JPS6213763B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は油含浸電気機器に関するものである。
更に詳しくは、主として純鉛または鉛合金からな
る構成部材を有する油含浸電気機器、電気器材
（以下単に油含浸電気機器という）、たとえば、鉛
被覆油含浸ケーブルに関するものである。 鉛は、軟質であり、鋳造性が良く、展性が大
で、塑性加工性が良好であり、更に耐食性も優れ
ているなど、他の金属には見られない特殊な性質
を具備しているので、各種の油含浸電気機器の構
成部材として広く使用されている。 たとえば、所謂、OFケーブル、POFケーブル
（パイプタイプOFケーブル）などのような油含浸
ケーブルでは、含浸用電気絶縁油の漏洩防止も兼
ねて、鉛もしくは鉛合金で被覆することが多い。
このような被覆用鉛には純鉛も使用されるが、こ
の他種々の鉛合金も使用されている。 たとえば、鉛被覆油含浸ケーブルでは、被覆加
工時の加工性および被覆鉛としての機械的強度な
どの点、さらに、ケーブルは使用中に振動した
り、温度変化により膨張収縮するために繰返し応
力を受けることがあるので、高い疲労限度やクリ
ープ限度を有することが望ましいなどの点を考慮
して、鉛本来の好ましい性質、たとえば耐食性な
どを損なわない限度において、カルシウム
（Ca）、アンチモン（Sb）およびカドミウム
（Cd）など、種々の金属が種々の割合で添加され
た組成の鉛合金が被覆材として開発されて来てい
る。 一方、油含浸電気機器に使用される含浸用電気
絶縁油には、従来から、鉱油、ポリブテンまたは
アルキルベンゼンなどが使用されている。しか
し、近年、油含浸電気機器、たとえば、油含浸ケ
ーブルについては、印加電圧の高圧化、長寿命化
および小型化などの高性能化が要求されており、
この要求に対応するために、含浸用電気絶縁油お
よびケーブル導体の絶縁体などの研究開発が進め
られて来た。 殊に、交流の高圧送電用油含浸ケーブルに関し
ては、従来からクラフト絶縁紙に油を含浸させた
絶縁体が用いられているが、絶縁紙は誘電正接が
高く、誘電体損のために送電時の発熱量が大とな
り、送電容量が限られるという欠点があつた。そ
こで、これらの問題を解決するために、従来のク
ラフト絶縁紙に替えて、プラスチツクフイルムと
クラフト絶縁紙との複合フイルムが開発された。
この複合フイルムには、プラスチツク、たとえ
ば、ポリプロピレン繊維とパルプの混抄紙、プラ
スチツク、たとえば、ポリプロピレンとクラフト
紙との押出しラミネート紙、さらに、シラン架橋
ポリエチレンとクラフト紙とのラミネート紙など
のものが開発されている。 そこで、含浸用絶縁油それ自体としても、従来
の構造の油含浸電気機器に対しても、また上述の
複合フイルムを使用した油含浸ケーブルに対して
も、有用な含浸用絶縁油が研究開発され、炭化水
素油のほか、リン酸エステル、フツ素化油および
スルフオン化合物などが提案されている。 ところが、前述のように、油含浸電気機器、た
とえば、鉛被覆油含浸ケーブルにおいて、種々開
発されている被覆材としての純鉛もしくは鉛合金
の中には、上記の提案された含浸絶縁油のあるも
のに対して不適当なものがあることが見出され
た。 そこで、本発明者らは、鉛もしくは鉛合金と絶
縁油との種々の組合せを検討した結果、錫を少な
くとも0.05重量％含む鉛合金と芳香族環を二つも
しくは三つ有する化合物を含む絶縁油を組合せた
場合に、すぐれた電気特性を有する電気機器が得
られることを見出し、本発明を完成させたもので
ある。 すなわち、本発明は、純鉛もしくは鉛合金から
なる構成部材を有する油含浸電気機器において、
含浸用電気絶縁油が芳香族環を二つまたは三つ有
する化合物を含み、そして該絶縁油に接触する純
鉛もしくは鉛合金に錫を少なくとも0.05重量％含
有させたことを特徴とする油含浸電気機器に関す
るものである。 本発明は、含浸油と被覆材たる鉛との接触面積
が大きいという点から、特に鉛被覆油含浸ケーブ
ルに適した場合に有利である。 純鉛もしくは鉛合金には、錫を少なくとも0.05
重量％含ませることが必要であり、錫の量がこれ
より少ないと含浸油の電気特性を低下させ、たと
え芳香族環を二つまたは三つ有する化合物を含む
絶縁油を含浸させても、すぐれた電気特性の油含
浸電気機器、たとえば、鉛被覆油含浸ケーブルを
得ることができない。また錫の含有量は、好まし
