JP3658018B2 - ケーブル用の絶縁構造物 - Google Patents
ケーブル用の絶縁構造物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3658018B2 JP3658018B2 JP22505494A JP22505494A JP3658018B2 JP 3658018 B2 JP3658018 B2 JP 3658018B2 JP 22505494 A JP22505494 A JP 22505494A JP 22505494 A JP22505494 A JP 22505494A JP 3658018 B2 JP3658018 B2 JP 3658018B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- sample
- insulating
- charge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
- H01B9/027—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients composed of semi-conducting layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Insulating Bodies (AREA)
- Installation Of Indoor Wiring (AREA)
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、直流電流または交流電流を通す中圧、高圧、及び超高圧ケーブル用の絶縁構造物に関する。
【0002】
【従来の技術】
これらのケーブルは一般に、同軸の絶縁構造物で囲まれた導電性心線から構成される。この構造物は、ケーブル心線に接触して配置された少なくとも1つの半導電体第1層を含み、これ自体は電気絶縁性第2層によって囲まれ、後者は半導電体第3層によって被覆されている。その他の外部層はケーブルの保護に役立つ。
【0003】
絶縁層は通常、高密度または低密度のポリエチレン、網状ポリエチレン、またはメチレン主鎖を持つエチレン・プロピレン・ジエンの三元ポリマーをベースとしている(EPDM)。
【0004】
半導電体層は一般に、極性基質、大抵の場合は、カーボン・ブラックを装荷するエチレンとアルキル・アクリル酸塩の共重合体から成る。装入量は使用されるカーボン・ブラックの性質によって異なる。アセチレン・ブラックまたはファーネス・ブラックでは、装入量の比率は一般に28%から40%の間に含まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このようなケーブルの絶縁耐力は、半導電体層と絶縁層との間の界面の品質に大きく左右される。この界面のレベルでざらつきが小さいと、電界の増強をもたらし、絶縁層の破壊と穿穴を生じる可能性がある。
【0006】
押出しの際にできるだけ滑らかな界面を得るために、現在市販の高圧ケーブルの半導電体層の基質は一般に、17程度という高い流動性係数すなわち高い「メルト・インデックス」を有し(高い「メルト・インデックス」は低い分子量の存在を示す標識であり、これはASTM参照D1238またはNFT51−016規格によって測定される)、非常に幅広い分子量分布を有する重合体をベースとする。しかし絶縁層では、半導電体層の近くで空間電荷の発生が確認されており、その蓄積は絶縁体の絶縁耐力を劣化させ、破壊に至ることがある。
【0007】
いくつかの半導電体メーカが、エチレン共重合体(EPR:エチレンプロピレン熱可塑性エラストマ、またはEPDM:メチレン主鎖を持つエチレン・プロピレン・ジエンの三元ポリマー)をベースとする非極性基質を使用しており、これらに、半導電体層の良好な表面状態を容易に得るために油剤または可塑剤が加えられる。これらの油剤または可塑剤は絶縁層中で拡散し、半導電体層と絶縁層との間の電界が最も高い界面レベルに、絶縁耐力が最も低い領域を形成する。
【0008】
本発明は、現在までに既知の絶縁特性より時間的に安定した絶縁特性を示す、直流電流または交流電流を通す中圧、高圧、及び超高圧ケーブル用の絶縁構造物を入手することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ケーブル心線に隣接しこれと同軸である少なくとも1つの半導電体第1層を含むケーブル用のもので、前記第1層が電気絶縁性第2層によって囲まれ、第2層自体が半導電体第3層によって被覆されている、絶縁構造物である。半導電体層は専ら非極性重合体を含む基質から成り、この非極性重合体の成分は1000以上の分子量と導電性装入物を有する、絶縁構造物である。
【0010】
基質の成分は5000以上の分子量を有することが好ましい。
【0011】
半導電体層が油剤や可塑剤のような分子量の小さい化合物または添加剤を含む場合には、これらの化合物は絶縁層中を移動する。この現象は、空間電荷の形成をもたらして電界の強化を生じ、最終的には破壊をもたらすことがある。電界の強化は形成される電荷の量に関係するが、またその移動度にも関係する。すなわち、均等に配分された電荷は、局在化された電荷ほど大きな電界の強化をもたらさない。この移動は、ケーブル工事中またはケーブルの動作中に発生する可能性がある。
【0012】
