KR20010072260A

KR20010072260A - 압출된 폴리에틸렌 조성물을 포함하는 절연 시스템을구비한 직류 케이블과 그러한 케이블의 제조방법

Info

Publication number: KR20010072260A
Application number: KR1020017001528A
Authority: KR
Inventors: 구스타프손빌; 보스트룀얀-오베; 닐손울프; 니란더페리; 칼스텐센피터; 파르카스안드레아스; 구스타프손안데르스; 한네손켄네트
Original assignee: 추후 제출; 에이비비 에이비
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2001-07-31
Also published as: NO20010592L; AU5541599A; EP1103052A1; NO20010592D0; SE9802681D0; SE512745C2; JP2002522875A; AR019993A1; SE9802681L; CN1322362A; AU760355B2; MXPA01001363A; WO2000008655A1; CA2339541A1

Abstract

압출된 폴리에틸렌 성분을 포함하는 절연 시스템을 구비한 전기 DC 케이블과 그러한 케이블의 제조방법이다. 상기 절연 시스템은, 도체 주위에 배치된 압출되고 가교된 폴리에틸렌 기재의 절연체를 포함한다. 상기 압출된 절연 시스템은, 폴리에틸렌 기재의 화합물에 추가하여 첨가물을 포함하고, 상기 첨가물은 하기 일반식 (Ⅰ) 의 글리세롤 지방산 에스테르이며, 2개 이상의 유리 OH기들과 분자에 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 하나 이상의 잔기가 있다는 조건 하에,

R¹O(C₃H₅(OR²)O)_nR³(Ⅰ)

여기서, n≥1이고, R¹, R²및 R³는, 동일하거나 상이하며 수소를 나타내거나 또는 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 잔기를 나타낸다. DC 케이블의 제조방법에 있어서, 혼합된 폴리에틸렌 기재의 조성물은, 절연체를 가교시키기에 충분한 시간 주기 동안에 한 온도에서 압출되고 가교된다.

Description

압출된 폴리에틸렌 조성물을 포함하는 절연 시스템을 구비한 직류 케이블과 그러한 케이블의 제조방법{AN ELECTRIC DC-CABLE WITH AN INSULATION SYSTEM COMPRISING AN EXTRUDED POLYETHYLENE COMPOSITION AND A METHOD FOR MANUFACTURING SUCH CABLE}

비록, 전력의 전송과 분배을 위한 제 1 전기 공급 시스템이 DC 기술에 기초하였지만, 이들 DC 시스템들은 교류(AC)를 이용하는 시스템으로 급속히 대체되고 있다. AC 시스템들은 발생, 전송 및 분배 전압들 사이의 용이한 변환이라는 바람직한 특징을 갖고 있었다. 금세기 전반부에서의 현대적인 전기 공급 시스템들의 발전은 전적으로 AC 전송 시스템들에 기초하였다. 그러나, 1950년대에 이르러, 장거리 전송 방식에 대한 요구가 증가하였고, 어떤 환경에서는 DC계 시스템을 채택함으로써 이득이 될 수 있다는 점이 명백해졌다. 예견되는 장점들로는 AC 시스템들의 안정성과 연계되어 전형적으로 마주치는 문제들을 감소시키는 것, 시스템의 전력 인자가 항상 일정한 것으로 인한 장비의 보다 효율적인 사용 및 더 높은 동작 전압에서의 주어진 절연 두께나 틈새를 이용하는 능력을 들 수 있다. 이러한 매우 중요한 장점들은, AC에서 DC로의 변환과 다시 DC에서 AC로의 반전을 위한 단말기 장비의 높은 비용이 감안되어야만 한다. 그러나, 주어진 전송 전력에 대해서 단자 비용들은 일정하므로, DC 전송 시스템들은 긴 거리들을 수반하는 기술에 있어서는 경제적인 것으로 나타난다. 그러므로, 전송 거리가 일반적으로 전송 장비에서 절감되는 것이 말단 발전소의 비용을 초과하기 위한 길이를 초과할 때에는, 긴 거리에 걸친 전송용으로 의도된 시스템용의 DC 기술이 경제적이 된다.

DC 동작의 중요한 혜택은, 유전체 손실을 가상적으로 소거함으로써 효율면에서 상당한 이득을 제공하고 장비면에서도 절감을 가져온다. DC 누설 전류는 매우 작은 크기로 전류 정격 산출에 있어서 무시될 수 있고, 한편 AC 케이블 유전체 손실은 전류 정격에 있어서의 상당한 감소를 가져온다. 이는 더 높은 시스템 전압에 있어서 매우 중요하다. 유사하게, 높은 용량은 DC 케이블에 있어서 불이익이 아니다. 전형적인 DC 전송 케이블은 도체를 포함하고, 절연 시스템은 내부 반도체 실드, 절연 베이스 몸체 및 외부 반도체 실드와 같은 다수의 층으로이루어져 있다. 또한, 제조 설치와 사용 동안에 침수와 어떠한 기계적인 마모 또는 충격들을 견디기 위해 케이블은 외피, 보강재 등으로 보강된다.

지금까지 공급된 거의 모든 DC 케이블 시스템들은 해저 크로싱이나 그것들과 관련된 육상 케이블이었다. 긴 크로싱에 있어서, 가압 요구조건에 기인하여 길이에 대한 제한이 없기 때문에, 덩어리가 함침된 고체 페이퍼 절연형 케이블이 선택된다. 동작 전압으로서 450㎸가 공급되어져 왔다. 현재까지, 본질적으로 전기 절연 오일로 함침된 모든 페이퍼 절연체가 사용되어왔지만, 증가된 임펄스 세기와 감소된 직경의 장점을 얻기 위해 500㎸까지의 전압에서, 폴리프로필렌 페이퍼 층상 조직과 같은 박층 모양으로 된 재료의 적용이 사용되도록 시도되고 있다.

AC 전송 케이블들의 경우에서처럼, 과도 전압이 DC 케이블들의 절연 두께를 결정할 때 고려되어야할 인자이다. 가장 번거로운 조건은, 동작 전압에 대한 반대 극성의 과도 전압이 케이블이 전(full) 부하가 걸렸을 경우 시스템 상에 부과될 때 발생한다. 만약, 케이블이 오버헤드 라인 시스템에 접속되어 있다면, 이러한 조건은 라이트닝 과도(lightning transient)의 결과로서 흔히 발생한다.