くは0.1重量％以上であり、より好ましくは0.5重
量％以上である。 また、鉛被覆油含浸ケーブルのように、純鉛ま
たは鉛合金が構成部材である被覆材に使用される
場合には、被覆のための押出し加工時に、僅かな
量の錫の添加でも、金属の押出し圧が上昇する。
また鉛本来の加工性が失われ、さらに、酸、アル
カリおよび塩に対する耐食性が損なわれるなどの
点から、ケーブルの被覆材としては適当でなくな
るので、錫は最高5.0重量％まで含むことができ
る。 すなわち、鉛被覆油含浸ケーブルにおいては、
その構成部材たる被覆材として純鉛もしくは鉛合
金に錫を0.05〜5.0重量％含ませることが好まし
く、より好適には、その範囲は0.1〜3.0重量％で
ある。 さらに、本発明の純鉛もしくは鉛合金が上記の
範囲の錫を含む場合には、構成部材、たとえば、
被覆材として鉛に要求される機械的特性および耐
食性を損なわない限り、鉛合金中に鉛に対して添
加されることがある他の金属、たとえば、カルシ
ウム、アンチモン、カドミウムなどを含んでいて
も差し支えない。 また、本発明の含浸用電気絶縁油は芳香族環を
二つまたは三つ有する化合物を含むことが必要で
あつて、このような絶縁油を、前記のように錫を
含む純鉛もしくは鉛合金からなる構成部材を有す
る油含浸電気機器、たとえば、鉛被覆油含浸ケー
ブルに含浸させればすぐれた電気特性の電気機器
が得られるのである。 上記の芳香族環を二つまたは三つ有する化合物
は次のようなものである。 すなわち、芳香族環を二つ有する化合物として
は、ジアリールアルカン、ジアリールシクロアル
カンおよびジアリールアルケンなどのアルカン、
シクロアルカンもしくはアルケン型の化合物、ビ
フエニル、アルキルビフエニルおよびシクロアル
キルビフエニルなどのビフエニル型の化合物、ま
たはナフタリンおよびアルキルナフタリンなどの
縮合型の化合物である。 ジアリールアルカンとしては、フエニルトルメ
タン、フエニルキシリルメタンなどのジアリール
メタンおよびフエニルキシリルエタン（日本石油
化学社製、商品名ハイゾールSAS―10E）などの
ジアリールエタンがある。 ジアリールシクロアルカンとしては、ジフエニ
ルシクロヘキサン（米国モンサント社製、商品名
HB―40）およびスチレンの飽和環状二量体な
ど、またジアリールアルケンとしてスチレンの不
飽和線状二量体などがある。 これらのアルカン、シクロアルカンもしくはア
ルケン型の化合物は下記の一般式（）で表わす
ことができる。 式中、R₁は飽和または不飽和の直鎖もしくは
分岐脂肪族炭化水素残基または脂環族炭化水素残
基であつて、R₂およびR₃はそれぞれ水素または
一つもしくは複数のアルキル基である。 アルキルビフエニルは、モノもしくはジイソプ
ロピルビフエニル（米国、タナテツクス
（TANATEX）社製、商品名MIPB）など、ま
た、シクロアルキルビフエニルはシクロヘキシル
ビフエニル（米国、モンサント社製、商品名HB
―40）などであつて、これらビフエニル型の化合
物は下記の一般式（）で表わされる。 式中、R₁およびR₂はそれぞれ水素または一つ
もしくは複数のアルキル基あるいはシクロアルキ
ル基である。 さらに、前述の縮合型の化合物は次の一般式
（）で表わされる化合物であつて、ナフタリ
ン、モノ、ジもしくはトリイソプロピルナフタリ
ン（呉羽化学工業社製、商品名KIS―400）など
である。 式中、R₁およびR₂はそれぞれ水素または一つ
もしくは複数のアルキル基である。 また、芳香族環を三つ有する化合物は下記の一
般式（）で表わされるトリアリールアルカン、
たとえば、ジフエニルキシリルブタンであり、ま
た、一般式（）で表わされるアリールナフチル
アルカン、たとえば、フエニルナフチルエタンで
あり、さらに一般式（）のジスチレン化キシレ
ン（日本石油化学社製、商品名ハイゾールSAS―
LH）およびジベンジルトルエン（西独、ヒユル
ス社製、商品名マロサームＳ）などのジ（アリー
ルアルキル）ベンゼンもしくはアルキルベンゼン
である。 式中、R₁は炭化水素残基、R₂、R₃およびR₄は
それぞれ水素または一つもしくは複数のアルキル
基である。 式中、R₁は炭化水素残基、R₂およびR₃はそれ
ぞれ水素または一つもしくは複数のアルキル基で
ある。 式中、R₁およびR₂は炭化水素残基、またR₃、
R₄およびR₅はそれぞれ水素または一つもしくは