分子量の大きい化合物しか含まない本発明による組成の半導電体層を採用すると、絶縁層内における空間の移動が防止され、またこれによって界面近くの空間電荷の蓄積も防止される。
【0013】
第1変形例では、基質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びこれらの共重合体、ポリエチレンとポリプロピレンとポリスチレン及びこれらの共重合体から選ばれた重合体の複合物、及びポリエチレンとポリプロピレンとポリスチレン及びこれらの共重合体及び前記複合物から選ばれた化合物の混合物のうちから選ばれる。
【0014】
第2変形例では、基質は、ポリオレフィン熱可塑性エラストマとこれらの混合物のうちから選ばれる。
【0015】
基質を構成する重合体の選択は、絶縁層との界面の品質と、得られる半導電体層の機械的特性とに依存し、添加剤に頼る必要はない。
【0016】
本発明は、分子量の小さな化合物の移動を抑えて、絶縁構造物の絶縁特性を安定させるという利点を有する。その結果、異なる層間の界面の品質はパラメータとして重大性はより低くなる。
【0017】
装入物は、不純物をできるだけ含まないようにしたカーボン・ブラックである。ファーネス・ブラックまたは“KETJEN”ブラックを利用することはできるが、非常に純粋なアセチレン・ブラックを選ぶことが好ましい。
【0018】
ある場合には、基質はさらに網状化剤を含む。押出しで材料を成形した後、熱力学的特性を改善するという観点から、これを網状にすることができる。これらの特性は交流電流を通すケーブルには特に重要である。
【0019】
本発明のその他の特徴と利点は、添付の図を参照しながら、当然例示的なものであって限定的なものではない下記の実施例を読めば明らかになろう。
【0020】
【実施例】
図1に示す装置を使用して圧力波の試験を実施した。このテストによって、絶縁構造物の中の電界の強化を評価することができる。
【0021】
圧力波試験用の絶縁構造物のサンプル1を、図2には上面図で示し、図3には断面図で示す。直径Aが20mmの円形表面の上に、
− 厚さBが0.5mmの半導電体第1層2、
− 厚さCが0.8mmの電気的絶縁性第2層3、
− 層2と同じ半導電体第3層4、
が重なって置かれている。
【0022】
図1の装置はレーザ10“YAg”で構成され、そのレーザ光線はサンプル1に相当する標的11に当てられ、標的の各半導電体は電極(+)と(−)を構成する。電極2(−)の表面に吸収されたこのレーザ光線は、その表面を熱分解によって分解し、発生するガスはサンプルを横切る圧力波をひき起こす。この波は電極上の電荷イメージを変調し、サンプル中の体積電荷密度にアクセスできるようにする。
【0023】
フォトダイオード12によって、検出器13はレーザ10に同調することができる。回路は、抵抗15を備えた高圧給電線によって給電される。記録されるデータはコンピュータ16処理のために転送され、グラフィック・レジスタ17上に時間に応じて表示される。レーザ10は波を標的11に送り、空間電荷の出現と電界分配の変更を起こさせ、次いでこの電界分配の変更が検出器13によって測定される。
【0024】
例1
図2に示すサンプルに似た従来技術による絶縁構造物のサンプルを作成する。
このサンプルは、
− エチレンとアルキル・アクリル酸塩の共重合体をベースとする極性基質から成る半導電体第1層であって、この共重合体の「メルト・インデックス」は8の値を有し、そのエステル含有率は20%であり、これにアセチレン・ブラック装入物が基質100重量部に対して66重量部になる比率で加えられた、前記の第1層と、
− オレフィン熱可塑性エラストマから成る電気絶縁性第2層と、
− 第1層と同じ半導電体第3層
を含む。
【0025】
こうして、このサンプルを図1に示す装置を使用して圧力波試験にかける。カソード2に負電荷がかなりの比率で出現することが認められる。そこで電界の強化は20%以上であり、電力を遮断した後も数時間、電荷は材料中に捕獲されたまま残存する。
【0026】
例2
図2に示すサンプルに似た従来技術による絶縁構造物のサンプルを作成する。このサンプルは、
− エチレンとアルキル・アクリル酸塩の共重合体をベースとする極性基質から成る半導電体第1層であって、この共重合体の「メルト・インデックス」は8の値を有し、そのエステル含有率は20%であり、これにアセチレン・ブラック装入物が基質100重量部に対して66重量部の比率で加えられた、前記第1層と、
− 化学的に網状化されたポリエチレン(PRC)から成る電気絶縁性第2層と、
− 第1層と同じ半導電体第3層と
を含む。
【0027】
次に、このサンプルを図1に示す装置を使用して圧力波の試験にかける。カソード2の近くに負電荷がかなりの比率で出現すること、また電力遮断後も電荷は基質中に捕捉されたまま残存することが認められる。電界の強化は20%以上である。
【0028】
例3
図2に示すサンプルに似た本発明による絶縁構造物のサンプルを作成する。このサンプルは、
− 非極性基質から成る半導電体第1層であって、この基質にアセチレン・ブラック装入物が基質100重量部に対して66重量部の比率で加えられ、基質は、「メルト・インデックス」価が2で、分子量が103 〜107 の範囲に含まれ、1.1×106 を中心とするポリエチレン(PE)20%と、(NFT43005規格によって測定された)“MOONEY”粘性が40程度で、分子量が103 〜107 の範囲に含まれ1.2×105 を中心とする、エチレンを約50重量%含むエチレンとプロピレンの共重合体80%を含む、前記の第1層と、