폴리에틸렌 상에 기초한 압출된 고체 절연체 (PE) 또는 가교된 폴리에틸렌 (XLPE) 는 거의 40년동안 AC 전송 및 분배 케이블 절연용으로 사용되어져 왔다. 그러므로, DC 케이블 절연용으로 XLPE 와 PE 의 사용 가능성은 수년동안 조사중에 있었다. 그러한 절연성을 가진 케이블들은, DC 전송용으로 회로 길이에 있어서, 아무런 제한이 없고 더 높은 온도에서 동작되는 전위를 갖는다는 점에서 덩어리가 함침된 케이블과 동일한 장점들을 갖는다. XLPE의 경우에는, 종래의 덩어리가 함침된 DC 케이블용의 50℃ 대신에 90℃이다. 그러므로, 전송 부하를 증가시키기 위한 가능성을 제공한다. 그러나, 실제 크기의 케이블용의 이들 재료의 실제 전위를 얻을 수가 없었다. 주요 원인들중 하나는 DC 필드에 종속될 때 유전체에서의 공간 전하의 전개라고 추정된다. 이러한 공간 전하들은 압력 분배를 왜곡시키고 중합체들의 높은 저항성 때문에 장기간 존속한다. 절연체에서의 공간 전하들은, 커패시터와 유사한 편광 패턴이 형성되는 방식으로 쌓이는 전기적인 DC 필드의 힘에 종속될 때 그러하다. 공간 전하 축적 패턴들에는 2가지 기본적인 유형들이 있고, 극성과 관련된 공간 전하 축적의 극성에 있어서 상이하다. 공간 전하 축적은, 필드와 관련된 실제 전계의 특정 지점에서의 국부적인 증가를 가져오고, 절연체의 기하학적인 크기와 절연 특성들을 고려할 때 관찰될 것이다. 실제 필드에서 주목된 증가는 예상된 필드의 5 또는 심지어 10배가 될 수 있다. 그러므로, 케이블 절연용 설계 필드는 이러한 상당히 더 높은 필드를 고려한 안전 요소를 포함해야하고, 따라서 케이블 설치에 있어서 더 두껍고/또는 더 비싼 재료를 사용하게 한다. 공간 전하를 축적하는 것은 느린 과정이므로, 이러한 문제는 오랜 기간동안 동일한 극성으로 동작된 후의 케이블의 극성이 반대로 될 때, 강조된다. 반전의 결과로써 용량 필드는 공간 전하 축적의 결과로부터 발생하는 필드 상에 중첩되므로, 최대 필드 스트레스의 지점은 인터페이스로부터 절연체로 이동한다. 다른 특성들에 심각하게 영향을 주지않고, 절연 저항을 감소시키기 위해 첨가물들을 사용하여 상황을 향상시키려는 시도가 행해져왔다. 지금까지는, 이룩된 전기적인 성과와 함침된 페이퍼 절연 케이블을 매칭시키는 것이 불가능했기 때문에, 어떠한 상용 중합 절연 DC 케이블도 설치되지 않았다. 그러나, 성공적인 실험실 시험이 광물 채움재가 있는 XLPE 절연체를 사용한 20㎸/㎜의 최대 스트레스를 갖는 250㎸ 케이블에 대해서 보고되어졌다(Y.Maekawa 등의 Research and Development of DC XLPE Cables, JiCable'91, pp. 562 ~ 569). 이러한 스트레스값은, 덩어리 함침된 페이퍼 케이블용의 전형적인 값으로 사용된 32㎸/㎜에 필적된다.

AC 케이블 절연용 압출된 수지 성분은, 전형적으로 과산화물 가교제, 그을음 지연제 및 산화 방지제 또는 항산화제 시스템과 같은 다양한 첨가제들로 보강된 베이스 중합체로서의 폴리에틸렌 수지로 이루어져 있다. 압출된 절연의 경우에, 반도체 실드는 또한 전형적으로 압출되고 베이스 중합체와 전기적인 도전성 또는 반도전성인 충전제외에, 수지 성분과 본질적으로 동일한 유형의 첨가물을 포함한 수지성분으로 이루어져 있다. 일반적으로 절연된 케이블에서의 다양한 압출된 층들은 종종 폴리에틸렌 수지에 기초하고 있다. 본 출원에 있어서, 폴리에틸렌 수지란 일반적으로 폴리에틸렌 또는 에틸렌의 공중합체 기재의 수지를 의미하고, 상기 에틸렌 단량체는 덩어리의 대부분을 구성한다. 그러므로, 폴리에틸렌 수지들은 에틸렌과 에틸렌과 혼성 중합 가능한 하나 이상의 단량체들로 구성될 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌인 LDPE 는 오늘날 AC 케이블용으로 지배적인 절연체 기초 재료이다. 압출된 절연체의 물리적인 특성들과, 제조, 적재, 배치 및 그러한 케이블의 사용 중에 지배적인 조건들의 영향 하의 분해를 견디는 능력을 향상시키기 위해, 폴리에틸렌계 성분은 전형적으로 다음과 같은 첨가물들을 포함한다.

- 예컨대, 산화, 방사로 인한 분해를 막기 위한 전자 제거제와 항산화제같은 안정화 첨가물들;

- 처리 능력을 증가시키기 위한 스테아르산과 같은 윤활 첨가제들;

- 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘 등의 증가된 방수 저항과 같은 전기적인 스트레스를 견디기 위한 증가된 능력을 지닌 첨가제들; 및

- 열을 받으면 자유 라디칼로 분해되어 폴리에틸렌 수지의 가교를 시작하고, 때때로 조합하여 사용되는 퍼옥시드와 같은 가교제들;

- 가교 밀도를 증가시키기 위한 능력을 갖춘 불포화 화합물들;

- 미성숙 가교를 회피하기 위한 그을음 지연제들.

다양한 첨가제들의 수는 많고, 그것들의 가능한 조합들은 본질적으로 비제한적이다. 첨가제 또는 조합 또는 첨가물들의 군을 선택할 때, 목표는 다른 것들이 유지되면서 하나 이상의 특성들이 개선되는 것이고 또는 가능하다면 개선도 되는 것이다. 그러나, 첨가물의 시스템에서의 변화의 모든 가능한 부작용들을 예측하는 것은, 실제로 항상 불가능에 가깝다. 비록, 부정적인 효과들을 최소화하려는 의도가 항상 있지만, 개선점을 찾는 것이 매우 중요한 다른 경우들에 있어서 그러한 부정적인 경미한 사항들은 수용되어져야만 한다.

