JPS6123734B2

JPS6123734B2 -

Info

Publication number: JPS6123734B2
Application number: JP53139202A
Authority: JP
Inventors: Shiro Hasegawa; Koji Shimanuki
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1978-11-10
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1986-06-07
Also published as: JPS5566218A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、電界緩和自己融着テープおよび該テ
ープを利用した高圧電力ケーブルの終端部に関す
る。従来から、例えば、第１図に示すように、高圧
電力ケーブル１終端部における電気的ストレスを
緩和する目的で、電気的ストレスの集中するケー
ブルの外部半導電層２および銅テープ遮蔽層３か
ら架橋ポリエチレン絶縁層４へ跨つて、高誘電率
の熱収縮チユーブ５を密接被覆することが行なわ
れている。しかるに、かかる従来の高圧電力ケーブルの終
端部では、形成にあたつて、熱収縮チユーブを収
縮させるために火気を使用する必要があり、火災
のおそれがあるうえに、電力ケーブルのサイズに
応じて内径の異なる数種類の収縮チユーブを用意
しなければならないという難点があつた。更に、
一般に、熱収縮チユーブの伸縮性は、わずかなも
のであるため、ケーブルの熱伸縮に追随すること
が困難であつて締付力がケーブルの熱伸縮に応じ
て変化し、更には、往々にして熱収縮チユーブと
ケーブル絶縁層との間に空隙が生ずるという欠点
があつた。また、このような高誘電率の熱収縮チユーブに
かえて、片面に粘着層を設けた高誘電率のプラス
チツクテープを、段剥したケーブルの銅テープ遮
蔽層から絶縁層へ跨つて巻回し、ケーブル終端の
電界緩和をはかる方法も知られているが、従来公
知の高誘電率のプラスチツクテープでは、これを
絶縁層上へ巻回する場合、伸びが殆んどないため
巻付作業が困難であるうえに、ケーブル終端が使
用時高温となつた場合に、粘着層が流動して密着
性が損なわれるという難点があつた。本発明者等は、かかる従来の欠点を解消すべく
鋭意研究をすすめたところ、かかる高誘電率テー
プのベースポリマーとして、有機過酸化物により
架橋されるタイプのエラストマーと、有機過酸化
物により分解されるタイプのエラストマーとを使
用し、これに電界緩和に必要な体積固有抵抗なら
びに誘電率を発現するに充分な量の導電性カーボ
ンとチタン化合物とを配合し、薄板状に成形後、
有機過酸化物の分解温度以上の温度で加熱した場
合、架橋テープとしての優れた引張強さと耐熱性
とを具備し、同時に、加圧時にコールドフローし
て、空隙を充填し、かつ、テープ層間を一体に融
着させる特性を具備する高誘電率テープが得られ
ることを見出した。すなわち、本発明の第１の目的は、火気を使用
することなく容易に施工し得る電界緩和テープを
提供することにある。また、その第２の目的は、
常時ケーブルの絶縁層に対して必要な締付力を与
え、ケーブルの熱伸縮によつても特性の変化のな
い優れた電界緩和効果を発揮する電界緩和自己融
着テープを提供することにある。更に、第３の目
的は、ケーブル終端部の昇温によつて流動するこ
とない、耐熱性に優れた電界緩和テープを提供す
ることにある。更に又、その第４の目的は、巻回
時、テープエツジにより生ずる断面三角形の微少
空隙を、コールドフローにより経時的に消減さ
せ、コロナ発生電圧を低いレベルに抑制する電界
