JPH1012046A - 電気絶縁組成物及び電線・ケーブル - Google Patents

電気絶縁組成物及び電線・ケーブル

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JPH1012046A
JPH1012046A JP16481396A JP16481396A JPH1012046A JP H1012046 A JPH1012046 A JP H1012046A JP 16481396 A JP16481396 A JP 16481396A JP 16481396 A JP16481396 A JP 16481396A JP H1012046 A JPH1012046 A JP H1012046A
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JP
Japan
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weight
insulating composition
parts
polyolefin
polyethylene
Prior art date
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Pending
Application number
JP16481396A
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English (en)
Inventor
Takanori Yamazaki
孝則 山崎
Kiyoshi Watanabe
清 渡辺
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、ベースオレフィン樹脂にアン
バ等の耐高電界欠陥部があったり或いは架橋オレフィン
絶縁高電圧用電線・ケーブルの製造過程時に微少ボイド
が発生したり、微小異物が混入したり、不整部が発生し
たり、アンバが発生したりしても優れた耐水トリー性を
発揮でき、それにより優れた高電圧電機絶縁性を有する
電気絶縁組成物及び電線・ケーブルを提供することにあ
る。 【解決手段】本発明の要旨は、ポリオレフィンを100
重量部、分子中に二重結合とフェニル基とを有するシリ
コーン化合物を0.02〜50重量部及び有機過酸化物
を適量配合して成ることを特徴とする電気絶縁組成物及
びそれを導体上に被覆して成る架橋オレフィン絶縁高電
圧用電線・ケーブルにある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気絶縁組成物及び
電線・ケーブルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、ポリオレフィン、特にポリエチレ
ンを架橋して成る架橋ポリエチレンは高電圧用電線・ケ
ーブル用電機絶縁材料として広く使用されている。
【0003】この架橋ポリエチレンを導体上に被覆して
成る高電圧用電線・ケーブルは優れた電気絶縁性を有
し、且つ耐熱性も架橋しないポリエチレンより数段優れ
ている。 しかしながら架橋ポリエチレンは著しい湿潤
下若しくは浸水下で且つ高電圧下において長期間使用す
ると、架橋ポリエチレン内部に水トリーが発生し、つい
には電気絶縁破壊を起こすということが判ってきた。
【0004】そしてこのような水トリーは架橋ポリエチ
レン中のボイド、アンバ(部分的に高重合化又は架橋し
て異状に高分子量化したもの)等の局所的に散在する耐
高電界欠陥部に水が凝集し、その凝集した水によりトリ
ー状に成長して行くものと考えられている。
【0005】一方、架橋ポリエチレンを導体上に被覆し
て成る高電圧用電線・ケーブルについて電気絶縁破壊現
象を調査してみると、絶縁破壊の起点箇所は架橋ポリエ
チレン中の異物やアンバであることが殆どである。この
ようなことは絶縁破壊の徴候現象である部分放電が発生
した直後に印加電圧を遮断してしまう前駆遮断試験によ
り確かめられている。
【0006】このような訳で架橋ポリエチレン絶縁高電
圧用電線・ケーブルの製造においては上記のような耐高
電界欠陥部の発生を無くす努力が懸命に行われている。
例えばベース樹脂のポリエチレンについてはアンバの発
生を抑止することが行われており、またポリエチレン、
架橋剤等から成る混和物については保管時の架橋反応の
抑止が計られており、そして架橋ポリエチレンの導体上
への被覆作業では押し出し製造条件の精密温度制御や異
物混入の皆無化等が行われている。