AC 케이블에서의 압출되고 가교된 절연체로서 사용될 전형적인 폴리에틸렌 기재의 수지 조성물은 다음의 것들을 포함한다:

0.4 내지 2.5g/10분의 용융속도(MFR₂)를 가진 저밀도 폴리에틸렌(922㎏/㎥) 100중량부.

화학명 4,4'-티오-비스(6-tert-부틸-m-크레졸) 을 가진 항산화제의 0.1 내지 0.5phr(백개의 수지당 하나), 예컨대 SANTONOX R(등록상표;Flexsys사)와 다른 항산화제 또는 항산화제들의 조합.

화학명 디큐밀 퍼옥시드를 가진, 가교제 DICUP R(등록상표;Hercules Chem사)의 1.0 내지 2.5phr.

그러나, AC 케이블 시스템들에서 압출된 절연체로 사용된 모든 가교된 폴리에틸렌 조성물들이 DC 전기 스트레스 하의 공간 전하를 축적하려는 강한 경향을 보이고, 따라서 그것들을 DC 케이블용 절연 시스템에서 사용하기에 부적합하게 한다는 것이 잘 알려져 있다. 또한, 연장된 탈기 즉, 가교된 케이블을 오랜 시간동안 높은 진공 상태에서 높은 온도에 노출시키는 것은 DC 전압 스트레스 하의 공간 전하 축적으로의 다소 감소된 경향을 초래한다는 것이 알려져 있다. 진공 처리를 함으로써, 과산화물 분해 산물 예컨대, "아세토페논", "큐밀 알콜"과 같은 것이 절연체로부터 제거되어 공간 전하 축적이 감소된다고 일반적으로 추정되고 있다. 탈기는 페이퍼 절연의 함침과 비교할 수 있는 시간이 소모되는 일괄 처리로서 고가이다. 그러므로, 만약 탈기 필요성이 없어진다면 유리하다.

발명의 목적

본 발명의 목적은 네트워크에서의 전송 및 분배 케이블로서 사용하고 전력의 DC 전송과 분배를 위한 설치에 적합한 전기 절연 시스템을 구비한 절연된 DC 케이블을 제공하는 것이다. 케이블은 함침 또는 탈기, 즉 케이블의 진공 처리와 같은 어떤 긴 시간을 소모하는 일괄 처리에 대한 요구 없이 적용되고 처리될 수 있는고체 압출된 도체 절연체로 이루어진다. 이렇게 함으로써, 제조 시간을 단축하고 케이블에 대한 제조 비용을 감소시켜, 본질적으로 연속적이거나 적어도 반 연속적인 케이블 절연 시스템의 제조에 대한 가능성을 제공한다. 또한, 덩어리 함침 페이퍼계 절연체로 이루어지는 종래의 DC 케이블들의 신뢰성, 낮은 유지비 조건 및 긴 동작 수명이 유지되거나 개선될 것이다. 즉, 본 발명에 의한 케이블은 안정적이고 지속적인 유전체 특성과 지속적인 전기력을 가지게 된다. 케이블 절연체는 공간 전하 축적, 높은 DC 항복 세기, 높은 임펄스 세기 및 높은 절연 저항에 대한 낮은 경향을 나타낼 것이다. 함침된 페이퍼 또는 셀룰로스계 테이프들을 압출된 중합체 절연체로 대체하는 것은, 또다른 장점으로서 전기력의 증가를 가져와서 동작 전압의 증가를 허용하므로 케이블을 다루기 쉽게 하고 견고성을 향상시킨다.

또, 본 발명의 목적은 DC 전기 스트레스 동안에 절연체 있어서의 공간 전하의 축적이 낮거나 없는 폴리에틸렌 기재의 압출되고 가교된 절연체로 이루어져 공간 전하 축적과 연관된 어떠한 문제도 제거하거나 적어도 실질적으로 감소시키는 케이블을 제공하는 것이다. 또한, 케이블 절연체의 크기를 조절하는데 사용된 설계치에 있어서의 안전 요소들을 축소시키는 능력을 제공할 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 절연된 DC 케이블과 같은 절연체의 제조방법을 제공하는 것이다. 출원과 도체 절연 처리에 관한 본 발명의 이러한 측면에 의한 공정은, 완전한 케이블 길이 또는 케이블 코어의 긴 길이들의 긴 일괄 처리를 요하는 동작 단계들로부터 본질적으로 자유롭다. 또한, 공정은 DC 케이블의 긴 길이들의 제조를 위한 연속적 또는 반연속적인 방식으로 사용되는 전위를 나타낼 것이다.

발명의 개요

이제는, DC 전계의 영향하의 공간 전하의 축적에 관한 우수한 결과들은 전기 케이블용 XLPE 성분에 특정한 글리세롤 지방산 에스테르 첨가물, 임의로 여러 첨가물과 조합하여 혼합에 의해서 얻어질 수 있다.

그러므로, 본 발명은 도체를 포함하는 DC 전기 케이블을 제공하고, 도체 주위에 배치되어 있는 3층 이상을 포함한 압출되고 가교된 고체 절연 시스템은

n≥1이고, 바람직하게는 상용으로 이용가능성 때문에, n=1 ~ 20, 좀더 바람직하게는 n=3 ~ 8,

R¹, R²및 R³는, 동일하거나 상이하며, 수소를 나타내거나 또는 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 잔기를 나타내고,

2개 이상의 유리 OH기들과 분자에 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 하나 이상의 잔기가 있다는 조건 하에, 일반식

R¹O(C₃H₅(OR²)O)_nR³(Ⅰ)

을 만족하는 글리세롤 지방산 에스테르인 첨가물을 포함하는 것을 특징으로 한다. R²와 R³모두 수소 원자이고, R¹=R 이 카르복실 잔기인 경우, 상기 식은 (Ⅱ) 의 단순한 형태로 된다.

RO(CH₂CH(OH)CH₂O)_nH (Ⅱ)

혼합된 폴리에틸렌 기재의 절연체는, 전형적으로 절연체를 가교하기에 충분한 시간 동안에 압출되고 상승된 온도까지 가열된다. 온도와 시간 주기는 가교 처리를 최적화하도록 조절된다.

케이블 절연 시스템은, 예컨대 진공 처리와 같은 긴 일괄 처리에 대한 필요성 없이 본질적으로 연속적인 공정으로 도체 상에 적용될 수 있다. 공간 전하 축적에 관한 낮은 경향과 함침된 페이퍼 절연을 포함하는 종래의 DC 케이블들의 증가된 DC 항복 세기는 유지되거나 또는 개선된다. 본 발명에 의한 DC 케이블의 절연 특성들은, 케이블의 동작 수명이 유지되거나 또는 증가되도록 일반적으로 긴 안정성을 보여준다.

