WO1981002944A1 - Insulating paper - Google Patents

Description

明 柳

絶縁紙

技 術 分

本発明は絶縁弒、 特に電力ケー ブル用絶縁紙に関 する。 背 _ 景 —技—術 '

大容量送電を 目的とする超高圧 0 F ( Oi l Fi l l e d ) ケーブルに用 られる低損失、 即ち誘電損の低 絶縁 材料と して、 最近、 合成鐡維、 合成樹脂フ ィ ル ム 、 又 はこのフ ィ ル ム と ク ラ フ ト 紙の よ う な絶縁紙との積層 体が使用されている。

しかし合成樹脂フ ィ ル ムは上記ケー ブル内を流れ る絶緣油に対する耐油性が弱 く 、 膨潤に基つ' て油流 抵抗が増大する欠点があ ]? 、 またケー ブルが屈曲する 際に座屈および しわが発生しやす 。 一方合成樹脂フ ィ ル ム と絶縁紙と を複合して用 る場合には膨潤に基 づ く 油流抵抗の増大はい く らか緩和されるが放射状方 向への油の流通性に問題が残る と共に ィ ン ル ス電圧 に対する極性効果が大き 欠点がある。

本発明の一つの目 的は電気的特性な らびに機械的 特性がすぐれ、 かつ作業性が良好 絶,緣紙を提供する こ とである。

本発明の他の目 的は上述の従来の欠点を改良 した 電力ケ ー プル用絶縁羝を提供する こ と である。

OMPI

-, WIPO 発 明 の 開 示

本発明の一つの態様に よれば天然鐵維と合成樹脂 フ レーク （薄片 ） と の混合物を抄紙 して成る絶縁紙が 提供される。

本発明の他の態様に よれば第 1 の層および第 2 の 層を積層 し、 加熱加圧する こ とによ ]) 形成され、 これ ら第 1 および第 2 の層は共に天然繊維と合成樹脂フ レ —ク との混合物を抄紙して成る絶縁紙が提供される。 上記積層体において、 好ま しく は第 1 および第 2 の層 の対面部分は共に合成樹脂フ レークの量が他の部分よ ]5 も多い。

図面の簡単 な 説 明

第 1 図は本発明の絶緣紙の一実施例の斜視図、 第 2 図は本発明の絶緣羝を用いて電力ケー ブ ルを構成し た場合のポ リ プロ ピ レ ン フ レー ク の厚さと ィ ン ル ス 破壊ス ト レ ス と の関係を示すグ ラ フ 、 第 3 図は本発明 の絶緣羝の内部を拡大して示す図、 そして第 4 図は電 力ケ ー ブ ルを構成する種々 の絶緣紙の温度に よ る油流 抵抗の変化を示すグ ラ フである。

発明を実施するための最良の形態 本発明の絶緣紙は以下の よ う に製造される。 まず 天然鐵維と して例えばク ラ フ ト ル プを用意する。 こ のク ラ フ ト パル プ ^叩解 （ bea t i ng ) した後、 これに合 成樹脂のフ レークを添加して抄紙工程を実旌する。 こ の抄紙に用い られる機械は通常の抄紙機が使用可能で ある。 合成樹脂のフ レークは合成樹脂フ ィ ル ムを粉砕 する こ とに よっ て調製される。 好ま しい合成樹脂はボ リ ：°口 ピレンでするが、 その他に も 四沸化工チ レ ン、 ボ リ エ チ レ ン 、 ボ リ カー ネー ト 等が用い られても よ い o

抄紙され シー ト は最後にカ レ ン ダ一 （ c a l e nde r ) 処理を実施されて、 密度の増加と、 厚さの減少と、 表 面の平滑化が達成され、 さ らに加熱加圧ロ ール にかけ られて機械的強度が増大する。 また叩解された ルプ と-合成樹脂フ レーク と の混合液中におい て、 合成樹脂 フ レークは ルプ の天然繊維よ j? も比重が小さいため、 上方に多 く 存在する よ う に ]?、 したがつて上記混合 液を長網抄紙機を用いて抄紙する こ と に よ つて得られ る製品の絶緣羝 2 0 は第 1 図に示すよ う にその上面に 近 部分 J J はその他の部分 J 2 よ ]? も合成樹脂フ レ ークの量が多 く なる。

本発明においてはこの よ う に して得 られた絶縁紙 1 0 をそのま ま電力ケー プル用絶緣材料と して用いて も よいが、 この絶縁紙 2 0 を 2 枚用意して合成樹脂フ レーク量の多い部分 J J 同志を対面さ.せて積層 し、 加 熱加圧して成る絶縁紙はさ らに好ま し く 用い られる。