【0007】しかながら大きな努力の割りには水トリー
の減少割合が小さいのが実情である。 他方、架橋ポリ
エチレン絶縁高電圧用電線・ケーブルのユーザーサイド
からは架橋ポリエチレン絶縁厚さをもっと薄くできない
か、また架橋ポリエチレン絶縁高電圧用電線・ケーブル
を一段と高い高電圧用にも適用できないか等の要求が為
されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、ベースオレフィン樹脂
にアンバ等の耐高電界欠陥部があったり或いは架橋オレ
フィン絶縁高電圧用電線・ケーブルの製造過程時に微少
ボイドが発生したり、微小異物が混入したり、不整部が
発生したり、アンバが発生したりしても優れた耐水トリ
ー性を発揮でき、それにより優れた高電圧電機絶縁性を
有する電気絶縁組成物及び電線・ケーブルを提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次の2点にある。
【0010】ポリオレフィンを100重量部、分子中
に二重結合とフェニル基とを有するシリコーン化合物を
0.02〜50重量部及び有機過酸化物を適量配合して
成ることを特徴とする電気絶縁組成物及びそれを導体上
に被覆して成る架橋オレフィン絶縁高電圧用電線・ケー
ブル。
【0011】ポリオレフィンを100重量部、分子中
に二重結合とフェニル基とを有するシリコーン化合物を
0.02〜50重量部、有機過酸化物を適量配合して成
る電気絶縁組成物に対して、スチレン分が0.05〜1
0.00重量%となるようにスチレン〜無水マレイン酸
共重合体を配合して成ることを特徴とする電気絶縁組成
物及びそれを導体上に被覆して成る架橋オレフィン絶縁
高電圧用電線・ケーブル。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明において分子中に二重結合
とフェニル基を有するシリコーン化合物とは、ジメチル
−p−トリルビニルシラン、ジメチル−p−アニシルビ
ニルシラン、4−ジメチルビニルシリル、N−メチルカ
ルバメイト、ジフェニルメチルビニルシラン、トリフェ
ニルメチルビニルシラン等が挙げられ、これらを単独、
あるいは2種類以上混合して使用することができる。
【0013】本発明においてこれらの添加量を0.02
〜5.0重量部としたのは、規定量未満では、ボウタイ
トリーを抑止する効果に乏しく、また、規定量を越える
と電気特性が悪くなるからである。
【0014】これらの化合物は、分子中に二重結合を有
するので、ジクミルパーオキサイドや2,5−ジメチル
−2,5−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3等の
有機過酸化物によりポリエチレンまたはエチレン共重合
体にグラフトすることが可能である。
【0015】また、スチレン−無水マレイン酸共重合体
の代表例としては、次式のようなものがある。
【0016】
【数1】
【0017】ここで、スチレンの含有量を0.05wt
%〜10wt%としたのは、規定量未満では絶縁破壊強
さを向上の効果が小さく、また、規定量を越えると電気
特性特に、誘電正接が悪くなるからである。
【0018】本発明のポリエチレンまたはエチレン共重
合体とは、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン及びエ
チレン−プロピレン共重合体、エチレン−エチルアクリ
レート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−スチレン共重合体などエチレンを過半に含むポリ
オレフィン、さらに、これらのポリエチレンに無水マレ
イン酸やビニルシラン等をグラフトしたものが該当し、
これらを単独で使用する他、2種以上の併用が可能であ
る。
【0019】上記ポリエチレンを主体とする組成物を架
橋する方法としては、ジクミルパーオキサイド、1−
(2−tert−ブチルパーオキシイソプロピル)−1
−イソプロピルベンゼンまたは1−(2−tert−ブ
チルパーオキシイソプロピル)−3−イソプロピルベン
ゼン、1,3−ビス−(tert−ブチルパーオキシ−
イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−
(tert−ブチルパーオキシ)−ヘキシン−3等の有
機過酸化物による化学架橋が挙げられ、これらを単独あ
るいは2種類以上混合して用いることができる。また、
このような有機過酸化物と一緒に、芳香族α−メチルア