또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 DC 케이블의 제조방법을 제공한다. 가장 일반적인 형태로, 도체와 압출되고 가교된 폴리에틸렌 기저의 도체 절연체를 포함하는 절연된 DC 케이블의 제조공정은 다음 단계들을 포함한다:

- 어떠한 형태와 구성의 도체를 놓거나 달리 형성하는 단계;

- 가교제, 그을음 지연제, 항산화제 및 여분의 전하 감소 첨가물의 첨가를 포함하는 폴리에틸렌 기저의 수지 성분을 혼합하는 단계

- DC 케이블에서의 도체 주위에 배치된 도체 절연체를 형성하기 위해 배합된 폴리에틸렌 기저 수지 성분은 압출시키는 단계(바람직하게는, 2개의 반도체 실드로 보강된 절연층을 포함하는 3개층의 절연 시스템이 실제 삼중 분출 공정을 이용하여 적용된다)

- 압출된 절연체를 가교시키는 단계

- 2개 이상의 유리 OH기들과 분자에 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 하나 이상의 잔기가 있다는 조건 하에, 본 발명에 따라 다음 일반식 (Ⅰ) 의 글리세롤 지방산 에스테르를 포함하는 공간 전하 감소 첨가제가 배합하여 폴리에틸렌 수지에 첨가되는 단계;

R¹O(C₃H₅(OR²)O)_nR³(Ⅰ)

여기서,

n≥1이고, R¹, R²및 R³는 동일하거나 상이하며, 수소를 나타내거나 또는 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 잔기를 나타낸다.

- 상기 배합된 폴리에틸렌 기저 수지 성분은 압출되고, 절연체를 가교시키기에 충분히 긴 시간 동안에 상승된 온도와 인가된 압력에서 가교되는 단계.

본 발명의 다른 구별되는 특징들과 장점들은 다음 명세서와 첨부된 청구의 범위들에 나타날 것이다.

본 발명은 전류 또는 전압 운반체 즉. 도체와 그 도체 주위에 배치된 절연 시스템을 구비하는 절연된 직류 케이블 즉, DC 케이블에 관한 것으로, 이러한 절연 시스템은 압출되고 가교된 폴리에틸렌 조성물을 포함한다.

본 발명은 특히, 전력의 전송과 분배용 절연된 DC 케이블에 관한 것이다. 압출된 절연 시스템은, 예컨대 내부 반도체 실드(shield), 절연체 및 외부 반도체 실드등의 다수의 층들을 포함한다. 적어도 압출된 절연체는, 예컨대 가교제, 그을림 지연제 및 항산화제와 같은 첨가물들의 시스템을 구비하는 가교된 폴리에틸렌 기재의 전기적 절연 조성물로 이루어져 있다.

본 발명은 도면과 예를 참조하여 좀더 상세히 설명될 것이다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 의한 전력의 고전압 직류 전송용 케이블의 단면도를 나타낸다. 도 2 는 시험판들의 구성을 나타낸다. 도 3 내지 도 14 는, 종래의 절연된 AC 케이블들에 사용된 XLPE 구성을 갖는 플레이트 상에서의 측정과 본 발명에 의한 구성들에 대한 공간 전하 기록들을 나타내고 있다.

압출된 폴리에틸렌 또는 가교된 폴리에틸렌 (XLPE) 을 DC 케이블들의 절연체로 사용하기 위해서는, 몇가지 요소들이 고려되어야만 한다. 가장 중요한 문제는 DC 전압 스트레스 하의 공간 전하 축적이다. 본 발명은 DC 케이블을 동작시키는데 있어서 전형적으로 발생하는 공간 전하 축적에 있어서의 상당한 감소를, 일반적인 구조 (Ⅰ) 첨가물의 적은 양을 폴리에틸렌 또는 가교시킬 수 있는 폴리에틸렌 화합물과 혼입함으로써 달성한다. 일반적인 구조 (Ⅰ)의 화합물은, 모노 또는 하나 이상의 수산기가 8 내지 24 카본 원자들을 가진 카르복실산으로 에스테르를 형성하는 폴리그리세롤 에테르이다. 바람직하게, 구조 (Ⅰ)의 화합물은 모노에스테르이다. 즉, 그것은 분자당 8 내지 24 카본 원자들을 가진 하나의 카르복실산 잔기를 함유한다. 또한, 에스테르 형성 카르복실산은 글리세롤 화합물의 1차 히드록시기로 에스테르를 형성하는 것이 바람직하다. 식 (Ⅰ)의 화합물은 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 15, 가장 바람직하게는 3 내지 8 글리세롤 단위를 포함할 수 있다. 즉, 식 (Ⅰ) 에서, n은 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 15 및 가장 바람직하게는 3 내지 8 이다.

식 (Ⅰ) 에서의 R¹, R²및 R³가 수소를 나타내는 것이 아니라면, 그것들은 탄소수 8 내지 24 인 하나의 카르복실산의 잔기를 나타낸다. 이들 카르복실산들은 포화되거나 또는 불포화되고 측쇄되거나 비측쇄된다. 예컨대, 그러한 카르복실산들의 비한정적인 예들로는 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리올레산, 리놀렌산 및 베헨산을 들 수 있다. 카르복실 잔기가 포화되지 않는다면, 구조물 (Ⅰ) 의 화합물을 성분의 에틸렌 중합체에 결합시킴으로써, 불포화가 이용되고 따라서, 혼합물로부터 구조물 (Ⅰ)의 화합물의 이동을 효과적으로 방지한다.

식 (Ⅰ) 에서, R¹, R²및 R³는 스테아로일과 같은 동일한 카르복실산 잔기를 나타낼 수 있거나 또는 스테아로일과 올레일과 같은 상이한 카르복실 잔기들을 나타낼 수 있다.

이동과 삼출을 방지하기 위해, 구조물 (Ⅰ) 의 화합물은 그것이 혼입되는 조성물과 호환성이 있어야하고, 좀더 구체적으로는 조성물의 에틸렌 기재 수지와 호환성이 있어야 한다.

구조물 (Ⅰ) 의 화합물은, 화학 화합물로 알려져 있고, 알려진 방법들로 제조될 수 있다. 그러므로, n=3 인 식 (Ⅰ)의 화합물이 영국, ICI사의 Atmer(등록상표;184 또는 185)로 시판되고 있으며, n의 평균값이 8이고, 분자당 하나의 지방산 잔기를 갖는 것은 SCS 2064(등록상표) 종목 하의 ICI로부터 얻어질 수 있다. 식 (Ⅱ) 으로 기술될 수 있는 다른 시판용으로 알려진 화합물은, 모두 덴마크 Danisco사에 의해 공급된 TST 221(등록상표; n=6, R=리올레산 잔기(불포화된 C18산)) TST 215(등록상표; n=6, R=스테아르산(포화된 C18산)) 및 TST 216(등록상표; n=6, R=베헨산(불포화된 C22산))이다.