緩和自己融着テープを提供することにある。そし
て、本発明の第５の目的は、かかる電界緩和自己
融着テープを使用した優れた電気特性を具備する
電力ケーブルの終端部を提供することにある。本発明の電界緩和自己融着テープは、(イ)エチレ
ン・プロピレン・コポリマー（EPM）、エチレ
ン・プロピレン・ジエン・ターポリマー
（EPDM）、これらの混合物若しくはこれらと他の
オレフイン系重合体との混合物100重量部、(ロ)高
分子量のポリイソブチレンまたはブチルゴム10〜
100重量部に対して、(ハ)導電性カーボン、(ニ)チタ
ン化合物および(ホ)有機過酸化物を配合した組成物
を、薄板状に成形すると共に、前記有機過酸化物
の分解温度以上の温度に加熱して架橋させてたも
のであつて、物体上へ10％以上延伸しながら巻回
した状態で、巻回軸の、長手方向の体積固有抵抗
が10⁸〜10¹¹Ω・cm好ましくは、10⁹〜10¹⁰Ω・cm
（但し、測定条件、D.C 1KV以下同じ）、厚さ方
向の誘電率が20〜150（但し、測定条件、9V，
1KHz、以下同じ）の特性を備えている。 (イ)のEPDMとしては、EPT＃1045，EPT
＃3021（いずれも三井石油化学社商品名）ノルデ
ル＃1040（米国、デユポン社商品名）、ロイヤレ
ン＃305、ロイヤレン＃501（いずれも米国ユニロ
イヤル社商品名）、ビスタロン2504（米国、エツ
ソスタンダード社商品名）等があり、EPMとし
ては、デユトラール（イタリア国、モンテカチー
ニ社、商品名）、エンジエイEPR（米国、エンジ
エイケミカル社商品名）等がある。また(ロ)のポリ
イソブチレンとしては、平均分子量50000〜
110000程度のものが適しており、ブチルゴムは、
一般に絶縁ゴムとして使用されているものを、そ
のまま使用するこができる。(ハ)の導電性カーボン
は、アセチレンブラツク、バルカンXC―72（米
国、キヤボツト社商品名）、その他の公知の導電
ゴム配合に使用されるカーボンブラツクを使用す
ることができる。更に、(ニ)のチタン化合物として
は、二酸化チタンやチタン酸バリウムが好適して
いる。(ホ)の有機過酸化物としては、ジ―α―クミ
ルパーオキサイド（DCP）ターシヤリーブチル
トリフエニルメチルパーオキサイド、ジ―α―Ｐ
―クミルパーオキサイド等を使用することができ
る。なお、これらの有機過酸化物と共に、イオウ
その他の架橋助剤を併用してもよい。なお、以上の配合剤の他に、必要に応じて、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチル
アクリレート共重合体、ポリエチレンの如き、他
のオレフイン系重合体や、タルク、クレー、シリ
カ、水酸化アルミニウムの如き鉱物質充填剤、ト
リアリルイソシアヌレート、ジビニルベンゼンの
如き架橋助剤、ステアリン酸の如き加工助剤、Ｐ
―キノンジオキシム、Ｐ・P′―ジベンゾイルキノ
ンジオキシムの如き耐熱性付与剤、低分子量のポ
リイソブチレン、テルペン系樹脂の如き粘着性付
与剤、老化防止剤の如き他の添加剤を配合するこ
とも可能である。なお、他のオレフイン系重合体
を使用する場合には、EPDMとEPMの合計量の
１／２以下の量とすることが望ましく、また酸性
の鉱物質充填剤を使用する場合には、架橋阻害を
防止するため、予じめアミンその他のアルカリ性
物質で表面処理をしておくことが望ましい。本発明において、(ロ)の配合量を前記した範囲に
限定したのは、次の理由による。すなわち、(ロ)のブチルゴム等の配合量が10重量
部未満では、必要な粘着性および自己融着性が得
られず、逆に100重量部を越えると有機過酸化物
がブチルゴム等の分解に消費されて必要な架橋特
性、すなわち、架橋後の引張強さ、伸びが不充分
となる。なお、(イ)および(ロ)のベースゴムの合計量