ルケニル二量体を併用することも可能である。ここで、
このような二量体には、α−メチルスチレン、パラーメ
チル−α−メチルスチレン、パラーイソプロピル−α−
メチルスチレン、メターエチル−α−メチルスチレン、
メターメチル−α−メチルスチレン、ar−ジメチル−
α−メチルスチレン、ar−クロル−α−メチルスチレ
ン、ar−クロル−ar−メチル−α−メチルスチレ
ン、ar−ジエチル−α−メチルスチレン、ar−メチ
ル−ar−イソプロピル−α−メチルスチレン等の不飽
和二量体が包含される。さらに、これら二量体は、単独
及び2種類以上使用しても良い。この二量体は、押出成
形時のポリエチレンの架橋を防止する働きがあることを
見い出した。すなわち、押出成形時のスコーチを防止で
き、外観の良い電線・ケーブル及び付属品を得ることが
できる。
【0020】さらに、架橋する方法としては、ビニルト
リエトキシシラン等のシラン類を用いたシラン水架橋や
電子線等の電離放射線による照射架橋がある。
【0021】また、上記化合物の他に、酸化防止剤、滑
剤、着色剤等の添加剤を加えることは一向に差し支えな
い。
【0022】尚、ボウタイトリーに及ぼす水分の影響は
極めて大きく、気中で課電したケーブルや金属シースな
どで遮水したケーブルにもボウタイトリーが見出されて
いる。これらは、外部から浸透した水分によるものでは
なく、ケーブル製造時に架橋ポリエチレン内部に含まれ
る微量の水分によるものであると考えられる。このよう
なボウタイトリーに対しても有効であることはいうまで
もない。
【0023】
【実施例】次に、本発明の電気絶縁組成物及び電線・ケ
ーブルの実施例及び比較例について説明する。
【0024】表1は本発明の電気絶縁組成物及び電線・
ケーブルの実施例及び比較例についての樹脂組成物の配
合、評価試験結果を示したものである。
【0025】
【表1】
【0026】ここにおいて配合及び評価試験は次のよう
に行った。
【0027】(1)樹脂組成物の配合(配合量は重量
部) まず、表1のように実施例及び比較例について、それぞ
れ樹脂組成物を作成した。
【0028】(2)ペレット状樹脂組成物の作成 次に、上記(1)で作成した実施例及び比較例の樹脂組
成物をそれぞれ混練ロールで混練し、それからシート状
樹脂組成物とした。
【0029】更に、これら実施例及び比較例のシート状
樹脂組成物をペレタイザーに掛けてそれぞれペレット状
樹脂組成物とした。
【0030】(3)架橋オレフィン絶縁高電圧用ケーブ
ルの作成 次に、押出機により導体断面積が60mm2 の軟銅撚線上
に内部導電層を押し出し被覆した。
【0031】次いで、その内部導電層の上層に上記
(2)で作成した実施例及び比較例のペレット状樹脂組
成物を厚さ4mm厚さとなるように押し出し被覆した。
【0032】次いで、その樹脂組成物の上層に外部導電
層を押し出し被覆した。
【0033】それからこのように押し出し被覆物を高温
で且つ窒素ガス雰囲気の乾式架橋装置内を通過させるこ
とにより樹脂組成物を架橋させ、架橋オレフィン絶縁高
電圧用ケーブルとした。
【0034】図1はかくして得られた実施例1の架橋オ
レフィン絶縁高電圧用ケーブルの横断面を示したもので
ある。
【0035】図1において1は軟銅撚線、2は内部導電
層、3は絶縁層、4は外部導電層である。
【0036】(4)評価試験 これらの各試料について、交流絶縁破壊電圧、ボウタイ
トリー発生数を以下の方法で調べた。
【0037】交流絶縁破壊電圧:各試料を常温におい
て、170kV/10分印加後、5kV/10分で昇圧し、
その絶縁破壊電圧を測定した。
【0038】ボウタイトリー特性:ケーブルを90℃の
温水中に浸せきし、導体と水との間に50Hz,9kVの交
流電圧を500日間印加した後、ケーブル断面をスライ
スしてメチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡
を用いてボウタイトリーの累積発生個数を計数した。
【0039】誘電正接:シェーリングブリッジを用い、
ケーブル絶縁体に係る電界を10kV/mmとし、その時の
誘電正接を測定し、誘電正接の値が0.05%以下であ
れば○、それを越えるものを×として評価した。
【0040】表1から判るように比較例1の架橋オレフ
ィン絶縁高電圧用ケーブルはボウタイトリーの発生数が
非常に多い。
【0041】また、比較例2及び3の架橋オレフィン絶
縁高電圧用ケーブルは誘電正接特性が悪い。
【0042】これに対して実施例1〜5の架橋オレフィ
ン絶縁高電圧用ケーブルはボウタイトリーの発生数が非
