止すること
が試みられている。その場合用いられる多数の化合物の
中から例えば次のものがあげられる。ステアリン最鉛（
ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４２５７６０号明細
書または英国特許第１４７３８６７号明細書）、塩化す
）Ｊラムおよび硫醗ナトリウムまたは他の強電解質（ド
イツ連邦共和国特許出願公告第２５３７２８３号明細書
または米国特許第４０４２７７６号明細書）、塩化カル
シウムおよび塩化マグネシウムのような安定して水化物
を形成する塩、および塩基性無水物（ドイツ連邦共和国
特許出願公開第２８１７８０４号明、１ｉｉｉＩ書また
は英国特許第１５８４５０］号明細、珪）、シリカゲル
および五酸化リン（ドイツ連邦共和国−ト￥許出１頭公
開第２７５４３３６号明ｉ：ｎ占）、有機シラン（米国
特許第４１４４２０２咄、同第４２１２７５６号、同第
４２６３１５８吋各明細出、ドイツ連邦共ｆｕ国特許出
願公開第２８０５８７５号明細籍）、酸化鉛および塩１
に性鉛化合物（ドイツ連邦共和国特許出願公開第２５２
３８４４吋、同２°８０６７５２号各明細跡）、有機イ
ソシアン酸塩（米国特許第４２８２３３３−シ明細１１
１）、高σ子材料に結合されたシラン化合物（ドイツ連
邦共ト１］国特許出願公開第２９３５２２４号明細、！
４）、ジクトンまたはサリチル酸、ンソフ塩基の金属錯
体（ヨーロッパ特許Ａ１−１Ｊ。

０２７３００号明細占）。

しかし、他方では塩化合物や７Ｅ解質を添加するという
提案とは逆に、絶縁物中の細かく分散された水溶性およ
び／または吸湿性の塩の含有匿を絶ｒ、ａ　ｑ矩：　、
ｂ）　シて１０　ｐｐｌｎ以下、好ましくは１１０−４
ｐｐ以下に保つことがすでに提案されている（ドイツ連
邦共和国特許出願公開第２９１１７５６号明細用）。

しかし２、これらのすべての方法は、部分的には１・目
反するものではあるが、なお望ましい結果をもたらさな
かったことが（男らかになってい乙。１９８０年のシグ
レ（ＣＩＧＲＥ’）すなわち国際高電圧会議に関する報
告中（雑誌「Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ　Ｊ　７ユ。

１９８］、第４４８ページ以下参照）に、湿気の侵入を
防止するために（高圧）ケーブルに水′、ソ性の金属遮
断を設けることが勧告されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、初めに述べたよう
な電気絶縁物において、水トリーの形成を適当な添加物
によって有効かつ持続的に防止し、そオｔにより金属被
１九のような高価な手段を省略し得るようにすることに
ある。

〔問題点を解決するための手段と作用〕本発明によれば
上述の問題点は、電気絶縁物が添加物として少なくとも
マダイ・シウム、カルシウム、またはアルミニウムのア
ルコラ’−トを含むことによ−って解決される。

本発明の、絶縁物に含まれる（Ｍｇ、Ｃａ、Ａ１の）金
属アルコラードというのは以下に述べる構ノ１〜の加、
Ｊり分２子性のｆヒ舎物である。すなわち、Ｍ〆○ＬＢ
、、　Ｃａ（ＯＲ）ｚ　、およびＡＩ（ＯＲ）、１がそ
れである。ここで、Ｒは当該アルコール（、ｒｔｏ）ｒ
）からＪ′ンかれる有機残基である。各Ｒは同じことも
あり、ｂ°１コなることもあり、とくに次の意味を持っ
ている。つまり、１〜２４Ｃ−原子、ヅクロアルキル、
トくにシクロヘキシル、またはベンジルのようなアルカ
リルな（了するアルキル（ｎ−アルキルまたはイソアル
ギル）がそれである。

本発明の添加物を用いることにより、一方では屯気晩１
７材１４におけるＩＤ　ＣＴの形成が抑制さ、＋ｒ、池
ノ）ではこの１ヒ片物によりイ〕効添加物の供給源が］
法人される。この９ｋ　ｉイロネはバルビッル酸や２−
チオバルビッル酸およびそλｔらの誘導体にまで及び（
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２０２８２８°弓明
ｒｆｌｌ　’ｉ’；ｉ’　）　、また、無水性のアルカ
リリン酸塩またはアルカリ土リン酸塩および加水性のリ
ン液エステル（ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２０
２８９６号明細書）、さら（晒は重金属イオンに対して
吸着活性であるかイオン交換で重金属を結合する一定の
粒子径のＡオ料、たとえば発熱性および／または沈降性
のケイ１没ならひに酸化アルミニウム、アルミニウム水
酸化物、アルミノケイ酸塩などを用いることができる（
ドイツ連邦共和国特許出願公開第３３４８９８８号明細
書）。

ヨーロッパ特許出願公開第００５７２８６号明細書によ
り、ＥＣＴに対する抵抗力な湧めるために、鉱物性の添
加充填材を含まず、エチレン１合体および有機チタン酸
塩をたっぷりと含んだ［ヒ合物が知られている。ここで
チタン酸塩゛ｒｉ（ＯＲ）４の作用は、これが加水分解
性であって、アルコールを生成することである。そのア
ルコールはさらに水トリー形成の際の抑制体として働く
。すなわちチタン酸塩はＴ＞ＣＴ抑制体であるアルコー
ルに対する一種の保管形態である。

