JPH0269542A - 絶縁組成物および電力ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、絶縁組成物およびポリエチレン電カケープル
に係り、特に絶縁体の耐水トリー性の改善を図ったもの
に関する。

〈従来の技術〉 ポリエチレンの優れた絶縁性を利用し、さらに架橋によ
り熱的特性を向上させた架橋ポリエチレンケーブル（Ｘ
　Ｌ　Ｐ　Ｅケーブル）は広く知られている。

このＸＬＰＥケーブルの弱点は同ケーブル特有の現象と
して絶縁体中の水分と局部的異常電界の存在によって水
トリーが発生し、ケーブルの絶縁性能を低下させる問題
がある。このＸＬＰＥ絶縁層中の水トリーは疎水性ポリ
マーであるポリエチレン中に局部的に異常電界があると
、そこに水が集中することによって起こると考えられる
。

従って、極性基を有し、ある程度親水性のあるポリマー
をブレンドすることによって局部的異常電界部に水が集
中するのを防ぎ、耐水トリー性の改善に効果が得られる
ものと考えられる。

実際に、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やエ
チレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）をブレ
ンドすることによって、耐水トリー性を改善するという
提案は既に幾つか見受けられる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来′のブレンドによる絶縁組成物
にあっても、水トリー抑止効果は未だ不十分であり、特
に配電クラス電カケープルのような水中に浸漬される状
態があるような条件の厳しいもとではより一層の耐水ト
リー性の改善が望まれていた。

本発明は、このような要請のもとになされたものである
。

〈課題を解決するための手段及びその作用〉か＼る本発
明の特徴とする点は、ポリエチレンとして超低密度ポリ
エチレン（密度０．９１〜０゜８８ｇ／ｃｍ３、以下、
ＬＪＬＤＰＥという）を使用し、かつブレンドするエチ
レン−エチルアクリレート共重合体との混合物において
、アクリレート含有量を特定量（０，５〜ＩＯ重量％）
の範囲とすることにより、耐水トリー性の改善を図った
ことにある。

より具体的には、本発明は、ＵＬＤＰＥとエチレン−エ
チルアクリレート共重合体の混和物であって、該混和物
中のアクリレート含有量が０．５〜１０重量％である絶
縁組成物およびこの絶縁組成物を絶縁体とした電カケー
プルにある。

本発明において、エチレン−エチルアクリレート共重合
体は、耐水トリー性の改善のためにブレンドされるもの
であり、エチレン−エチルアクリレート共重合体とＵＬ
ＤＰＥとの混合割合は、特に限定されないが、ＵＬＤＰ
Ｅとの混合物において、そのエチルアクリレート含有量
を０．５〜１０重量％とじたのは、０．５重量％未満で
は水トリー抑止効果が小さく、１０重量％をこえるとケ
ーブルの電気特性、特に誘電正接（ｔａｎδ）が悪化す
るからである。

そして、ＵＬＤＰＥの使用により、耐水トリー性の改善
が図られる理由としては、次のことが挙げられる。先ず
、水トリーは、ポリマー中の異常電界部に凝集した水分
がマックスウェル応力等により、ポリマー中のミクロパ
ス（微細通路）やクランク（亀裂）等の形成を伴いなが
ら進展すると考えられる。ところが、ＵＬＤＰＥの場合
、結晶性が少ないゴム状に近い構造であるため、凝集水
は集中しにくく、ＵＬＤＰＥ中に均一に拡散される１頃
向となるので、ミクロパスやクランク等が発生し難く、
すなわち水トリーの進展が防止されると考えられる。

また、この電カケープルを高温で使用した場合に懸念さ
れる絶縁体の流動変形を防止する手段として、適宜架橋
処理を施すことも可能である。この架橋処理の方法とし
ては、有機過酸化物系の架橋剤を使用する化学架橋、電
子線照射等による照射架橋、シランカップリング剤等を
用いたシラン架橋等がある。ここで、有機過酸化物系の
架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、
１．３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル
）ベンゼン等が好適に使用され、これらの混入量として
は、１〜３重量％が好ましい。

さらに、必要に応じて、４．４′−チオビス−（６−ｔ
−ブチル−３−メチルフェノール）、ペンタエリスチル
−テトラキス（３−（３，５−ジム−ブチル−４−ヒド
ロキシフェニル）プロピオネートコメタン等を単独であ
るいは併用して、０．１〜０．３重量％程度配合しても
よい。

〈実施例Ｉ〉 第１表に示した配合により、本発明に係る絶縁組成物（
実施例■〜■）と本発明の条件を満たさない絶縁組成物
（比較例■〜■）を作成した。

なお、使用したエチレン−エチルアクリレート共重合体
はＭ、　　Ｆ、　　Ｒ，が３〜５のものであり、また架
橋剤はＤＣＰを使用し、老化防止剤としては４．４′−
チオビス−（６−ｔ−ブチル−３メチルフエノール）と
ペンタエリスチル−テトラキス（３−（３，５−ジーＬ
−ブチルー４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートコ
メタンとを４：１の割合で混合したものを使用した。