식 (Ⅰ) 의 화합물은, DC 스트레스 하의 공간 전하 축적을 억제하기 위한 효과적인 양만큼 본 발명의 성분에 혼입된다. 일반적으로, 이것은 식 (Ⅰ)의 화합물이 약 0.05 중량% 내지 2 중량%의 양만큼 혼입되거나, 바람직하게는, 0,1 중량% 내지 1 중량%의 성분이 혼입된다는 것을 의미한다.

식 (Ⅰ) 의 화합물에 더하여, 본 발명의 DC 케이블에 관한 화합물의 조성물은, 산화, 방사 등에 의한 분해를 막기 위한 항산화제 등의 종래의 참가제; 스테아르산과 같은 윤활 첨가제; 열을 받으면 분해하여 가교를 시작하는 퍼옥시드와 같은 가교 첨가제; 및 그을음 지연제와 혼화제와 같은 다른 첨가제들을 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물에서의 식 (Ⅰ) 의 화합물을 포함하는 첨가제들의 전체량은 조성물의 약 10 중량%를 초과해서는 안된다.

식 (Ⅰ) 의 화합물 이외에, 다른 종래의 상술한 본 발명의 선택적인 첨가제는 주로 앞서 지적했던 바와 같은 에틸렌 중합체를 포함하고 있다. 에틸렌 중합체의 선택과 조성은 조성물이 전기 케이블의 절연층용인지 전기 케이블의 내부 또는 외부 반도체층용인지에 따라 달라진다.

본 발명에 의한 전기 케이블의 절연층용 조성은, 다른 종래의 선택적인 첨가제들; 0 내지 약 4 중량%의 퍼옥시드 가교제; 에틸렌 중합체를 실질적으로 구성하는 조성물의 나머지와 함께 예컨대, 약 0.05 중량% 내지 2 중량%를 포함할 수 있다. 바람직하게, 이러한 에틸렌 중합체는 LDPE 즉, 에틸렌 단독중합체 또는 에틸렌의 공중합체 및 1-부텐, 4-메틸-1-펜틴, 1-헥센 및 1-옥텐과 같은 3 내지 8 카본 원자들을 가진 하나 이상의 알파-올레핀이다. 알파 올레핀 공단량체(들)의 양은 에틸렌 단량체의 약 1 중량% 부터 약 40 중량% 까지의 범위에 있을 수 있다. 경미한 양 즉, 하나 이상의 극 공단량체(들) 예컨대, 비닐 아세테이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 또는 디에틸아미노-프로필메타크릴아미드(DMAPMA)의 5 중량%까지의 에틸렌의 공중합체가 또한 사용될 수 있다.

마찬가지로, 전기 케이블의 반도체층에 대한 성분은, 다른 종래의 선택적인 첨가제; 에틸렌 중합체의 약 30 내지 80 중량%; 조성물이 반전도성을 띄기에 적어도 충반한 양의 카본 블랙, 바람직하게는 카본 블랙의 약 15 중량% 내지 45 중량%, 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체의 0 중량% 내지 약 30 중량% 및 퍼옥시드 가교제의 0 중량% 내지 4 중량%와 함께, 식 (Ⅰ)의 화합물의 약 0,05 중량% 내지 약 2중량%를 포함할 수 있다. 이러한 연결에서, 에틸렌 중합체는 절연층이나 에틸렌 중합체는 EVA(에틸렌-비닐아세테이트), EMA(에틸렌-메틸아크릴레이트), EEA(에틸렌-에틸아크릴레이트) 또는 EBA(에틸렌-부틸아크릴레이트)와 같은 에틸렌 공중합체에 관해 기술된 바와 같이 조성물의 에틸렌 공중합체이다.

가교된 폴리에틸렌 조성물 XLPE와 식 (Ⅰ) 의 첨가제를 포함하는 가교된 절연 시스템을 구비한 본 발명에 의한 DC 케이블은 다음과 같은 상당한 장점들을 모여준다;

- 공간 전하 축적에 대한 실질적으로 감소된 경향과 그로 인해 증가된 DC 항복 세기.

또한 본 발명의 다음 예들에 의한 케이블은, 압출, 가교 또는 다른 고온 조절 동안에 이용되어 왔던 고온에서도, 압출된 케이블 절연 시스템의 양호한 성능과 안정성을 제공한다.

본 발명에 의한 DC 케이블은, 함침이나 탈기와 같은 어떠한 시간을 소비하는 일괄 단계 없이 본질적으로 연속적인 처리에 의해 제조될 가능성을 제공하여, 제조 시간에 있어서의 상당한 축소를 가능하게 하여 케이블의 기술적인 성능의 위험성이 없는 제조 비용을 가능하게 한다.

본 발명의 이해를 더 용이하게 하기 위해, 몇가지 예시적인 비제한적인 예들이 하기에 제시된다. 이러한 예들에서, 모든 조성물은 달리 기술되지 않는한, 중량부로서 "100개의 수지당 하나"의 단위로 주어진다.

도 1 에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 DC 케이블은 중심으로부터 외측으로;

- 표준 다중 와이어 도체 (10);

- 도체 (10) 의 주변과 외측 및 도체 절연 내부에 놓여진 제 1 돌출 반도체 실드(11);

- 돌출된 가교 구성을 가진 돌출된 도체 절연 (12);

- 도체 절연 (12) 외측에 놓여진 제 2 돌출된 반도체 실드 (13);

- 금속제 스크린 (14); 및

- 금속제 스크린 (14) 외측에 배치된 외피 또는 외장 (15) 으로 이루어져 있다.

DC 케이블은 또한, 적절하다고 여겨질 때 다양한 기능을 가진 층들 또는 다른 특징들을 가진 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 외부 압출된 실드 (13) 외부에 금속 와이어들, 밀봉 화합물 또는 금속/중합체 경계에 도입된 수(水)팽창성 분말 또는 예컨대 부식 방지 금속 폴리에틸렌 박층 및 덮개 (15) 바로밑의테이프 또는 분말과 같은 수팽창성 재료로 이루어진 세로방향의 수(水)밀봉으로 구축된 수분 장벽들의 시스템의 형태의 보강제로 보강될 수 있다. 도체는 꼬일 필요는 없지만 꼬인 다중 와이어 도체, 단단한 도체 또는 단편적인 도체와 같은 어떠한 소망하는 형태나 구성을 할 수 있다.

