JPH09231839A - 直流ケーブル - Google Patents
直流ケーブルInfo
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- JPH09231839A JPH09231839A JP3190696A JP3190696A JPH09231839A JP H09231839 A JPH09231839 A JP H09231839A JP 3190696 A JP3190696 A JP 3190696A JP 3190696 A JP3190696 A JP 3190696A JP H09231839 A JPH09231839 A JP H09231839A
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Landscapes
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- Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリオレフィン絶縁ケーブルの空間電荷の形
成蓄積を抑制するとともに、空間電荷の移動および空間
電界の変歪を防止して、絶縁破壊特性を大幅に向上させ
た直流ケーブルを提供する。 【解決手段】 メタロセン触媒により合成されたポリオ
レフィンまたはその架橋体からなり、かつ、含有水分量
が 10ppm以下の絶縁体層３を設ける。
成蓄積を抑制するとともに、空間電荷の移動および空間
電界の変歪を防止して、絶縁破壊特性を大幅に向上させ
た直流ケーブルを提供する。 【解決手段】 メタロセン触媒により合成されたポリオ
レフィンまたはその架橋体からなり、かつ、含有水分量
が 10ppm以下の絶縁体層３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流ケーブルに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、高圧交流送電用電力ケーブル
をはじめ各種交流ケーブルとして、架橋ポリエチレンな
どのポリオレフィンを絶縁体としたケーブルが、高くか
つ安定した絶縁耐力を有し、かつ、耐水性、耐薬品性、
耐溶剤性などにも優れることから、広く用いられてい
る。
をはじめ各種交流ケーブルとして、架橋ポリエチレンな
どのポリオレフィンを絶縁体としたケーブルが、高くか
つ安定した絶縁耐力を有し、かつ、耐水性、耐薬品性、
耐溶剤性などにも優れることから、広く用いられてい
る。
【０００３】このため、近年、このように優れた特長を
有するポリオレフィン絶縁ケーブルを、直流ケーブルと
して使用することが検討されている。
有するポリオレフィン絶縁ケーブルを、直流ケーブルと
して使用することが検討されている。
【０００４】しかしながら、この場合、解決すべき直流
絶縁特有の問題があり、なかでも、直流電圧の印加によ
り絶縁体内に形成される空間電荷の問題は、かかるポリ
オレフィン絶縁ケーブルの直流ケーブルへの用途拡大に
大きな障害となっている。
絶縁特有の問題があり、なかでも、直流電圧の印加によ
り絶縁体内に形成される空間電荷の問題は、かかるポリ
オレフィン絶縁ケーブルの直流ケーブルへの用途拡大に
大きな障害となっている。
【０００５】すなわち、従来のポリオレフィン絶縁ケー
ブルでは、直流電圧の印加によって絶縁体内に空間電荷
が形成蓄積されやすく、絶縁体内部に局所的高電界が発
生する、絶縁厚さが実質的に減少する、インパルスや直
流破壊特性が低下するなどの問題があった。
ブルでは、直流電圧の印加によって絶縁体内に空間電荷
が形成蓄積されやすく、絶縁体内部に局所的高電界が発
生する、絶縁厚さが実質的に減少する、インパルスや直
流破壊特性が低下するなどの問題があった。
【０００６】このため、ベースのポリオレフィンを変性
させたり、カーボンブラックや酸化マグネシウムなどの
充填剤を添加するなど、空間電荷の形成蓄積を抑制する
対策が種々提案されているが、未だ十分な直流特性を得
るまでには至っていないのが実状である。
させたり、カーボンブラックや酸化マグネシウムなどの
充填剤を添加するなど、空間電荷の形成蓄積を抑制する
対策が種々提案されているが、未だ十分な直流特性を得
るまでには至っていないのが実状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、空間電荷に
よる絶縁破壊特性の低下は、その蓄積量のみならず、空
間電荷の移動、およびその結果生ずる空間電界の変歪が
大きく影響することが、最近の研究で明らかになってき
ている。
よる絶縁破壊特性の低下は、その蓄積量のみならず、空
間電荷の移動、およびその結果生ずる空間電界の変歪が
大きく影響することが、最近の研究で明らかになってき
ている。
【０００８】したがって、空間電荷の形成蓄積を抑制
し、かつ、空間電荷の移動および空間電界の変歪を防止
することができれば、絶縁破壊特性を大幅に向上させる
ことができると考えられる。
し、かつ、空間電荷の移動および空間電界の変歪を防止
することができれば、絶縁破壊特性を大幅に向上させる
ことができると考えられる。
【０００９】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、ポリオレフィン絶縁ケーブルの空間電荷の形成
蓄積を抑制するとともに、空間電荷の移動および空間電
界の変歪を防止して、絶縁破壊特性を大幅に向上させた
直流ケーブルを提供することを目的とする。