そして、上記各配合物を夫々の配合量に従いロールミル
により加熱下で混練した後、各々の樹脂混和物からプレ
ス成形により大きさ１０ｃｍｘｌＯｃｍ、厚さ１ｍｍま
たは３ｍｍのシート状物を得た。この際のプレス条件は
温度１８０°Ｃ１時間３０分とした。

なお、こうして得られた各樹脂混和物からなる絶縁シー
トのゲル分率はいずれも８５％以上であった。この測定
は、１１０’Ｃの温キシレン中に２４時間浸漬して未架
橋部分のみを熔解せしめた後、乾燥してゲル分率を測定
するという方法によるものである。

次に、これらの絶縁体シートの水トリー発生数および誘
電正接（ｔａｎδ）を測定し、その結果を第１表に併記
した。

この際の水トリー発生数を測定するための水トリー試験
法および誘電正接（ｔａｎδ）測定法をに示した。なお
、水トリー試験法については第１図に基づいて説明する
。

水トリー試験法 第１図において、■は試験試料として使用する絶縁シー
トである。この絶縁シート１は上記樹脂混和物をプレス
成形してなるシートであり、この水トリー試験において
は、厚さ３ｍｍのものを使用する。このシート１の底面
には導電性塗料の塗布層２を設けて接地電極とすると共
に、シート１の上面には水槽４を設けて水電極を形成し
て、これに１０ｋＶ、１ｋＨｚの電圧を高圧電極３より
印加できるように構成する。この電極間に３０日間印加
した後、上記シート１を煮沸して、このシート１上に発
生した水トリーを観察した。この際、５０μｍ以上の水
トリーにのみ着目することとし、これらの発生数を測定
した。

なお、ここで、発生数は、従来の架橋ポリエチレン（Ｘ
ＬＰＥ）を意図して作成した比較用シートに発生した水
トリーの数を１００とした場合の相対数として記した。

誘電正接（ｔａｎδ）測定法 誘電正接（ｔａｎδ）の測定には、上記各配合物からな
る厚さ１ｍｍのシートを試料として用いる。これに、１
ｋＶ、５０ｋＨｚの電圧を印加して、シェーリングブリ
ソジにより誘電正接（ｔａｎδ）を測定した。

上記第１表から、本発明実施例■〜■の場合は、比較例
■（ＸＬＰＥの絶縁体）に比べて、水トリー発生の抑制
効果があり、特に、エチルアクリレート含有量を０．５
〜１０重量％の範囲とした場合その効果が著しく、かつ
、誘電正接の値からも明らかなように絶縁性も通常のＸ
ＬＰＥと同程度であることが判る。

一方、本発明のエチルアクリレート含有量の限定条件を
満たさない比較例■〜■の場合、水トリー発生の抑制効
果が小さかったり、絶縁性が悪かったりすることが判る
。

次に、上記実施例■と比較例■の絶縁組成物を絶縁体と
する電カケープルを作成した。このケーブルの構造は、
導体上に厚さ３ｍｍの絶縁層を設け、さらに内部半導電
層および外部半導電層を形成した３層構造を有するもの
で、通常外部に施す遮蔽やシースは省略した。この際、
導体として銅を用い、この導体断面積は１００ｍｍ”と
した。

また、内部および外部半導電層にはエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体に導電性カーボンブラックを配合した半導電
性混和物を使用し、押出被覆法によりその被覆層を形成
した。

こうして作成した上記各電カケープルについて、以下に
示す浸水課電試験を行って、絶縁破壊電圧を求め、この
結果を第２表に示した。

浸水課電試験 ７０°Ｃの温水中に上記各ケーブルを浸漬し、これに１
ｋＶ、１０ｋＨｚの電圧を９０日間印加した後、さらに
ＡＣ（５０Ｈｚ）の電圧を５ｋＶ／３０分のステップア
ップ条件で昇圧していき、絶縁破壊電圧を測定した。

第２表 この第２表より、本発明実施例■の場合、比較例■に比
べて、浸水課電後の絶縁破壊電圧が高いことが判る。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明の電力ケーブルニ
ヨレば、ＵＬＤＰＥ　（密度０．９１〜０゜８８ｇ／ｃ
ｍ’）とエチレン−エチルアクリレート共重合体の混和
物であって、該混和物中のエチルアクリレート含を量が
０．５〜ｌＯ重量％であるあるため、絶縁性能（ｔａｎ
δ等）が従来のＸＬＰＥと同等程度であって、かつ水ト
リー発生の抑制効果が大きい絶縁組成物が得られ、この
絶縁組成物を絶縁体に用いれば、絶縁性能（ｊａｎδ等
）および耐水トリー性が良好で、浸水課電後の絶縁破壊
電圧の低下もなく、さらにＵＬＤＰＨの低い結晶化度に
より、可撓性にも優れたケーブルを得ることができる。

なお、本発明の絶縁組成物はケーブルの絶縁体の他に必
要によりケーブルの接続部等に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における水トリー試験法を説明するため
の説明図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）超低密度ポリエチレン（密度０．９１〜０．８８
   ｇ／ｃｍ＾３）とエチレン−エチルアクリレート共重合
   体の混和物であって、該混和物中のアクリレート含有量
   が０．５〜１０重量％である絶縁組成物。
2. （２）前記請求項１記載の絶縁組成物を絶縁体とした電
   力ケーブル。