− 化学的に網状化されたポリエチレン(PRC)から成る電気絶縁性第2層と、
− 第1層と同じ半導電体第3層と
を含む。
【0029】
次に、このサンプルを図1に示す装置を使用して圧力波試験にかける。電界の強化は10%以下であり、また電力遮断後は捕捉電荷は絶縁材料中に存続しない。
【0030】
例4
図2に示すサンプルに似た本発明による絶縁構造物のサンプルを作成する。このサンプルは、
− 非極性基質から成る半導電体第1層であって、この基質にアセチレン・ブラック装入物が基質100重量部に対して66重量部の比率で加えられ、基質は、「メルト・インデックス」価が2で、分子量が10 3 〜10 7 の範囲に含まれ分子量が1.1×106を中心とするポリエチレン(PE)20%と、(NFT43005規格によって測定された)“MOONEY”粘性が40程度で分子量が103〜107の範囲に含まれ1.2×105を中心とする、エチレンを約50重量%含むエチレンとプロピレンの共重合体80%を含む、前記の第1層と、
− オレフィン熱可塑性エラストマから成る電気絶縁性第2層と、
− 第1層と同じ半導電体第3層と
を含む。
【0031】
次に、このサンプルを図1に示す装置を使用して圧力波試験にかける。電界の強化は10%以下であり、また電力遮断後は捕捉電荷が絶縁材料中に存続しない。
【0032】
例5 比較
例4に記載のサンプルに類似のサンプルを準備するが、半導電体層の基質に、パラフィン油を基質に対して5重量%の割合で加える。
【0033】
次に、このサンプルを図1に示す装置を使用して圧力波試験にかける。この場合の電界の強化は140%である。
【0034】
もちろん、本発明は記載された実施態様に限定されるものではなく、本発明の意図からずれることなく、当業者にはアクセス可能な多くの変形を行うことができる。特に、本発明の範囲を逸脱することなく、手段のすべてを等価の手段によって置き換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧力波試験装置の全体概念図である。
【図2】圧力波試験用の絶縁構造物のサンプルの上面図である。
【図3】図2のサンプルの断面概要図である。
【符号の説明】
1 サンプル
2 半導電体第1層、電極(−)
3 電気絶縁性第2層
4 半導電体第3層
10 レーザ
11 標的
12 フォトダイオード
13 検出器
14 高圧電源
15 抵抗
16 コンピュータ
17 グラフィック・レジスタ
Claims (6)
- ケーブル心線に隣接しこれと同軸である少なくとも1つの半導電体第1層を含むケーブル用のもので、前記第1層が電気絶縁性第2層によって囲まれ、第2層自体が半導電体第3層によって被覆されている、絶縁構造物において、前記半導電体層の両方が専ら、1000以上の分子量の成分だけを有する非極性重合体と、導電性装入物とを含む基質から成ることを特徴とする絶縁構造物。
- 前記基質の成分が5000以上の分子量を有することを特徴とする請求項1に記載の構造物。
- 前記基質が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、及びこれらの共重合体、ポリエチレンとポリプロピレンとポリスチレン及びこれらの共重合体から選ばれた重合体の複合物、及び前記化合物の混合物のうちから選ばれることを特徴とする請求項1または2に記載の構造物。
- 前記基質が、ポリオレフィン熱可塑性エラストマとこれらの混合物のうちから選ばれることを特徴とする請求項1または2に記載の構造物。
- 前記装入物がアセチレン・ブラックであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の構造物。
- 前記基質がさらに架橋剤を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の構造物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9311234A FR2710447B1 (fr) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | Structure d'isolement pour câble. |
FR9311234 | 1993-09-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07169324A JPH07169324A (ja) | 1995-07-04 |
JP3658018B2 true JP3658018B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=9451076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22505494A Expired - Fee Related JP3658018B2 (ja) | 1993-09-21 | 1994-09-20 | ケーブル用の絶縁構造物 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0644558B2 (ja) |
JP (1) | JP3658018B2 (ja) |
KR (1) | KR100323179B1 (ja) |
CN (1) | CN1122285C (ja) |