もので、ポリオレフィン絶縁ケーブルの空間電荷の形成
蓄積を抑制するとともに、空間電荷の移動および空間電
界の変歪を防止して、絶縁破壊特性を大幅に向上させた
直流ケーブルを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の直流ケーブル
は、メタロセン触媒により合成されたポリオレフィンま
たはその架橋体からなり、かつ、含有水分量が 10ppm以
下の絶縁体層を具備してなることを特徴とする。
は、メタロセン触媒により合成されたポリオレフィンま
たはその架橋体からなり、かつ、含有水分量が 10ppm以
下の絶縁体層を具備してなることを特徴とする。
【００１１】本発明において使用されるポリオレフィン
は、メタロセン触媒により合成されたものであり、エチ
レンまたはプロピレンを同触媒により単独重合させたも
の、エチレンまたはプロピレンにコポリマーとしてプロ
ピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどを
共重合させたものなどが使用される。市販品を例示する
と、たとえばダウ・ケミカル社製のエンゲージ CL8001
、エンゲージ CL8002、アフィニティ FM1570 、アフィ
ニティ HF1030 などがあげられる。これらのメタロセン
触媒により合成されたポリオレフィンは、他の触媒によ
り合成されたポリオレフィンに比べ、分子量分布が狭
い、コモノマーの分布が均一である、触媒残渣が極めて
少ないなどの特長を有している。
は、メタロセン触媒により合成されたものであり、エチ
レンまたはプロピレンを同触媒により単独重合させたも
の、エチレンまたはプロピレンにコポリマーとしてプロ
ピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどを
共重合させたものなどが使用される。市販品を例示する
と、たとえばダウ・ケミカル社製のエンゲージ CL8001
、エンゲージ CL8002、アフィニティ FM1570 、アフィ
ニティ HF1030 などがあげられる。これらのメタロセン
触媒により合成されたポリオレフィンは、他の触媒によ
り合成されたポリオレフィンに比べ、分子量分布が狭
い、コモノマーの分布が均一である、触媒残渣が極めて
少ないなどの特長を有している。
【００１２】本発明においては、このようなポリオレフ
ィンまたはその架橋体により絶縁体層を構成するととも
に、その含有水分量を 10ppm以下とするが、これは、含
有水分量がこれより多くなると、課電により注入された
ホモ空間電荷が移動しやすくなり、絶縁体層中の空間電
界の変歪が起こり、絶縁耐力が低下するようになるから
である。また、絶縁破壊の要因となる水トリーも発生し
やすくなるからである。
ィンまたはその架橋体により絶縁体層を構成するととも
に、その含有水分量を 10ppm以下とするが、これは、含
有水分量がこれより多くなると、課電により注入された
ホモ空間電荷が移動しやすくなり、絶縁体層中の空間電
界の変歪が起こり、絶縁耐力が低下するようになるから
である。また、絶縁破壊の要因となる水トリーも発生し
やすくなるからである。
【００１３】本発明の直流ケーブルにおいては、メタロ
セン触媒により合成された特定のポリオレフィンまたは
その架橋体で絶縁体層を構成するとともに、その含有水
分量を10ppm 以下に限定したことにより、直流課電によ
る空間電荷の形成蓄積が抑制されるだけでなく、形成さ
れた空間電荷の移動およびそれによって生ずる空間電界
の変歪が防止されるため、絶縁破壊特性に優れたものと
なる。
セン触媒により合成された特定のポリオレフィンまたは
その架橋体で絶縁体層を構成するとともに、その含有水
分量を10ppm 以下に限定したことにより、直流課電によ
る空間電荷の形成蓄積が抑制されるだけでなく、形成さ
れた空間電荷の移動およびそれによって生ずる空間電界
の変歪が防止されるため、絶縁破壊特性に優れたものと
なる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。
を用いて説明する。
【００１５】図１は本発明の直流ケーブルの実施の形態
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
【００１６】図１に示すように、この直流ケーブルは、
例えば断面積 60 mm2 の銅撚線よりなる導体１と、この
導体１上に、例えばエチレン・酢酸ビニルコポリマーの
ような乾質ポリオレフィンに 38 重量％の導電性カーボ
ンを配合した半導電性ポリエチレン組成物を押出被覆し
て形成された 1mm厚の内部半導電層２と、この内部半導
電層２上に、メタロセン触媒により合成されたポリエチ
レンのエンゲージ CL8001に、 1.2重量％の架橋剤2,5-
ジメチル-2,5- ジ（t-ブチルパーオキシ）ヘキシン-3
と、 0.2重量％の老化防止剤とを配合した絶縁性組成物
を押出被覆し、加熱架橋させて形成された 3mm厚の絶縁
体層３と、この絶縁体層３上に、内部半導電層１で用い
たものと同じ半導電性ポリエチレン組成物を押出被覆し
て形成された 0.5mm厚の外部半導電層４と、さらに、そ
の上に、軟質塩化ビニル樹脂を押出被覆して形成された
2.5mm厚のシース５とから構成されている。そして、絶
縁体層３は、架橋後、例えば50℃真空中に放置すること
により、含有水分量が 10ppm以下とされている。
例えば断面積 60 mm2 の銅撚線よりなる導体１と、この
導体１上に、例えばエチレン・酢酸ビニルコポリマーの