常に少なく、交流破壊電圧が高く、誘電正接特性が良好
である。
【0043】
【発明の効果】本発明の電気絶縁組成物及び電線・ケー
ブルはベースオレフィン樹脂にアンバ等の耐高電界欠陥
部があったり或いは架橋オレフィン絶縁高電圧用電線・
ケーブルの製造過程時に微少ボイドが発生したり、微小
異物が混入したり、不整部が発生したり、アンバが発生
したりしても優れた耐水トリー性を発揮でき、それによ
り優れた高電圧電機絶縁性を有するものであり、工業上
有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の架橋オレフィン絶縁高電圧
用ケーブルの横断面を示したものである。
【符号の説明】
1 軟銅撚線 2 内部導電層 3 絶縁層 4 外部導電層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 83/04 LRY C08L 83/04 LRY H01B 7/02 H01B 7/02 F

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオレフィンを100重量部、分子中に
    二重結合とフェニル基とを有するシリコーン化合物を
    0.02〜50重量部及び有機過酸化物を適量配合して
    成ることを特徴とする電気絶縁組成物。
  2. 【請求項2】ポリオレフィンがポリエチレン若しくはエ
    チレン共重合体若しくはポリエチレンとエチレン共重合
    体との混合物であることを特徴とする請求項1記載の電
    気絶縁組成物。
  3. 【請求項3】ポリオレフィンを100重量部、分子中に
    二重結合とフェニル基とを有するシリコーン化合物を
    0.02〜50重量部、有機過酸化物を適量配合して成
    る電気絶縁組成物に対して、スチレン分が0.05〜1
    0.00重量%となるようにスチレン〜無水マレイン酸
    共重合体を配合して成ることを特徴とする電気絶縁組成
    物。
  4. 【請求項4】ポリオレフィンがポリエチレン若しくはエ
    チレン共重合体若しくはポリエチレンとエチレン共重合
    体との混合物であることを特徴とする請求項3記載の電
    気絶縁組成物。
  5. 【請求項5】導体上に電気絶縁組成物層を被覆して成る
    電線・ケーブルにおいて、前記電気絶縁組成物層はポリ
    オレフィンを100重量部、分子中に二重結合とフェニ
    ル基とを有するシリコーン化合物を0.02〜50重量
    部及び有機過酸化物を適量配合して電気絶縁組成物から
    成り、且つ電気絶縁組成物はグラフト反応により架橋し
    て成るものであることを特徴とする電線・ケーブル。
  6. 【請求項6】ポリオレフィンがポリエチレン若しくはエ
    チレン共重合体若しくはポリエチレンとエチレン共重合
    体との混合物であることを特徴とする請求項5記載の電
    線・ケーブル。
  7. 【請求項7】導体上に電気絶縁組成物層を被覆して成る
    電線・ケーブルにおいて、前記電気絶縁組成物層はポリ
    オレフィンを100重量部、分子中に二重結合とフェニ
    ル基とを有するシリコーン化合物を0.02〜50重量
    部、有機過酸化物を適量配合して成る電気絶縁組成物に
    対して、スチレン分が0.05〜10.00重量%とな
    るようにスチレン〜無水マレイン酸共重合体を配合して
    成るスチレン〜無水マレイン酸共重合体配合電気絶縁組
    成物から成り、且つ該スチレン〜無水マレイン酸共重合
    体配合電気絶縁組成物をグラフト反応により架橋して成
    るものであることを特徴とする電線・ケーブル。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155381A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 熱可塑性樹脂組成物、及びその成形体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009155381A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Mitsubishi Engineering Plastics Corp 熱可塑性樹脂組成物、及びその成形体

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