도 2 에 도시된 공간 전하 분포의 측정에 사용된 시험판 (20) 은 에틸렌 공중합체로 채워진 카본 블랙으로 제조된 2개의 반도체 전극들 (21) 과 표 1 에 주어진 성분을 가진 절연 몸체 (22) 를 포함한다.

도 3, 5, 7, 9, 11 및 13 은 접지된 전극으로부터의 거리의 함수로서의 "전압-온" 모드에서의 임의의 단위로 공간 전하의 분포를 도시하고 있다("전압-온" 모드와 "전압-오프" 모드에서의 크기가 상이하다는 점을 주목하라).

본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 몇가지 예시적인 비제한적인 예들이 다음에 기술된다. 다음 예들에서, 다양한 성분들을 가진 시험판들이 제조되었고, 공간 전하 도표를 기록함으로써 공간 전하 축적의 측정에 사용되었다. 도표들은 PEA (Pulsed Electro Acoustic) 기술을 이용하여 기록되었다. PEA 기술은 관련 분야에서 Takada 등에 의해 기술된 IEEE Trans. Elec. Insul. Vol. EI-22(No 4), pp. 497 ~ 501(1987)에 잘 알려져 있다. 다음 예들에 도시된 공간 전하 도표들은 3시간동안의 DC 전압 인가후에 전기적인 스트레스 하에서 기록된 공간 전하 도표들인 "전압-온"에 있거나 전극들의 접지(DC 전압 접지가 3시간동안 적용되기 전) 직후의 기록된 공간 전하 도표들인 "전압-오프"에 있다.

표 1 에 도시된 조성물은 모두, 성분들을 압출기에서 혼합함으로써 종래 방식대로 제조되었다. 시험판들은 2단계 공정으로 제조되었다. 첫번째 단계에서, 절연체는 압출된 테이프로부터 130℃에서 10분간, 210㎜의 직경과 2㎜의 두께의 원형판으로 프레스 성형되었다. 두번째 동작에서는 2개의 반도체 전극들이 원형 절연판들의 각 면 상의 중심에 탑재되고, 상기 어셈블리는 달리 기술되지 않는한, 전기 프레스에서 15분간 180℃까지 가열되었다. 가교를 완성시키기 위해 높은 온도 사이클이 만들어졌다. 이후, 시험판들은 가압하에서 주변 온도까지 냉각되었다. Mylar(등록상표) films이 프레스 몰딩 동안에 백킹(backing)으로 사용되었다. 반도체 전극들은 스웨덴 Borealis사에서 제조된 제품 LE 0500(등록상표)으로 제조되었다. 이 화합물은 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체와 아세틸렌 블랙을 포함한다. 이들 전극들의 크기는 두께가 1㎜이고, 직경이 50㎜였다. 도 2 는 시험판들의 구성과 크기들을 나타내고 있다.

시험판들의 공간 전하 도표들이 50℃에서 PEA 분석용 장치에 의해 기록되었다. 한 전극은 접지되었고, 다른 것은 +40㎸의 전압에 있었다. 즉, 판의 전계 크기는 20㎸/㎜였다. 공간 전하 도표인 도 3 내지 도 14 에서, 단위 체적당 전하는, 0은 접지된 전극의 위치이고, x는 접지된 전극으로부터 고전압(+40㎸) 전극쪽 방향으로의 거리를 나타내는 시험판 두께의 함수로 표시된다. "전압-온" 모드에서 공간 전하 도표는 3시간 동안의 전압 인가 후에 기록되었다. "전압-오프" 모드에서 공간 전하 도표는 고전압 전극의 접지 직후(즉, +40㎸에서의 3시간 후)에 기록되었다. 공간 전하 도표들은 체적 절연체당 전하의 임의 단위들로 주어진다. "전압-오프" 동안에 사용된 증폭은 "전압-온" 동안보다 더 높다. 그러나, 양 모드에서의 모든 샘플들에 사용된 기준들은 비교할 수 있다.

예 1, 예 2 및 예 3 은 비교예이다. 이들 예들에서의 절연 물질의 성분은 스웨덴 특허 출원 번호 9704825-0(1997.12.22)호에 기재된 발명에 해당한다.

예 1

2개의 반도체 전극들을 장착한 2㎜ 두께의 성분 B(표 1 참조)의 폴리에틸렌의 시험판과 180℃에서 15분간 가교된 것이 PEA 분석을 위한 장치에서 50℃에서 시험되었다. 판은 2개의 평평한 전극들 사이에 삽입되었고 40㎸의 직류 전압 전계의 영향을 받았다. 이것은 한 전극은 접지되고, 다른 전극은 +40㎸의 전압 전위에 있다는 것을 의미한다. 도 3 에 도시된 바와 같이, DC 전압 스트레스에 3시간 노출된 후에, 소위 "전압-온" 모드에서 공간 전하 도표가 기록되었다. 단위 체적당 전하는 시험판 두께의 함수로서 임의의 단위들로 표시되었다. 즉, 0은 접지 전극에 있음을, x는 +40㎸의 전극쪽 방향으로의 접지된 전극으로부터의 거리를 나타낸다.

도 4 는 고전압 전극을 소위 "전압-오프" 모드에서의 3시간의 고전압 대전의 말기에서 접지시킨 직후의 공간 전하 도표를 나타낸다. 단위 체적당 전하는 시험판 두께의 함수로서 임의의 단위들("전압-온" 모드에서 사용된 것과 상이한)로 나타내어진다. 즉, 0은 접지 전극에 있음을 x는 본래의 고전압 전극쪽 방향으로의 접지된 전극으로부터의 거리를 나타낸다.

예 2

절연 시스템으로부터 모든 휘발성 성분을 제거하는 효과를 시험하기 위해,예 1 에서와 동일한 종류의 시험판과 180℃에서 15분간 가교된 것이 높은 진공 상태에서 약 80℃에서 72시간동안 처리되었다. 이러한 처리 후에, 공간 전하 도표가 기록되었다. 도 5 는 "전압-온" 모드를, 도 6 은 "전압-오프" 모드를 나타낸다.

예 3

가교 조건들의 효과를 시험하기 위해, 예 1 에서와 동일한 종류의 시험판이 250℃에서 30분간 가교되었다. 시험판은 PEA 분석을 위한 장치에서 시험되었다. 도 7 은 "전압-온" 모드를, 도 8 은 "전압-온" 모드를 나타낸다.