100重量部あたり、(ハ)の導電性カーボンが10重量
部未満であると得られるテープの体積固有抵抗が
小さくならず、抵抗分圧による電界緩和効果が不
充分となり、逆に60重量部を越えると体積固有抵
抗が小さくなり、使用時電界緩和自己融着テープ
の巻回層が抵抗発熱するようになる。更に、ベー
スゴムの合計量100重量部あたり、(ニ)のチタン化
合物が50重量部未満であると電界緩和に必要な誘
電率が得られず、400重量部を越えると、ベース
ポリマーへの配合が困難となり、更にテープの機
械的特性が低下するようになる。なお、200重量
部を越えるチタン化合物を配合する場合には、公
知の適当な加工助剤を併用することが望ましい。
また更に、ベースゴムの合計量100重量部あた
り、(ホ)の有機過酸化物が0.5重量部未満では、架
橋が不充分となつて、必要な機械的強度が得られ
ず、逆に10重量部を越えても本発明の効果は、さ
ほど向上せずかえつて経済的な面で不利となる。
なお、本発明の電界緩和自己融着テープが充分な
電界緩和効果を発揮するには、物体上へ10％以上
延伸しながら巻回した状態で巻回軸の長手方向の
体積固有抵抗が10⁸〜10¹¹Ω・cm、好ましくは10⁹
〜10¹⁰Ω・cm、厚さ方向の誘電率が20〜150、好
ましくは35〜80であることを要するが、これらの
特性値は、鉱物質充填剤の使用の有無、配合量の
多少によつても影響を受けるので、具体的な配合
は、機械的特性その他を勘案しながら上記範囲内
で実験的に決定することを要する。本発明の電界緩和自己融着テープは、以上の配
合成分を、バンバリーミキサー、オープンロール
その他公知の混練手段により充分混練した後シー
ト状に成形し、架橋用過酸化物の分解温度以上の
温度で架橋用過酸化物がほぼ完全に分解するに必
要な時間加熱処理して、所定の巾に裁断すること
により得られる。上記の加熱処理により、(イ)のベースポリマーは
架橋して、テープに、必要な機械的特性および耐
熱性を付与し、同時に、(ロ)のブチルゴム等は、分
解してチープに粘着性とコールドフロー特性を付
与する。以上のようにして得られる電界緩和自己融着テ
ープは、良好な機械的特性、耐熱性ならびに粘着
性、自己融着性を具備し、かつ、所定の体積固有
抵抗ならびに高い誘電率を具備しており、これ
を、段剥して銅テープ遮蔽層、外部半導電層およ
び絶縁層を露出させたゴム、プラスチツク絶縁電
力ケーブルの銅テープ遮蔽層から絶縁層に跨つて
巻回した場合、優れた電界緩和効果を発揮する。
更に、常時絶縁層へ強い緊締力を及ぼし、かつ、
巻回時にテープエツジにより生ずる断面三角形の
微少空隙は、経済的に、テープのコールドフロー
により充填されるので、ケーブルの熱伸縮の有無
に拘わらずコロナ発生レベルは高い安定した値に
保持される。更にまた、ベースポリマーは架橋さ
せているので、ケーブル終端部が使用中高温状態
となつても巻回層の全体が流動するようなおそれ
はない。なお、銅テープ遮蔽層上へ電界緩和自己
融着テープを巻回するにあたつては、予じめ、銅
テープ遮蔽層上へ半導電性自己融着テープを巻回
して、銅テープ端を抑えた後その上から電界緩和
自己融着テープを巻回することが望ましい。ま
た、電界緩和自己融着テープの巻回層上には、防
食層を形成することが望ましい。このような防食
層は、電界緩和自己融着テープ巻回層上へ、前記
(イ)、(ロ)の成分をベースとする自己融着テープ、又
はブチルゴムをベースとする自己融着テープによ
る巻回層を介して、ビニル粘着テープの巻回層を
設けることにより形成される。なお、防食層は電
界緩和自己融着テープ巻回層上へ、各種のゴム、
プラスチツクから成る熱収縮チユーブあるいはビ
ニル粘着テープ単独により形成することも可能で
ある。次に実施例について記載する。実施例１〜３