複数のアルキル基である。 本発明においては、これらの化合物は一種また
は二種以上の混合物であつても良い。 なお、前述のように、油含浸ケーブルでは絶縁
体にプラスチツクフイルム、たとえば、ポリプロ
ピレンもしくはポリエチレンフイルムと紙とのラ
ミネート紙および合成樹脂繊維の抄紙などが開発
されているが、前記の芳香族環を二つ有する化合
物のうちジアリールアルカン、特にフエニルキシ
リルエタンをこのようなケーブルに含浸させる場
合には、ジアリールアルカンが含浸性および膨潤
性などの点でプラスチツクフイルムとの相互作用
にすぐれているほか、水素ガス吸収性およびコロ
ナ放電特性が良好であるために、電気特性の良い
ケーブルが得られるので好ましいものである。 なお、本発明の油含浸電気機器には、鉛を構成
部材に用いている油含浸コンデンサーおよび油含
浸トランスなども含まれる。また、たとえば、油
含浸コンデンサーでは、コンデンサーに油を充填
する際に油充填用パイプが鉛管でできており、油
の充填後にその鉛管を押し潰し、切断するように
なつている。その結果、鉛管の一部がコンデンサ
ーに残ることになり、鉛管の残留部もコンデンサ
ーの含浸油に接触することがあるから、本発明で
云う構成部材にはこのようなものも含まれる。 次に実験例により本発明を説明する。 鉛及び錫を含む鉛合金を表に示す電気絶縁油中
に浸漬し、下記の条件下で絶縁油の電気特性の変
化を測定した。その結果を以下の表に示す。 浸漬加熱条件 真空中85℃×１週間、空気中100℃×１週間 金属の油接触表面積 16〜18cm²／油300ml 試験油の記号（次表中） PXE ：１‐フエニル‐１‐キシリルエタン DIPN：ジイソプロピルナフタリン MIPB：モノイソプロピルビフエニル DSX ：ジスチレン化キシレン 電気特性測定条件 誘電正接（tanδ）：80℃、AC 1000V（50
Hz） 体積固有抵抗（ρ）：80℃、DC 250V

【表】 実験No.１〜７の結果から、純鉛にSn（錫）を
0.05重量％以上含有させた場合にはPXEに接触さ
せても良いことがわかる。また実験No.８〜11の結
果からPb‐Sb合金およびPb−Cd合金において
も、Snを含有させることによりPXEと組合せる
ことができることがわかる。 さらに、MIPB、DIPNおよびDSXを含浸油とし
て使用する場合にも、接触する純鉛もしくは鉛合
金にSnを含ませる必要があることが実験No.12〜
17の結果から明らかである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 純鉛もしくは鉛合金からなる構成部材を有す
   る油含浸電気機器において、含浸用電気絶縁油が
   芳香族環を二つまたは三つ有する化合物を含み、
   かつ、該絶縁油と接触する純鉛もしくは鉛合金に
   錫を少なくとも0.05重量％含有させたことを特徴
   とする油含浸電気機器。 ２ 前記油含浸電気機器が鉛被覆油含浸ケーブル
   である特許請求の範囲第１項に記載の油含浸電気
   機器。 ３ 前記鉛被覆油含浸ケーブルの構成部材が、純
   鉛もしくは鉛合金に５重量％までの錫を含ませた
   ものからなる被覆材である特許請求の範囲第２項
   に記載の油含浸電気機器。 ４ 前記油含浸電気機器が油含浸コンデンサーで
   ある特許請求の範囲第１項に記載の油含浸電気機
   器。 ５ 前記油含浸電気機器が油含浸トランスである
   特許請求の範囲第１項に記載の油含浸電気機器。 ６ 前記芳香族環を二つ有する化合物が、ジアリ
   ールアルカン、ジアリールシクロアルカンまたは
   ジアリールアルケンである特許請求の範囲第１項
   から第５項のいずれかに記載の油含浸電気機器。 ７ 前記芳香族環を二つ有する化合物が、ビフエ
   ニル、アルキルビフエニルまたはシクロアルキル
   ビフエニルである特許請求の範囲第１項から第５
   項のいずれかに記載の油含浸電気機器。 ８ 前記芳香族環を二つ有する化合物が、ナフタ
   リンまたはアルキルナフタリンである特許請求の
   範囲第１項から第５項のいずれかに記載の油含浸
   電気機器。 ９ 前記芳香族環を三つ有する化合物が、トリア
   リールアルカン、アリールナフチルアルカンまた
   はジ（アリールアルキル）ベンゼンもしくはアル
   キルベンゼンである特許請求の範囲第１項から第
   ５項のいずれかに記載の油含浸電気機器。