예 4

2개의 반도체 전극들을 장착한 2㎜ 두께의 성분 B(표 1 참조)의 폴리에틸렌의 시험판과 180℃에서 15분간 가교된 것이, PEA 분석을 위한 장치에서 50℃에서 시험되었다. 판은 2개의 평평한 전극들 사이에 삽입되었고, 40㎸의 직류 전압 전계의 영향을 받았다. 이것은 한 전극은 접지되고, 다른 전극은 +40㎸의 전압 전위에 있다는 것을 의미한다. 도 9 에 도시된 바와 같이, DC 전압 스트레스에 3시간 노출된 후에, 소위 "전압-온" 모드에서 공간 전하 도표가 기록되었다. 단위 체적당 전하는 시험판 두께의 함수로서 임의의 단위들로 표시되었다. 즉, 0은 접지 전극에 있음을, x는 +40㎸의 전극쪽 방향으로의 접지된 전극으로부터의 거리를 나타낸다.

도 10 은 고전압 전극을 소위 "전압-오프" 모드에서의 3시간의 고전압 대전의 말기에서 접지시킨 직후의 공간 전하 도표를 나타낸다. 단위 체적당 전하는시험판 두께의 함수로서 임의의 단위들("전압-온" 모드에서 사용된 것과 상이한)로 나타내어진다. 즉, 0은 접지 전극에 있음을, x는 본래의 고전압 전극쪽 방향으로의 접지된 전극으로부터의 거리를 나타낸다.

예 5

절연 시스템으로부터 모든 휘발성 성분을 제거하는 효과를 시험하기 위해, 예 4 에서와 동일한 종류의 시험판과 180℃에서 15분간 가교된 것이, 높은 진공 상태에서 약 80℃에서 72시간동안 처리되었다. 이러한 처리 후에, 공간 전하 도표가 기록되었다. 도 11 은 "전압-온" 모드를, 도 12 는 "전압-오프" 모드를 나타낸다.

예 6

가교 조건들의 효과를 시험하기 위해, 예 4 에서와 동일한 종류의 시험판이 250℃에서 30분간 가교되었다. 시험판은 PEA 분석을 위한 장치에서 시험되었다. 도 13 은 "전압-온" 모드를, 도 14 는 "전압-온" 모드를 나타낸다.

예 1, 예 2 및 예 3 에서의 공간 전하 도표를 예 4, 예 5 및 예 6 에서의 공간 전하 도표와 비교하면, 식 (Ⅰ) 의 화합물이 매우 효과적인 공간 전하 감소제인 것이 명백하다. 동일한 조건들 하에 축적된 공간 전하는, 식 (Ⅰ) 의 화합물이 절연 성분에 첨가될 때 50% 미만이라는 것을 표 2 로부터 명백히 알 수 있다.

식 (Ⅰ) 의 화합물의 공간 전하 축적 압박 효과의 강도를 보여주기 위해, 예 7, 예 8 및 예 9 에 제시된 다음 실험들이 수행되었다.

예 7

식 (Ⅰ) 의 화합물의 궁극적인 농도 의존도를 확인하기 위해, 2개의 반도체 전극들을 장착한 2㎜ 두께의 성분 C(표 1 참조)의 폴리에틸렌의 시험판과 180℃에서 15분간 가교된 것이 PEA 분석을 위한 장치에서 50℃에서 시험되었다. "전압-온" 모드와 "전압-오프" 모드에서의 공간 전하 도표는 각각 도 9 와 도 10 과 동일하다.

예 8

식 (Ⅰ) 의 화합물의 공간 전하 감소력에 관한 항산화제 시스템의 영향을 확인하기 위해, 성분 D, E 및 F(표 1 참조)의 3개의 시험판들이 각각 제조되고 예 1 에서 기술된 바와 같이 시험되었다. "전압-온" 모드와 "전압-오프" 모드 양쪽에서의 공간 전하 도표를 보여준 모든 3개의 시험판들은 각각 도 9 와 도 10 과 동일하였다.

예 9

식 (Ⅰ) 의 화합물의 공간 전하 감소력에 관한 다른 첨가물들의 영향을 조사하기 위해, G, H 및 I(표 1 참조)의 3개의 상이한 성분들이 각각 제조되고 예 1 에서 기술된 바와 같이 시험되었다. "전압-온" 모드와 "전압-오프" 모드 양쪽에서의 공간 전하 도표를 보여준 모든 3개의 시험판들은 각각 도 9 와 도 10 과 동일하였다.

예 7, 8 및 9 의 결과로부터, 식 (Ⅰ) 의 화합물의 첨가물은 매우 광범위한 가교된 폴리에틸렌 성분들에서 효과적인 공간 전하 감소제인 것이 명백해진다.

XLPE 절연 화합물의 조성

화합물 번호	A	B	C
LDPE*, MFR₂=0.8	100	100	100
LDPE*, MFR₂=2	-	-	-
Irganox 1035**	0.2	0.2	0.2
Irganox PS 802***	0.4	0.4	0.4
항산화제 3	-	-	-
항산화제 4	-	-	-
식 (Ⅰ) 의 화합물:폴리그리세릴 모노 지방산 에스테르(SCS 2064)****	-	0.6	0.9
N-메틸피롤리돈	-	-	-
혼화재 1	-	-	-
혼화재 2	-	-	-
디쿠밀퍼옥시드	1.8	1.8	1.8
그을음 지연제*****	0.4	0.4	0.4
합계	102.8	103.4	103.7

* LDPE, 저밀도 폴리에틸렌 즉, 고압에서 라디칼 중합에 의해 제조된 폴리에틸렌(밀도=0.922g/㎤).

