JPS6123735B2

JPS6123735B2 -

Info

Publication number: JPS6123735B2
Application number: JP54025317A
Authority: JP
Inventors: Koji Shimanuki; Shiro Hasegawa; Setsu Hanai; Shuji Kon
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1979-03-05
Filing date: 1979-03-05
Publication date: 1986-06-07
Also published as: JPS55117820A

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の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
ブのベースポリマーとして、エチレン・プロピレ
ン・ジエン・ターポリマー（以下EPDMと略称す
る。）と、高分子量のポリイソブチレンとを使用
し、これに、加硫剤ならびに必要な体積固有抵
抗、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、
加熱加硫させた場合、加硫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も流動する
ことのない、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)
EPDM100重量部、(ロ)高分子量のポリイソブチレ
ン10〜100重量部、(ハ)カーボンブラツク10〜90重
量部、(ニ)チタン化合物100〜650重量部に、(ホ)加硫
剤を配合した組成物を、薄板状に形成すると共
に、加熱加硫させて成り、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10⁸〜10¹²Ω・cm好ましくは、１×
10⁹〜１×10¹¹Ω・cm未満（但し、測定条件、
1KV、以下同じ）、厚さ方向の誘電率が20〜150
（但し、測定条件、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，EPT＃0045（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）、ピスタロン
2504（米国、エツソスタンダード社商品名）等が
ある。これらのEPDMは、エチレンとプロピレン
（エチレン／プロピレン＝70／30〜40／60）と共
に少量のジエン化合物を共重合させたもので、ジ
エン化合物としては、DCPD（ジシクロペンタジ
エン）、ENB（エチリデンノルボーネン）、１，
４―ヘキサジエン等があげられる。またEPDMと
併用し得る他のゴム・プラスチツクとしては、酢
酸ビニル含量が20重量％程度のエチレン・酢酸ビ
ニルコポリマー（EVA）、エチレン・エチルアク
リレートコポリマー（EEA）、エチレン／プロピ
レン＝70／30〜30／70のエチレン・プロピレン・
コポリマー（EPM）、二重結合量が１〜２％程度
のブチルゴム、低密度ポリエチレン、１，４―ポ
リブタジエン・SBR・天然ゴム等がある。これら
のゴム・プラスチツクは、EPDM100重量部につ
き、最大100重量部まで配合することができる。なお、酢酸ビニル含量が20％未満のEVA、低
密度ポリエチレン、１，４―ポリブタジエンのよ
うなプラスチツクは、ゴム生地を固くしない範囲
でその適当量を配合することができる。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いる。(ハ)の
カーボンブラツクは、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導電性カー
ボンの他、フアーネスブラツクのような補強用カ
ーボンも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、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシ
ウム、チタン酸ベリリウムの如きチタン酸金属塩
が好適している。また、(ホ)の加硫剤としては、イオウ、２―メル
カプトベンゾチアゾール、２―メルカプトチアゾ
リン・ジベンゾチアジル・ジスルフイド、２―
（２，４―ジニトロフエニルチオ）ベンゾチアゾ
ールのようなチアゾール系加硫促進剤、テトラメ
チルチウラム・モノスルフイド、テトラメチルチ
ウラム、ジスルフイドのようなチウラム系加硫促
進剤、ジメチル・ジチオカルバミン酸ナトリウ
ム、ジエチル・ジチオカルバミン酸ナトリウム等
があげられる。なお、本発明においては、以上の配合剤の他
に、クマロン樹脂、フエノール系樹脂、テルペン
系樹脂、石油系炭化水素樹旨、ロジン誘導体の如
き粘着付与剤、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、ステアリン
酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム等
の高級脂肪酸塩、フエノール樹脂のような加工助
剤、Ｐ―キノンジオキシム、Ｐ，４′―ジベンゾ
イルキノンジオキシムの如き耐熱性付与剤、分子
量300〜3000のポリイソブチレンのような軟化剤
を配合することができる。本発明において、(ロ)〜(ホ)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)の高分子量ポリイソブチレンの配
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
未加硫ゴム成分が多くなつて必要な加硫特性、す
なわち、加硫後の引張強さ、伸びが不充分とな
る。(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大きくなり、コ
ロナ発生電圧が高くなる上に、抵抗分圧による電
界緩和効果が不充分となり、逆に90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、(ニ)チタン化合物が100重量部未満であ
ると必要な誘電率が得られず、650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。なお、(ホ)の加硫剤は、それぞれ必要な特性が得
られる範囲で適当量を使用する。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〜
10¹²Ω・cm、好ましくは１×10⁹〜１×10¹¹Ω・cm
未満、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
械的特性その他の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0.4
〜12mm厚さのシート状に成形し、常法により150
℃×30分程度加熱加硫して所定の巾に裁断するこ
とにより得られる。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、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、ベースポリマーは加硫されている
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、前記の(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１〜11 次表の組成物を厚さ0.5mmのシート状に成形し
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。得られた電界緩和自己融着テープの特性を、
同表中に示す。

【表】

【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の端部を段剥して、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・プロピレン
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
ンとのポリブレンドベースに、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。

【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・ジエンターポリマ
ー100重量部、(ロ)高分子量のポリイソブチレン10
〜100重量部、(ハ)カーボンブラツク10〜90重量
部、(ニ)チタン化合物100〜650重量部に、(ホ)加硫剤
を配合した組成物を、薄板状に形成すると共に加
熱加硫させて成り、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10⁸〜10¹²Ω・cmであり、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組成物は、エチレン・プロピレン・ジエンタ
ーポリマー100重量部あたり、100重量部未満の他
のゴム・プラスチツクを含有する特許請求の範囲
第１項記載の電界緩和自己融着テープ。３他のゴム・プラスチツクは、エチレン・酢酸
ビニルコポリマー・エチレン・エチルアクリレー
トコポリマー・エチレン・プロピレン・コポリマ
ー、１，４―ポリブタジエンおよび低密度ポリエ
チレンから選ばれた１種又は２種以上のゴム・プ
ラスチツクから成る特許請求の範囲第２項記載の
電界緩和自己融着テープ。４チタン化合物は、二酸化チタン又はチタン酸
金属塩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加熱加硫された薄板状の組成物は、物体上
へ、10％以上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１×10⁹〜１×
10¹¹Ω・cm未満であり、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４項のいず
れか１項記載の電界緩和自己融着テープ。６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・ジエン・ター
ポリマー100重量部、(ロ)高分子量のポリイソブチ
レン10〜100重量部、(ハ)カーボンブラツク10〜90
重量部、(ニ)チタン化合物100〜650重量部に、(ホ)加
硫剤を配合した組成物を、薄板状に成形すると共
に加熱加硫させて成る電界緩和テープの巻回によ
る長手方向の体積固有抵抗が10⁸〜10¹²Ω・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高圧電力
ケーブルの終端部。７ゴム・プラスチツクー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６項記載の高圧電力ケーブルの終端部。