長網抄紙機の代 ]? に円網抄紙機を用いて抄紙 した 場合、 合成樹脂フ レークが天然耩維中に均一に分 _布 し た絶縁紙が得られる。

天然繊維にボ リ プロ ピレ ン フ レークを混抄して成 る絶縁紙にお て天然鐡維対ボ リ プ ロ ピ レ ン フ レーク の比率を一定と しポ リ プロ ビレ ン フ レークの厚さを薄 く する と第 2 図のよ う にイ ン ル ス正極性の破壤強度 が大幅に上昇する。

次に本発明の実施例につ て よ ]?具体的に説明す る。 ポ リ プ ロ ピ レン フ ィ ル ム を粉砕機を用いて粉碎し て厚さ 5 〜 9 βτη 大きさ 2〜 5 皿のラ ン ダム形のポ リ プ ロ ピ レ ン フ レー クを成形する。

第 2 図のグ ラ フ よ ]) 明 らかの よ う にフ レーク の厚 さは薄い程、 破壤ス ト レ スは高いわけであるが工業的 にはポ リ プロ ビレ ン フ レークの厚さを 5〜 9 Amよ j? も 薄 くする こ とは困難である。

フ レークの大き さが大き過ぎる と天然檨維中にお ける フ レークの分布が不均一と な ]? 、 かつ油の膨満に よ る影響が大き く、 また天然鐡維のからみ合 が： レ ークによ って遮断され、 絶縁紙の機械的強度が落ちる。

天然織維に対する合成樹脂フ レークの混抄率を一 定と した場合、 フ レーク の大き さを大き くすればフ レ 一クの数は減少 し、 イ ン パ ル ス特性が低下する。 逆に フ レークの大きさを極端に小さ く した場合、 パ リ ヤ ー 効果がな く な ]) イ ン パ ル ス耐圧は悪 く なる。 合成樹脂 フ レークの好ま しい大き さは 2〜 5 «aである。

O PI ク ラ フ ト ルプを叩解した ルプ繊維 （ 長さ 3 鄉 程度、 巾 0. 0 3 娜程） と ボ リ プ ロ ピ レ ン フ レーク と の 混合物は抄紙機にかけ られる。 .

混抄割合は低損失絶縁紙と しての見地か ら誘電率 は 2. 8 以下である こ とが好ま し く 、 こ の条件を満たす ボ リ プロ ピレン フ レークの混抄率は重量比に して 4 0 〜 6 0 %が適当である。 .

抄紙工程を終えた混抄紙は第 3 図に示す様に ボ リ プ ロ ピ レ ン の フ レークは天然鐡維の間に層をな して乱 雑に並ぶ。 第 3 図に いて 3 J は天然織維を、 3 2 は ボ リ プ ロ ピ レ ン フ レーク をそれぞれ示す。

ついでカ レ ンダー処理されさ らに加熱加圧に よ つ てボリ プロ ビレ ン フ レーク と天然鐡維とが融着して機 械的強度を増した本発明の絶緣紙が得られる。

長網抄紙を用いる抄紙の場合、 ポ リ プ ロ ピ レ ン フ レークは比重が天然鐡維よ ]) 小さ のでフ レーク と天 然鐡維の混合物か ら成る ゥ ュ ッ ト シー ト の上面近 く に フ レークが多 く集ま る。

このよ う に ボ リ プ ロ ピレ ン フ レークが上面近 く に よ ]?多 く集め られた絶縁紙の 2 枚を、 それぞれ上面同' 志が向い合う よ う に重ね温度 1 7 0 〜. 2 0 0 C、 圧力

5 0 〜 2 0 0 /cm² 程度で加熱加圧 口ールを通すこ と に よ つ て本発明の絶緣紙が得 られる。

勿論円網抄紙によ っ て得 られたフ レークが均等に

O PI

o - ^ 分布している絶緣羝の 2枚を重ね加熱加圧口 ，ルを通 すこ とに よ って得られた絶緣紙も本癸明に含まれる。

この よ う に重ね合せて加熱加圧された絶縁紙は単 に 1 枚づつの絶緣紙を 2 枚に したと き よ ]? も機械的強 度は大き 。 またこの絶縁紙はその両面は天然繊維の からみ合いが多 ので、 これをケ ー ブル導体へ巻 き付 ける場合、 ク ラ フ ト紙同様に扱う こ とができその作業 性はす ぐれている。

