JPS6032924B2 - ケ−ブルの電界緩和用高誘電複合体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電力ケーブルのための電界緩和用高誘電率複
合体に関する。

周知の如く、電力ケーブルの終端部或いはケーブル同志
の接続部においては導体と遮蔽層間の電界緩和の高誘電
率を有する材料が配置される。この高誘電率材料として
は、各種ゴム、プラスチックス類に酸化チタン、チタン
酸バリウム等の高誘電体粉末を混入したものが一般的で
あるが、ポリマーにアルミニウム、亜鉛などの金属粉末
を分散させる等が試みられている。

この方法は、金属粉末の超微粒化の困難さと、金属とポ
リマー間の密着性の悪さ等により、その機械的強度が悪
いという欠点がある。ポリマーに導電怪力ーボンブラツ
クを混和すると、その絶縁抵抗が下り、誘電体損失、誘
電率も共に大きくなることは周知であるが、例えば天然
ゴムにカーボンブラックを添加し少し宛増量してゆくと
、初期はその電気特性は殆ど変らないが、或る量に達す
ると急激に変化する。

この急激な変化部分の再現性は配合量の正確さ、混合分
散の程度に著しく左右され、同一測定値を得ることは極
めて困難であることも又周知である。然るに、高誘電率
材料として求める特性値は、前記急激な変化を呈する部
分にある。

この発明の目的は以上の如き欠点のない且つ充分な再現
性のある安定した電気特性と機械的強度を有する高誘電
率材料を得ることである。

即ち、この発明は極性ポリマー単独又はそれと相溶性の
あるポリマーとの混合物に、カーボンブラック（特にサ
ーマルブラック）を混和してなるものをケーブルの接続
部、或いは端末部の電気的応力緩和要素として用いる高
誘電率材料に係わるものであり、ポリマーとしてはそれ
自体高誘電率（ど＝７以上）を有するアクリルゴム、ク
ロロプレン、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポ
ＩＪェチレン（塩素含有量２５〜４５重量％）、ヒドリ
ンゴム、塩化ビニル等いわゆる極性ポリマーが適当であ
り、相溶性のある極性ポリマー同志、又は極性ポリマー
と非極・性との混合物も用い得る。

使用目的から耐オゾン性の悪い主鎖に二重結合を有する
ものは除外した方がよい。この発明は、上記の樋性ポリ
マーとサーマルブラック（空気又は炎の存在なしに天然
ガスを熱分解させて得られるカーボンブラックで、粒子
径５０の仏以上と粒子が大きく、吸油量は０．６ｃｃ／
タ以下と少なく、通常ゴム等の補強剤に使用され、導電
材料としては不向きであるとして使用されていない）と
を、ポリマー１０の重量部に対し４０乃至１００重量部
の割合で配合することによって、両者間の界面分極によ
る安定した電気特性（高誘電率、高抵抗率）と、金属粉
末或はチタン酸化物等に比べはるかに機械的強度の優れ
、且つゴム弾性に富んだ高誘電率複合体に係わり、この
高誘電率材料は、ケーブルの端末、或いは接続部の電界
緩和に用いられるものであり、その特性の差により電界
集中に大きな相違が生じる。

ポリオレフィン絶縁ケーブルの場合、譲露率２０〜１０
の華度が有効であるが、実用上３０乃至５晩屋度で十分
可能である。なお、この発明においてポリマー１００重
量部に対してサーマルブラックを４０乃至１０の重量部
とした理由は、４の重量部禾満の少量では電界緩和効果
のある誘電体とすることが困難であり、逆に１０の重量
部を越える多量では得られる誘電体の誘電率のバラッキ
が第２図からも明らかなように大きくなって安定した値
が得られず、た誘電率が１００を越えるおそれがあり、
そのような誘電率の誘電体を用いるときは高誘電複合体
を用いた終織部の長さを長くしなければならないという
不都合があるからである。この材料をケーブルに実施す
るに際し、次の方法がある。

‘１１ 粘着層付テープ、自己敵着テープ等テープ形態
としてケーブルに巻く。

■ 内径をケーブルよりやや小径とした筒体になし、必
要によって滑剤をケーブルに塗布して圧入隊挿する。

【３｝ 加熱により収縮する熱収縮性の筒状体とし、ケ
ーブルに外挿して加熱収縮せしめる。

‘４｝ 筒状体になし第三の物で機械的に膨大せしめて
ケーブルを挿入後、その第三の物を取除いてケーブルに
密着せしめる。

この高誘電材料を使用に適するように軟化剤、粘着付与
剤、離型剤等を加え、必要に応じて各々のポリマーに適
した姿勢喬剤で架橋してケーブルの所要場所に、上記し
、ずれかの方法で使用すればよい。