DE (1) | DE69418804T3 (ja) |
DK (1) | DK0644558T4 (ja) |
FR (1) | FR2710447B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004178867A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 電力ケーブル |
EP1634913B1 (en) | 2004-09-10 | 2008-10-29 | Borealis Technology Oy | Semiconductive polymer composition |
JP4866545B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2012-02-01 | 株式会社フジクラ | ケーブルおよび撚合せ型ケーブル |
CH698074B1 (de) * | 2005-11-11 | 2009-05-15 | Studer Ag Draht & Kabelwerk | Mehrleiterkabel für die Übertragung von rechteckig verlaufenden Wechselströmen. |
EP2711934B1 (en) * | 2012-09-25 | 2018-07-11 | Nexans | Silicone multilayer insulation for electric cable |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54115798A (en) † | 1978-03-01 | 1979-09-08 | Fujikura Ltd | Semiconductive composition for power cable |
JPS5562610A (en) † | 1978-10-31 | 1980-05-12 | Dainichi Nippon Cables Ltd | Power cable |
JPS57126004A (en) * | 1981-01-30 | 1982-08-05 | Nippon Unicar Co Ltd | Semiconductive polyolefin composition and cable using same |
JPS57199108A (en) † | 1981-06-01 | 1982-12-07 | Showa Electric Wire & Cable Co | Crosslinked polyethylene insulated power cable |
HUT54722A (en) † | 1988-09-30 | 1991-03-28 | Exxon Chemical Patents Inc | Linear ethylene interpolymer mixtures |
JP3081218B2 (ja) * | 1990-06-22 | 2000-08-28 | 財団法人電力中央研究所 | ポリオレフィン絶縁ケーブルの半導電層界面改良方法 |
US5246783A (en) † | 1991-08-15 | 1993-09-21 | Exxon Chemical Patents Inc. | Electrical devices comprising polymeric insulating or semiconducting members |
JP4056009B2 (ja) * | 2000-01-31 | 2008-03-05 | 東芝テック株式会社 | インライン型ポンプ |
-
1993
- 1993-09-21 FR FR9311234A patent/FR2710447B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-09-17 KR KR1019940023808A patent/KR100323179B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-09-20 EP EP94402087A patent/EP0644558B2/fr not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-20 DE DE69418804T patent/DE69418804T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-09-20 DK DK94402087T patent/DK0644558T4/da active
- 1994-09-20 JP JP22505494A patent/JP3658018B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-21 CN CN94113695A patent/CN1122285C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69418804T2 (de) | 1999-12-09 |
EP0644558B1 (fr) | 1999-06-02 |
CN1108789A (zh) | 1995-09-20 |
CN1122285C (zh) | 2003-09-24 |
DE69418804T3 (de) | 2004-04-01 |