これと対照的に本発明の絶林物においては、アルコラー
ドから加水分解によって生ずる水酸化物（Ｍｇ　、Ｃａ
　、　Ａ　Ｉの水酸化物）に決定的な意味がある。すな
わちこの水酸化物は、絶縁物中に存在してＥＣＴを形成
させる不純物を多分コロイド状に包囲し、ＥＣＴの形成
を閉止するものと思われる。：ｔ！＜べきことに、この
作用は、元素の周期表の第２族および第３、疾の金属の
アルコラード、よＱ正イ；／ｉにはマグｄ・ノウム、カ
ルシウムおよびアルミニウムのアルコラードがノ１ｊい
られたときほう土いＪ７−合Ｃ二達成される。

本究明の電気絶縁物はケーブルや″心線のほかにソノヅ
ングやスリーブなどにも用いることができる。これらの
絶縁材料では原則としてポリオレフィン、牛５に架橋拐
または非架橋材が用いらオする。

１′５に本発明の絶縁物ではポリエチレン（Ｐｆ２）お
よび架橋ポリエチレン（ＶＰＥ）が用いらオする。

しかし、それと共にエチレン共重合体、たとえばエチレ
ン−プロピレン−共重合体（Ｅ　Ｐ　Ｒ）　、エチレン
−ビニルアセタート共重合体（ＥＶＡ）、およびエチレ
ン−アルキルアクリラート共重合体（たとえばエチレン
−エチルアクリラート共重合体およびブナルアクリラー
ド共重合体）、またはエチレン−プロピレン−ジエン−
チル重合体およびこオｔらのエチレン共重合体およびエ
チンンーテル重合体およびポリオレフィン、特にポリエ
チレンおよびポリプロピレンとの混合物などを用いるこ
ともできる。上述の重合体または重合体混合物は架橋さ
オｔていても、非架橋でも＃ｆｌ１７）ることができる
。その場合、架橋は好ましくは過１変化に゛よって行う
か、または高エイ、ルギー毘線によって行うのがよい。

場合によっては、この絶縁材料に酸（ヒ安定剤を添加す
ることもできる。

添加物の含有晴は″電気絶縁物の全軍）二対してほぼ０
．０５へ１０重＠係である。ケーブルおよび電線の場合
、固有の絶縁層のアルコラードは電界制限層すなわち内
側および／または外・廁の導体層にも添加することがで
きる。その場合−添加物は一つの層の中に、または全Ｉ
ｉ′でｊ中に存在させることができる。その場合の添加
物の含有ｌはほぼＯ】〜５重喰係である。好ましくはア
ルミニウムアルコラードが用いられる。

〔力施例〕

次に本発明の実施例について説明する。

水トリーの形成が減少されるのを立証するためζ二、高
純ＩＷで安定化されない低密度の熱可塑性ポリエチレン
（ＬＤＰＥ）から、３　＋、ｔｍの厚さの板で添加物を
含むもの及び含まないものを作った。その１ん臀り木１
ζ明の絶縁物を作るために、板材の一部に、圧縮の１）
１」に種々の濃度のアルコラードを均一に混入した。板
状の試料に］ＯｋＶ、５０Ｉ（Ｚの′１１テ気的負荷を
かけ、両面は７０℃に加熱された３楚のｊ）ｆｌ、；ナ
トリウム溶液と直接接触させた。負荷時間は１３０時間
であった。

実験結果によれば、アルコラードを含む板状試１’ｌに
１・ま、同じ試験条件のもとで、アルコラード添！Ｉｌ
ｌ　物無しの試料に比べてＥＣＴ組織が僅か含まれるか
、全く含まλしないことを示す。さらにＥＣＴ組織の大
きさく二も顕著な差が認められる。すなわち、アルコラ
ード添加物無しの試料における電界方向のＥＣＴ組織の
長さの広がりは１５００μｍ（−も達しているのに対し
て、アルコラードを含む試料は５００μｍ以下のＥＣＴ
組織を示す。

０５〜１％の添加物の場合について具体例を示せば次の
とおりである。

（比較試験）　（１５００μｍ　− Ａ　Ｉ　（ｉ　０ＣＪｑ　）３　≦　５００　ｌ””　
ｉ％メチ／ｊ）ｆ（イＡ　１　（ｓｅｋ、０Ｃ４Ｈ９）
３−“無し〔発明の効果〕 本発明によれば、わずかなアルコラード添加濃度でＥＣ
Ｔ組織を大幅に減少させることができ、したがって絶縁
物の電気特性には全く影＃を辱えないか、かりに影響さ
れてもごく偉力・（二すぎなし）という利点を得ること
ができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｊ）水トリー防市のための添加物を有するポリオレフィ
   ン基の高圧電気絶録物において、添加物として少なくと
   もマダイ・ゾクム、カルシウム又はアルミニウムのアル
   コラードを含んでいることを’；＋、ｙ徴とする電気栖
   縁物。 ２）４＋１成がＭｅ（ＯＲ）ｘ　のアルコラードを含み
   、Ｍｅ−Ｍｇ、Ｃａ又はＡＩ Ｘ”−２（Ｍｇ、　Ｃａの場合）又は３（ＡＩの場合）
   Ｒ＝１〜２４Ｃ原子、シフコアルギル又はアルカリル であることをφノＪ徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の電気絶縁物。 ３）添加物の含行用は全重電に対し０．０５〜ＪＯ重社
   憾、′ｌ）に０１〜５重は俤であることを特徴とする特
   許 記・代の電気絶縁物。