ような乾質ポリオレフィンに 38 重量％の導電性カーボ
ンを配合した半導電性ポリエチレン組成物を押出被覆し
て形成された 1mm厚の内部半導電層２と、この内部半導
電層２上に、メタロセン触媒により合成されたポリエチ
レンのエンゲージ CL8001に、 1.2重量％の架橋剤2,5-
ジメチル-2,5- ジ（t-ブチルパーオキシ）ヘキシン-3
と、 0.2重量％の老化防止剤とを配合した絶縁性組成物
を押出被覆し、加熱架橋させて形成された 3mm厚の絶縁
体層３と、この絶縁体層３上に、内部半導電層１で用い
たものと同じ半導電性ポリエチレン組成物を押出被覆し
て形成された 0.5mm厚の外部半導電層４と、さらに、そ
の上に、軟質塩化ビニル樹脂を押出被覆して形成された
2.5mm厚のシース５とから構成されている。そして、絶
縁体層３は、架橋後、例えば50℃真空中に放置すること
により、含有水分量が 10ppm以下とされている。
【００１７】上記構成の直流ケーブルの絶縁体層３の空
間電荷特性を評価するため、上記絶縁体層の形成に用い
た絶縁性組成物をシート状に押出し、加熱架橋した後、
脱気処理を行い、 1mm厚、含有水分量 10ppmの試料シー
トＡ(1) を作成した。また、比較のために、試料シート
Ａ(1) に強制的に吸水させ、含有水分量がそれぞれ26pp
m および102ppmの試料シートＢ、Ｃを作成した。
間電荷特性を評価するため、上記絶縁体層の形成に用い
た絶縁性組成物をシート状に押出し、加熱架橋した後、
脱気処理を行い、 1mm厚、含有水分量 10ppmの試料シー
トＡ(1) を作成した。また、比較のために、試料シート
Ａ(1) に強制的に吸水させ、含有水分量がそれぞれ26pp
m および102ppmの試料シートＢ、Ｃを作成した。
【００１８】次いで、上記試料シートＡ(1) 、Ｂ、Ｃに
室温で-20kV の直流電圧を課電し、パルス静電応力法
（ＰＥＡ法）により空間電荷特性を測定した。なお、パ
ルスの最大出力電圧は-2kV、その幅は50nsである。ま
た、空間電荷の測定はすべて短絡状態で実施した。表１
は、このようにして測定した各シートの課電時間に対す
る空間電荷量の変化を示したもので、本発明に係る試料
シートＡ(1) では、空間電荷の移動がほとんど見られな
かったのに対し、含有水分量の多い試料シートＢでは、
課電時間とともに空間電荷はシートの深部に移動してお
り、含有水分量のより多い試料シートＣでは空間電荷の
移動はさらに促進されていた。
室温で-20kV の直流電圧を課電し、パルス静電応力法
（ＰＥＡ法）により空間電荷特性を測定した。なお、パ
ルスの最大出力電圧は-2kV、その幅は50nsである。ま
た、空間電荷の測定はすべて短絡状態で実施した。表１
は、このようにして測定した各シートの課電時間に対す
る空間電荷量の変化を示したもので、本発明に係る試料
シートＡ(1) では、空間電荷の移動がほとんど見られな
かったのに対し、含有水分量の多い試料シートＢでは、
課電時間とともに空間電荷はシートの深部に移動してお
り、含有水分量のより多い試料シートＣでは空間電荷の
移動はさらに促進されていた。
【００１９】
【表１】 次に、上記直流ケーブルについて常温で直流破壊試験を
実施し、試料シートＢ、Ｃの作成に用いた絶縁性組成物
で絶縁体層を構成するようにした以外は、上記直流ケー
ブルと同一構成としたケーブルの直流破壊試験の結果と
比較した。
実施し、試料シートＢ、Ｃの作成に用いた絶縁性組成物
で絶縁体層を構成するようにした以外は、上記直流ケー
ブルと同一構成としたケーブルの直流破壊試験の結果と
比較した。
【００２０】結果は、本発明の直流ケーブルの絶縁破壊
電圧が 350kVであったのに対し、試料シートＢ、Ｃと同
一構成の絶縁体層を設けたケーブルでは、それぞれ 270
kV、235kVであった。
電圧が 350kVであったのに対し、試料シートＢ、Ｃと同
一構成の絶縁体層を設けたケーブルでは、それぞれ 270
kV、235kVであった。
【００２１】さらに、上記の試料シートＡ(1) と、架橋
剤として2,5-ジメチル-2,5- ジ（t-ブチルパーオキシ）
ヘキサンおよび1,3-ビス（t-ブチルパーオキシイソプロ
ピル）ベンゼンをそれぞれ用いた以外は同様にして作成
した、 1mm厚、含有水分量 10ppm以下の試料シートＡ
(2) 、Ａ(3) 、さらには、高圧法低密度ポリエチレン N
UC 9025 （日本ユニカー社製 商品名）に 2重量％のジ
クミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、および 0.2重量％の
老化防止剤を配合した絶縁性組成物により作成した 1mm
厚、含有水分量 10ppm以下の試料シートＤの空間電荷特
性を比較した。結果は、図２に示した通りで、本発明に
係る試料シートＡ(1) 、Ａ(2) 、Ａ(3) では、空間電荷
の蓄積がほとんど見られなかった。
剤として2,5-ジメチル-2,5- ジ（t-ブチルパーオキシ）
ヘキサンおよび1,3-ビス（t-ブチルパーオキシイソプロ
ピル）ベンゼンをそれぞれ用いた以外は同様にして作成
した、 1mm厚、含有水分量 10ppm以下の試料シートＡ
(2) 、Ａ(3) 、さらには、高圧法低密度ポリエチレン N
UC 9025 （日本ユニカー社製 商品名）に 2重量％のジ
クミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、および 0.2重量％の
老化防止剤を配合した絶縁性組成物により作成した 1mm
厚、含有水分量 10ppm以下の試料シートＤの空間電荷特