さ らに 2枚重ね合せる こ とによ って天然鐡維中に おける フ レークの分布の均一铨が大いに改善される。

本発明の絶緣羝の諸特性は下記の如 く である。

合成樹脂フ レーク と してボ リ プ ロ ピ レ ン （ 9 厚 ) を使用 した混杪率 4 0 の本発明の铯緣紙 （ 以下 F P 紙と称す ） の特性を下記表に示す。 モ デ ルケ一プルを 用いて誘電特性および絶掾破壊特性を求めた。 モ デル ケー ブルの長さは 3 0 0 籠で、 導体外径 2 0 面 、 絶緣 厚約 1 舰である ό - X taa 3の値は、 ク ラ フ ト紙の V3以 下と ¾つている。 更に交流破壤電界は、 ク ラ フ ト紙に く らべ約 5 0 多、 イ ン ル ス破壤電界も約 3 0 多増加 する。 イ ン パ ル ス破壌における極性効果は認め られな 。 これは ポ リ プ ロ ピ レ ン フ レークが.絶縁羝中で薄膜 多層構造を形成するからである。 紙の膨満量は、 油浸 （ DDB 1 0 0 X： )状態で 0. 4 と極めて小さ く、 膨潤によ ]?起因する油浸羝絶籙体中の内部圧力増大に

ΟΜΡΙ一 IPO~" 伴 う ペ ンデ ィ ン グ時の座屈、 しわの発生の懸念がな い。 また油流抵抗も 図 4 に示すよ う にク ラ フ ト紙とほ ぼ同程度であ ]?、 温度によ る油流抵抗の変化がほとん ど い。 したがって負荷変動にと も な う過度油圧変化 も小さ く、 いわゆる負圧現象の心配も ¾ く 従来どお ]? の給油設計が適用でき る。 一 3¾

本発明の絶籙羝は次の よ う な利点を有している。

① 合成樹脂を混抄 しているため低損失である。

② 合成樹脂フ レークが絶縁紙中で.薄膜多層構造 形成しているため、 イ ン パ ル ス特性が向上し、 極 性効杲がな く なる。

⑤ 合成樹脂フ レークを天然鐡維に混抄して るた め合成樹脂フ ィ ル ムを紙に ラ ミ ネ 一 ト して成る絶 緣羝に く らべ電力ケー ブル中にお てラ 'クア ル方 向の油流抵抗が小さ 。

④ 油によ る合成樹脂の膨潤は天然鐡維の存在に よ つて滅少する。

⑤ 重ね合せ、 加熱加圧する こ と に よ っ て天然鐡維 中の フ レークの分布の均一性が改善される。

® 重ね合せ加熱加圧して成る絶縁紙の両面は合成 樹脂よ ]) も天然鐡維の量が多いのでその表面はク0 ラ フ ト紙と同様とる ]?、 導体への捲き付け作業は ク ラ フ ト紙同様に良好である。

産業上の利用可能性 '

上述 したよ う に本発明の絶緣弒は電力ケーブル用 の絶縁体と して好ま し く 用 られるが、 これに限定さ5 れる も のではな く 、 その他の電気絶瘃材料と しても使 用される。

D

O PI

i?o~~ *、

Claims

請 求 の 範 囲

1. 天然繊維と合成樹脂フ レークとの混合物を抄紙 して成る絶緣紙。

2. 特許請求の範囲 1 記載の絶緣紙において、

5 上記絶縁紙の片面部分に存在する合成樹脂フ レー クの量は他の部分よ ]3 も 多い。

3. 第 1 の層および第 2 の層を積層 し、 加熱加圧す る こ とに よ ]) 形成され、 これ ら第 1 および第 2 の層は 共に天然繊維と合成樹脂： 7 レーク との混合物を抄紙しQ て成る こ と を特徵とする絶緣紙。

4. 特許請求の範囲 3 記載の絶緣弒において、 第 1 および第 2 の'層の対面部分は共に合成樹脂フ レーク の 量が他の部分よ ]? も 多 。

5. 特許請求の範囲 1 〜 4記載の絶緣羝において、5 合成樹脂はボ リ プ ロ ピ レ ンである。

6. 特許請求の範囲 1 〜 4 記載の絶緣羝に いて、 合成樹脂フ レークは 5〜 9 の厚さ よ び 2 〜 5 娜の長さを有 して る。

7. .特許請求の範囲 1 〜 4 記載の絶縁紙において、0 天然繊維に対する合成樹脂フ レークの混合比は重 量で 4 : 6 〜 6 : 4 である。 .

O PI

A,, IPO"