** Irganox 1035(등록상표), 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산의 디에스테르와 Ciba-Geigy의 티오디글리콜.

*** Irganox PS 802(등록상표), Ciba-Geigy의 디-스테아릴-티오-디프로피오네이트.

**** ICI, 영국.

***** 2,4-디페닐-4-메틸-펜틴-1, Nippon Oil and Fats의 Nofmer MSD(등록상표).

XLPE 절연 화합물의 조성(표 1 의 계속)

화합물 번호	D	E	F
LDPE*, MFR₂=0.8	100	100	100
LDPE*, MFR₂=2	-	-	-
Irganox 1035**	0.15	0.2	0.2
Irganox PS 802***	-	-	-
항산화제 3	0.08	-	-
항산화제 4	-	0.2	0.2
식 (Ⅰ)의 화합물:폴리그리세릴 모노 지방산 에스테르(SCS 2064)****	0.6	0.6	0.35
N-메틸피롤리돈	-	-	-
혼화제 1	-	-	-
혼화제 2	-	-	-
디쿠밀퍼옥시드	1.8	1.8	1.8
그을음 지연제*****	0.4	0.4	0.4
합계	103.3	103.2	102.95

**** ICI, 영국.

XLPE 절연 화합물의 조성(표 1 의 계속)

화합물 번호	G	H	I
LDPE*, MFR₂=0.8	100	-	100
LDPE*, MFR₂=2	-	100	-
Irganox 1035**	0.2	0.2	0.2
Irganox PS 802***	0.4	0.4	0.4
항산화제 3	-	-	-
항산화제 4	-	-	-
식 (Ⅰ)의 복합물:폴리그리세릴 모노 지방산 에스테르(SCS 2064)****	0.35	0.35	0.7
N-메틸피롤리돈	0.07	0.05	0.07
혼화재 1	-	0.35	-
혼화재 2	0.25	-	-
디쿠밀퍼옥시드	1.8	1.8	1.8
그을음 지연제*****	0.4	0.4	0.4
합계	103.47	103.55	103.57

**** ICI, 영국.

"전압-오프" 모드에서의 축적된 공간 전하의 상대적인 크기들(20㎸/㎜에서의 3시간의 DC 충전 후)

예	1	2	3	4	5	6
표 1 에 의한 성분	A	A	A	B	B	B
가교 온도,℃	180	180	250	180	180	250
처리 후(80℃/72시간/진공)	-	+	-	-	+	-
"전압-오프"모드에서의 공간 전하의 상대적인 크기	100	70	160	50	35	60
도면 번호	4	6	8	10	12	14

Claims

도체와, 3개 이상의 압출된 층들, 도체 주위에 배치된 가교형 폴리에틸렌 (XLPE) 기저 성분들을 포함하는 중합체 기저 절연 시스템을 구비한 절연된 DC 케이블에 있어서,

상기 압출된 절연 시스템은, 폴리에틸렌 기저의 화합물에 추가하여 첨가물을 포함하고, 상기 첨가물은 하기 일반식 (Ⅰ) 의 글리세롤 지방산 에스테르이고,

R¹O(C₃H₅(OR²)O)_nR³(Ⅰ)

여기서, n≥1이고,

R¹, R²및 R³는, 동일하거나 상이하며, 수소를 나타내거나 또는 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 잔기를 나타내고,

2개 이상의 무수산화기들과 상기 분자에 탄소수 8 내지 24 인 하나 이상의 카르복실산의 잔기가 있다는 조건 하에 상기 일반식을 만족하는 첨가물을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항에 있어서,

화합물 (Ⅰ) 에서, R²와 R³모두 수소 원자들과 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 잔기 R¹=R 을 나타내는 즉, 화합물은 식

RO(CH₂CH(OH)CH₂O)_nH (Ⅱ)

을 갖는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항에 있어서,

n은 1 내지 20 이고, 바람직하게는 1 내지 15 및 가장 바람직하게는 3 내지 8 인 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

식 (Ⅰ) 의 화합물은 모노에스테르인 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 에스테르는 카르복실산과 글리세롤 화합물의 1차 히드록실기 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

식 (Ⅰ) 의 화합물은 절연체와 반도체층들 사이에서 포함되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

식 (Ⅰ) 의 화합물은 절연층(들)에만 포함되는 것을 특징으로 하는 절연된DC 케이블.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

식 (Ⅰ) 의 화합물은 반도체층(들)에만 포함되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

식 (Ⅰ) 의 화합물은 실제 성분에 기초한 적어도 0.05 중량%의 양만큼 중합체 성분에 존재하는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 9 항에 있어서,

식 (Ⅰ) 의 화합물은 실제 성분의 0.05 중량%부터 2 중량%까지, 바람직하게는 0.1 중량%부터 1 중량%의 양만큼 중합체 성분에 존재하는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,

중합체 성분(들)은 항산화제, 가교제, 윤활 첨가제, 그을음 지연제 및 혼화제들과 같은 하나 이상의 종래의 첨가제들을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 11 항에 있어서,

실제 성분에 있어서 식 (Ⅰ) 의 화합물을 포함하는 종래의 첨가제들의 전체량은, 실제 성분의 약 10 중량%이하인 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,

폴리에틸렌 (PE) 은 에틸렌의 단일중합체, 탄소수가 3 내지 8 인 하나 이상의 α올레핀들을 구비한 에틸렌의 혼성중합체 및 비닐 아세테이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트 또는 디메틸아미노프로필메타크릴아미드 (DMAPMA) 를 가진 에틸렌의 혼성중합체중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블.
폴리에틸렌 (PE) 성분을 혼합하는 단계, 상기 혼합된 PE 성분을 도체 주위에 배치된 중합체 기초 절연 시스템의 일부로서 압출하는 단계 및 계속해서 PE 성분을 XLPE 성분으로 가교시키는 단계를 구비하는 절연된 DC 케이블의 제조 방법에 있어서,

R¹O(C₃H₅(OR²)O)_nR³(Ⅰ)

여기서, n≥1이고,

R¹, R²및 R³는, 동일하거나 상이하며, 수소를 나타내거나 또는 탄소수 8 내지 24 인 카르복실산의 잔기를 나타내고,

2개 이상의 무수산화기들과 상기 분자에 탄소수 8 내지 24 인 하나 이상의 카르복실산의 잔기가 있다는 조건 하에 상기 일반식을 가지는 화합물이 PE 성분들에 첨가되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블의 제조방법.
제 14 항에 있어서,

화합물 (Ⅰ) 은, 실제 성분의 중량에 기초한 적어도 0.05 중량%의 양만큼 첨가되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블의 제조방법.
제 15 항에 있어서,

화합물 (Ⅰ) 은, 실제 성분의 0.05 중량% 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 1 중량%의 양만큼 첨가되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블의 제조방법.
제 1 항 내지 제 16 항에 있어서,

항산화제, 윤활 첨가제, 가교제, 그을음 지연제 및 혼화제와 같은 하나 이상의 다른 첨가제들이 또한 성분에 첨가되는 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블의 제조방법.
제 15 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서,

각 성분에 첨가된 식 (Ⅰ) 의 화합물을 포함하는 첨가제들의 전체량은, 실제성분의 약 10 중량% 이하인 것을 특징으로 하는 절연된 DC 케이블의 제조방법.