又、架橋はしない場合もあり、化学架橋以外に放射線照
射による架橋も可能である。この発明の特性を証明する
実験の一例を極性ポリマーに塩素化ポリエチレンを用い
た場合について以下に述べる。

塩素化ポリエチレンに第１表に示すような４種類のカー
ボンブラックを、配合部第１表数を変えて混合し、ジク
ミルパーオキサィドで加熱架橋してシートを形成した。

これらの電気的特性は第１，２図に示す如くである。即
ち、図面に明らかな如く、Ｃ，Ｄのサーマルブラックを
混入した場合は譲露率３０〜４０を得やすい曲線を示し
ている。又、Ａの如く、アセチレンブラックのものは第
２図に示すように立ち上りが激しく安定した特性を得る
のは難かしい。ＢのファーネスプラックはＣのサーマル
ブラックＦＴ‘こ次ぐ安定性を示し、実用に供し得ると
はいえ、Ｃ又はＤのサーマルブラック混入のものを比較
すれば好ましいものとはいえない。誘電率３０乃至４０
を示すサーマルブラック（ＦＴ）７５部、（ＭＴ）９５
部の物理特性は第２表第２表の通りで、その特性は極め
て優れたものである。

次に、この発明に係わる素材を実際のケーブルに用いた
実施例を示す。〔実施例 １〕 塩素化ポリエチレン（昭和油化製 ェラスレン４０１Ａ） １０の重量
部ェポキシ樹脂（シェル石油製ェピコート８２８）
１０ 〃ＴＣＰ（大八化学製可
塑剤） １５ 〃サーマルブラック（胆力ー
ボン製旭サーマル） ７５ 〃ステ
アリ酸（日本油脂製） １ ″ジクミルパーオ
キサイド（三井石油化学製）
３ 〃トリアリルシアヌレート（武蔵野化学研究所製
） ２ 〃以上の諸原料を混和し、
約１側厚さのシートに加硫し、その特性は次の通りであ
る。

誘 電 率 ｓ ３５ 体積固有抵抗 Ｑ−狐 ２．５×１び１ 更にこの複合体をケーブル端末部に適用した効果を調べ
るため、ケーブル絶縁体外径よりやや小さい内径で、肉
厚２側の筒状体に加硫成型し、その内面及びケーブル絶
縁体上にシリコングリスを塗布して圧隊入し、その電気
的特性を該筒体を用いない対照区と比較した。

その結果は第３表の通りである。第３表 〔実施例 □〕 塩化ビニール（菱日■製） １０の重量部ご
−７００（日本ラィヒホルド製可塑剤）
４０ 〃ＣＤＰ（大八化学製可塑剤）
２０ 〃サーマルブラック（旭カーボン製旭
サーマル） ８０ 〃ＴＣＣ（
水沢化学製安定剤） １０ 〃上記の諸原料
を混和し約１帆厚のシートにし、その特性は次の通りで
ある。

誘電率ご ３８ 体積固有抵抗 ○一肌 ８×１び。

上記混和物を厚さ約１．５肋の筒状体に押出成型し、加
熱膨張せしめて熱収縮チューブとし、ケーブル端末に装
着し、第４表に示すような特性を得た。

第４表 以上実施例に示す如く、本発面の高譲雷率材料はケーブ
ルの接続、端末部の電界緩和に優れた特性を示し、且つ
外蚤寸法の縮少が可能で、又構造の簡単さから製造が容
易であり、その工業的価値は大なるものである等の効果
を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、塩素化ポリエチレンに種々のカーボンブラッ
クを混和したときの誘電率を示す対照図、第２図は同じ
く誘電率との対照図である。 第１図多２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 極性ポリマー単独又はこれと相溶性のポリマーとの
   混合物に、粒子径５０ｍμ以上で、且つ吸油量が０．６
   ｃｃ／ｇ以下であるサーマルブラツクをポリマー１００
   重量部に対し４０乃至１００重量部の割合で混合したこ
   とを特徴とするケーブルの電界緩和用高誘電複合体。 ２ 極性ポリマーが塩素含有量２５乃至４５重量％の塩
   素化ポリエチレンである特許請求の範囲第１項記載のケ
   ーブルの電界緩和用高誘電複合体。 ３ 極性ポリマーが、それ自体の誘電率が７以上のポリ
   マーである特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれか
   に記載のケーブルの電界緩和用高誘電複合体。