【表】

【表】第１表の組成物をシート状に成形して、150℃
で15分間加熱処理し、次いでこれをテープ状に裁
断して電界緩和自己融着テープを得た。その機械
的特性および電気的特性を第２表に示す。

【表】実施例４第２図に示すように、6.6KVの架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブル６の端部を段別して、銅テー
プ遮蔽層７、外部半導電層８、架橋ポリエチレン
絶縁層９およびケーブル導体１０を露出させ、銅
テープ遮蔽層７を、半導電性自己融着テープ１１
により抑え巻きした後、銅テープ遮蔽層７から、
架橋ポリエチレン絶縁層９に跨つて実施例１の厚
さ１mmの電界緩和自己融着テープ１２を２倍に引
き伸ばしながら１／２ラツプで巻き付けた。しかる後これらの上へ、エチレン、プロピレゴ
ムベースの自己融着テープ１３を巻回し、更にエ
チレン・プロピレンゴムベースの熱収縮チユーブ
１４を被覆収縮させて、防食層を形成した。この
ようにして得られたケーブル終端のコロナレベル
は、第３図の通りであり、また電界緩和特性は第
４図の通りであつた。なお、図中比較例として示
したものは、ポリエチレンと塩素化ポリエチレン
とのポリプレンドベースに、カーボンブラツクと
水酸化アルミニウムとを添加して調整された体積
固有抵抗１×10¹⁰Ω・cm誘電率65〜70の組成物に
より製造された市販の電界緩和収縮チユーブを、
実施例１と同様に、段剥して、銅テープ遮蔽層、
外部半導電層、架橋ポリエチレン絶縁層およびケ
ーブル導体を露出させた6.6KVの架橋ポリエチレ
ン絶縁ケーブルの端部に、銅テープ遮蔽層から架
橋ポリエチレン絶縁層に跨つて被嵌させ、加熱融
着させると共に、更にその上に保護熱収縮チユー
ブを被嵌させ、加熱収縮させて成るケーブルの終
端部であつて、比較のために示したものである。実施例５〜９

【表】

【表】第３表の組成物により、実施例１と同様にし
て、電界緩和自己融着テープを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電力ケーブルの終端部を示す
説明図、第２図は、本発明の高圧電力ケーブルの
終端部を示す説明図、第３図及び第４図は同終端
部の特性を示すグラフである。１，６……電力ケーブル、２，８……外部半導
電層、３，７……銅テープ遮蔽層、４，９……架
橋ポリエチレン絶縁層、５……高誘電率の熱収縮
チユーブ、１１……半導電性自己融着テープ、１
２……電界緩和自己融着テープ、１４……熱収縮
チユーブ。

Claims

【特許請求の範囲】１ (イ)エチレン・プロピレン・コポリマー、エチ
レン・プロピレン・ジエン・ターポリマー、これ
らの混合物若しくはこれらと他のオレフイン系重
合体との混合物100重量部、(ロ)高分子量のポリイ
ソブチレンまたはブチルゴム10〜100重量部に対
して、(ハ)導電性カーボン(ニ)チタン化合物および(ホ)
有機過酸化物を配合した組成物を、薄板状に成形
すると共に、前記有機過酸化物の分解温度以上の
温度に加熱して架橋させて成り、物体上へ、10％
以上延伸しながら巻回した状態で、巻回軸の、長
手方向の体積固有抵抗が10⁸〜10¹¹Ω・cm、厚さ
方向の誘電率が20〜150であることを特徴とする
電界緩和自己融着テープ。２他のオレフイン系重合体は、エチレン・酢酸
ビニル共重合体である特許請求の範囲第１項記載
の電界緩和自己融着テープ。３チタン化合物は、二酸化チタン又はチタン酸
バリウムである特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の電界緩和自己融着テープ。４有機過酸化物の分解温度以上の温度に加熱さ
れて架橋された薄板状の組成物は、物体上へ、10
％以上延伸しながら巻回された状態で、巻回軸の
長手方向の体積固有抵抗が10⁸〜10¹¹Ω・cm、で
あり、厚さ方向の誘電率が35〜80である特許請求
の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の電
界緩和自己融着テープ。５段剥して、銅テープ遮蔽層、外部半導電層お
よび絶縁層を露出させたゴム、プラスチツク絶縁
電力ケーブルの前記銅テープ遮蔽層から絶縁層に
跨つて、(イ)エチレン・プロピレン・コポリマー、
エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマー、
これらの混合物若しくはこれらと他のオレフイン
系重合体との混合物100重量部、(ロ)高分子量のポ
リイソブチレンまたはブチルゴム10〜100重量部
に対して、(ハ)導電性カーボン(ニ)チタン化合物およ
び(ホ)有機過酸化物を配合した組成物を、薄板状に
成形すると共に、前記有機過酸化物の分解温度以
上の温度に加熱して架橋させて成り、物体上へ、
10％以上延伸しながら巻回した状態で、巻回軸
の、長手方向の体積固有抵抗が10⁸〜10¹¹Ω・
cm、長さ方向の誘電率が20〜150である電界緩和
自己融着テープを巻回したことを特徴とする電圧
電力ケーブルの終端部。６ゴム、プラスチツク絶縁電力ケーブルの絶縁
層は、ポリオレフインから成る特許請求の範囲第
５項記載の高圧電力ケーブルの終端部。