性を比較した。結果は、図２に示した通りで、本発明に
係る試料シートＡ(1) 、Ａ(2) 、Ａ(3) では、空間電荷
の蓄積がほとんど見られなかった。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリオレフィン絶縁体の直流課電による空間電荷の形成
蓄積を抑制することができるとともに、空間電荷の移動
およびそれによって生ずる空間電界の変歪を防止するこ
とができるため、ポリオレフィン絶縁ケーブル本来の優
れた特性を具備し、かつ、絶縁耐力の向上した直流特性
に優れた直流ケーブルを得ることができる。
ポリオレフィン絶縁体の直流課電による空間電荷の形成
蓄積を抑制することができるとともに、空間電荷の移動
およびそれによって生ずる空間電界の変歪を防止するこ
とができるため、ポリオレフィン絶縁ケーブル本来の優
れた特性を具備し、かつ、絶縁耐力の向上した直流特性
に優れた直流ケーブルを得ることができる。
【図１】本発明の直流ケーブルの一例を示す横断面図。
【図２】本発明に係る試料シートおよび比較のための試
料シートについて測定した空間電荷量と課電時間の関係
を示すグラフ。
料シートについて測定した空間電荷量と課電時間の関係
を示すグラフ。
１………導体 ２………内部半導電層 ３………絶縁体層 ４………外部半導電層 ５………シース
Claims (2)
- 【請求項１】 メタロセン触媒により合成されたポリオ
レフィンまたはその架橋体からなり、かつ、含有水分量
が 10ppm以下の絶縁体層を具備してなることを特徴とす
る直流ケーブル。 - 【請求項２】 ポリオレフィンが、エチレンとオクテン
とをメタロセン触媒を用いて重合させたポリエチレンで
あることを特徴とする請求項１記載の直流ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190696A JPH09231839A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 直流ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190696A JPH09231839A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 直流ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09231839A true JPH09231839A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12344049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3190696A Withdrawn JPH09231839A (ja) | 1996-02-20 | 1996-02-20 | 直流ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09231839A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000053815A (ja) * | 1998-08-12 | 2000-02-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電気絶縁樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル |
| US6596392B1 (en) | 1999-01-29 | 2003-07-22 | Mitsui Chemicals, Inc. | Sheathed wires and cables |
| US6670554B1 (en) | 2002-10-07 | 2003-12-30 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | High-voltage direct current cable insulation |
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| WO2009126977A1 (de) * | 2008-04-18 | 2009-10-22 | Trench Austria Gmbh | Elektrostatische abschirmung für einen hgü-bauteil |
-
1996
- 1996-02-20 JP JP3190696A patent/JPH09231839A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012009436A (ja) * | 2002-10-07 | 2012-01-12 | Union Carbide Chem & Plast Technol Corp | 高電圧直流ケーブル絶縁体および半導電性遮蔽体 |
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| US8520357B2 (en) | 2008-04-18 | 2013-08-27 | Trench Austria Gmbh | Electrostatic shield for an HVDC transmission component |
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