DK0644558T4 (da) | 2003-09-22 |
KR100323179B1 (ko) | 2002-06-27 |
DK0644558T3 (da) | 1999-12-13 |
JPH07169324A (ja) | 1995-07-04 |
FR2710447B1 (fr) | 1995-11-10 |
DE69418804D1 (de) | 1999-07-08 |
EP0644558A1 (fr) | 1995-03-22 |
EP0644558B2 (fr) | 2003-05-28 |
KR950009752A (ko) | 1995-04-24 |
FR2710447A1 (fr) | 1995-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4621169A (en) | Electric cable construction and uses therefor | |
US4144202A (en) | Dielectric compositions comprising ethylene polymer stabilized against water treeing with epoxy containing organo silanes | |
US4909960A (en) | Semiconductor resin composition | |
GB1574796A (en) | Electrically insulated high voltage cable | |
CA2708295A1 (en) | Electric article comprising at least one element made from a semiconductive polymeric material and semiconductive polymeric composition | |
US6238598B1 (en) | Positive temperature coefficient (PTC) polymer blend composition and circuit protection device | |
JP3658018B2 (ja) | ケーブル用の絶縁構造物 | |
KR20190090486A (ko) | 전력 케이블 | |
EP0012014A1 (en) | A process for producing a crosslinked polyethylene insulated cable and an insulated cable so produced | |
MXPA04005868A (es) | Composiciones semiconductoras y blindajes de cable que emplean las mismas. | |
CN111354507B (zh) | 耐水树电缆 | |
JP4630519B2 (ja) | 半導体遮蔽を備えた直流用のエネルギーケーブル | |
JPH04106B2 (ja) | ||
JPH06176631A (ja) | 難燃オレフィン系樹脂組成物を用いた難燃性・耐摩耗性に優れる電線・ケーブル | |
Forster | Electrical conduction mechanism in carbon filled polymers | |
EP0971368B1 (en) | Semiconductive material, method for producing it and cable jacketed with it | |
JP2921090B2 (ja) | 半導電性樹脂組成物 | |
Mildner | A review of resistive compounds for primary URD cables | |
JPH09231839A (ja) | 直流ケーブル | |
JPS598216A (ja) | 半導電層を有するポリオレフイン絶縁電力ケ−ブル | |
JP2000315423A (ja) | 半導電性組成物及びこれを用いた直流用絶縁ケーブル | |
JPS61253707A (ja) | 高圧直流送電用電力ケーブル | |
JPH06333418A (ja) | 電力ケーブル用半導電性樹脂組成物 | |
WO2016005791A1 (en) | Energy cable having a thermoplastic electrically insulating layer | |
KR820001498B1 (ko) | 유기실란 화합물로 물 트리잉을 방지하는 유전조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20031226 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040831 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050311 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080318 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090318 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |