JP5697037B2 - DC power cable and method for manufacturing DC power line - Google Patents
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Description
本発明は、架橋ポリオレフィン組成物で絶縁層を形成した直流用の電力ケーブル(本願において「直流電力ケーブル」という)、及び直流電力ケーブルを用いた直流電力線路の製造方法に関する。 The present invention relates to a DC power cable (hereinafter referred to as “DC power cable”) in which an insulating layer is formed of a crosslinked polyolefin composition, and a method for manufacturing a DC power line using the DC power cable.
架橋ポリエチレン(XLPE)系の組成物を用いて絶縁層を形成した押出絶縁ケーブル(以下、XLPE系ケーブル)は交流用の電力ケーブル(本願において「交流電力ケーブル」という)に汎用されている。しかし、XLPE系ケーブルを高電圧用の直流電力ケーブルに適用した例は少ない。22kV以上の高電圧直流電力ケーブルとしては、一般に油浸ケーブル(OFケーブル、MIケーブル)が使用されている。 An extruded insulated cable (hereinafter referred to as an XLPE cable) in which an insulating layer is formed using a crosslinked polyethylene (XLPE) -based composition is widely used for an AC power cable (hereinafter referred to as “AC power cable”). However, there are few examples in which the XLPE cable is applied to a DC power cable for high voltage. As a high voltage DC power cable of 22 kV or higher, an oil immersion cable (OF cable, MI cable) is generally used.
高電圧直流電力ケーブルへのXLPE系ケーブルの適用例が少ない理由は、XLPE系ケーブルでは、ジクミルパーオキサイド(DCP)の分解残渣(アセトフェノン、クミルアルコールなど)が直流高電圧の印加時に空間電荷を形成し、直流特性を顕著に低下させるからである。ジクミルパーオキサイド(DCP)とは、ポリエチレンを架橋するのに汎用的に用いられる架橋剤である。 The reason why there are few applications of XLPE cables to high voltage DC power cables is that, in XLPE cables, decomposition residues (acetophenone, cumyl alcohol, etc.) of dicumyl peroxide (DCP) are space charges when DC high voltage is applied. This is because the direct current characteristics are significantly reduced. Dicumyl peroxide (DCP) is a cross-linking agent that is commonly used to cross-link polyethylene.
上述の空間電荷を抑制する手段として、ある種の無機充填剤をXLPE系の組成物に配合することが行われている。例えば、特許文献1にはXLPE系ケーブルにおいて、絶縁層を形成するXLPE系の組成物にある種のカーボンブラックを配合することで直流特性を向上させることが記載されている。 As a means for suppressing the above-mentioned space charge, a certain inorganic filler is blended in an XLPE-based composition. For example, Patent Document 1 describes that, in an XLPE cable, DC characteristics are improved by blending a certain type of carbon black in an XLPE composition that forms an insulating layer.
特許文献2には、交流電力ケーブルにおいて、トリアリルイソシアヌレートを架橋助剤として配合することが記載されている。架橋助剤を配合することにより、架橋剤の配合量を減らすことができることが公知である。 Patent Document 2 describes blending triallyl isocyanurate as a crosslinking aid in an AC power cable. It is known that the amount of the crosslinking agent can be reduced by blending the crosslinking aid.
また、特許文献3には、直流電力ケーブルにおいて、ポリオレフィンにトリアリルイソシアヌレート及びジエン系ポリマーを配合した樹脂組成物を架橋して絶縁体層を形成すること、有機過酸化物架橋剤を一定量以下に抑えるとともに卜リアリルイソシアヌレート及びジエン系ポリマーを混合することで、架橋剤分解残渣による空間電荷の形成が抑制されることが記載されている。 Patent Document 3 discloses that in a DC power cable, an insulator layer is formed by crosslinking a resin composition in which polyolefin is mixed with triallyl isocyanurate and a diene polymer, and a certain amount of organic peroxide crosslinking agent is used. It is described that the formation of space charge due to the decomposition residue of the crosslinking agent is suppressed by suppressing the following and mixing the arylaryl isocyanurate and the diene polymer.
ところで、発明者らは、上記特許文献1に記載されたカーボンブラックを配合したXLPE系の組成物で絶縁層を形成した直流電力ケーブルの電気特性を評価した。その結果、一定時間の熱履歴を加えた後では、必ずしも充分な電気特性が得られないことがわかった。例えば、160℃で10時間以上の加熱を行った後に評価した直流破壊特性は、加熱前の特性の約70%近くまで低下した。 By the way, the inventors evaluated the electrical characteristics of a DC power cable in which an insulating layer was formed with an XLPE-based composition containing carbon black described in Patent Document 1. As a result, it was found that sufficient electrical characteristics cannot always be obtained after applying a thermal history for a certain period of time. For example, the DC breakdown characteristics evaluated after heating at 160 ° C. for 10 hours or more decreased to about 70% of the characteristics before heating.
XLPE系ケーブル同士の接続部や終端部をモールドジョイン卜する場合には、ケーブルの接続部や終端部を覆う半導電層や絶縁層(以下、「補強絶縁層」と書く)を加熱成型する際に、その付近に上記のような高温の熱履歴が加わる。このため、熱履歴を加えた後に直流電気特性が低下するXLPE系ケーブルでは、接続部や終端部の付近の性能に影響があり、直流電力輸送に不利である。 When molding and joining the connection and termination of XLPE cables, when semi-conductive layer or insulation layer (hereinafter referred to as “reinforced insulation layer”) covering the connection or termination of the cable is heat-molded In addition, a high-temperature thermal history as described above is added in the vicinity thereof. For this reason, in the XLPE system cable in which the DC electrical characteristics are lowered after the thermal history is applied, the performance in the vicinity of the connection part and the terminal part is affected, which is disadvantageous for DC power transportation.
本発明の課題は、上記特許文献1に開示された直流電力ケーブル用絶縁材料を改良して、熱履歴による直流電気特性の低下を抑制できるXLPE系の直流電力ケーブルを実現することである。すなわち、より高電圧の電力輸送に使用可能なXLPE系の直流電力ケーブル及びその直流電力ケーブルを用いた直流電力線路の製造方法を提供することである。 The subject of this invention is improving the insulation material for DC power cables disclosed by the said patent document 1, and implement | achieving the XLPE type DC power cable which can suppress the fall of the DC electrical characteristic by a heat history. That is, an XLPE DC power cable that can be used for higher voltage power transportation and a method for manufacturing a DC power line using the DC power cable are provided.
上記課題を解決するために、本発明に係る、ポリオレフィンに有機過酸化物架橋剤を配合した架橋ポリオレフィン組成物で絶縁層を形成した直流電力ケーブルにおいては、
前記架橋ポリオレフィン組成物として、
(1)ポリオレフィン100質量部に対して、
(2)カーボンブラックを0.1〜5質量部、及び
(3)トリアリルイソシアヌレートまたはトリメタリルイソシアヌレートから選ばれる少なくとも1種以上の化合物を0.02〜1.25質量部、且つカーボンブラック配合量の質量比で4分の1以下、となるよう配合されたものを用いる。
更に、前記カーボンブラックには、
(a)BET法で測定した比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が0.7以上、3.5以下、
(b)炭素含有率が97重量%以上、
(c)粒径が300nm以上のカーボンブラック粒子の存在割合が1重量%以下、という特性を有するものを用いる。
In order to solve the above problems, in the DC power cable according to the present invention, an insulating layer is formed with a crosslinked polyolefin composition in which an organic peroxide crosslinking agent is blended with polyolefin,
As the crosslinked polyolefin composition,
(1) For 100 parts by mass of polyolefin,
(2) 0.1 to 5 parts by mass of carbon black, and (3) 0.02 to 1.25 parts by mass of at least one compound selected from triallyl isocyanurate or trimethallyl isocyanurate , and carbon black less than one quarter at a weight ratio of the amount, and so as use those formulated.
Furthermore, the carbon black includes
(A) The ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of the mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) measured by the BET method is 0.7 or more and 3.5 or less,
(B) a carbon content of 97% by weight or more,
(C) A carbon black particle having a particle size of not less than 300 nm and having a characteristic of 1 wt% or less is used.
また、本発明に係る直流電力線路の製造方法は、前記直流電力ケーブルを接続した部分を絶縁材料で覆い加熱処理することにより絶縁層を形成することを特徴とする。 The method for manufacturing a DC power line according to the present invention is characterized in that an insulating layer is formed by covering a portion where the DC power cable is connected with an insulating material and subjecting it to a heat treatment.
本発明によれば、熱履歴を受けた場合でも直流電気特性の低下が小さく、より高電圧の電力輸送に使用可能なXLPE系の直流電力ケーブルを提供することができる。また、この直流電力ケーブルを用いた直流電力線路の製造方法を提供する。
加えて、本発明によれば、絶縁層を形成するために用いる架橋ポリオレフィン組成物の保管特性を改善できるので、直流電力ケーブルの生産性を向上できる利点がある。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when it receives a thermal history, the fall of direct-current electrical property is small, and the XLPE-type direct-current power cable which can be used for higher voltage power transportation can be provided. Moreover, the manufacturing method of the DC power line using this DC power cable is provided.
In addition, according to the present invention, the storage characteristics of the cross-linked polyolefin composition used to form the insulating layer can be improved, so that there is an advantage that the productivity of the DC power cable can be improved.
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are given various technically preferable limitations for carrying out the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
本発明に係る直流電力ケーブルは、ポリオレフィンに有機過酸化物架橋剤を配合した架橋ポリオレフィン組成物で絶縁層を形成した直流電力ケーブルである。
特に、絶縁層を形成する架橋ポリオレフィン組成物には、(1)ポリオレフィン100質量部に対して、(2)カーボンブラックを0.1〜5質量部、及び(3)トリアリルイソシアヌレートまたはトリメタリルイソシアヌレートから選ばれる少なくとも1種以上の化合物を0.02〜1.25質量部、且つカーボンブラック配合量の質量比で4分の1以下、となるよう配合されたものを用いる。更に、カーボンブラックとして、(a)BET法で測定した比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が0.7以上3.5以下、(b)炭素含有率が97重量%以上、(c)粒径が300nm以上のカーボンブラック粒子の存在割合が1重量%以下のものを用いる。
ここで、「質量部」の語は、配合する各原料の質量比を示し、以下の説明では、ポリオレフィン100質量部に対する質量部を示す。
The DC power cable according to the present invention is a DC power cable in which an insulating layer is formed from a crosslinked polyolefin composition in which an organic peroxide crosslinking agent is blended with polyolefin.
In particular, the crosslinked polyolefin composition forming the insulating layer includes (1) 100 parts by mass of polyolefin, (2) 0.1 to 5 parts by mass of carbon black, and (3) triallyl isocyanurate or trimethallyl. A compound in which 0.02 to 1.25 parts by mass of at least one compound selected from isocyanurate is blended so that the mass ratio of the compounded amount of carbon black is ¼ or less is used. Further, as carbon black, (a) the ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of the mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) measured by the BET method is 0.7 or more and 3.5 or less, (b) carbon content A carbon black particle having a ratio of 97% by weight or more and (c) a particle size of 300 nm or more is used in an amount of 1% by weight or less.
Here, the term “parts by mass” indicates a mass ratio of each raw material to be blended, and in the following description, indicates a part by mass with respect to 100 parts by mass of polyolefin.
[ポリオレフィン]
ポリオレフィンは、本発明に係る架橋ポリオレフィン組成物のベースとなる。ポリオレフィンとしては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、ポリプロピレン、エチレンープロピレン共重合体、エチレンープロピレンージエン共重合体や、これらの2以上の混合物等を用いることができる。
[Polyolefin]
Polyolefin is the base of the cross-linked polyolefin composition according to the present invention. Examples of polyolefins include, for example, low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-diene copolymer. A coalescence or a mixture of two or more of these can be used.
[カーボンブラック]
カーボンブラックは、平均一次粒径が10〜100nmのナノ分散粒子であることが好ましい。このようなナノ分散粒子であれば、空間電荷抑制作用を発揮するためである。
[Carbon black]
Carbon black is preferably nano-dispersed particles having an average primary particle size of 10 to 100 nm. This is because such a nano-dispersed particle exhibits a space charge suppressing effect.
各粒子径区間の粒子数をNi、粒径径区間の中心値をDiとしたとき、平均一次粒径は、以下の式で与えられる。
平均一次粒径=ΣNi・Di/ΣNi
この平均一次粒径10〜100nmの大きさのカーボンブラックが、ポリエチレンなどの絶縁体の結晶構造を乱さない最適の値である。結晶構造が乱されると絶縁体の電気的性能が低下する。また粒径がこれより大きいとカーボンブラックの分散や交じり具合が悪くなる。またこれより小さい場合は製造が難しく現実的でない。
When the number of particles in each particle diameter section is Ni and the center value of the particle diameter section is Di, the average primary particle diameter is given by the following equation.
Average primary particle size = ΣNi · Di / ΣNi
Carbon black having an average primary particle size of 10 to 100 nm is an optimum value that does not disturb the crystal structure of an insulator such as polyethylene. When the crystal structure is disturbed, the electrical performance of the insulator decreases. On the other hand, if the particle size is larger than this, the dispersion and mixing of the carbon black will deteriorate. If it is smaller than this, it is difficult to manufacture and it is not practical.
カーボンブラックの配合量は0.1〜5質量部である。0.1質量部未満では直流特性の改善効果が得られない。また、5質量部よりも多いと直流特性が低下する。また、5質量部よりも多いと充填剤が多量となるため、長尺押出し特性を損ねる。長尺押出し特性の観点からは、カーボンブラックの配合量は、2質量部以下であることがより望ましい。カーボン配合量が多くなるほど押出時に樹脂圧力が上昇し易くなるからである。
また、配合するカーボンブラックに求められる特性について以下に記述するが、これらは「特許第3602297号公報(特許文献1)」にて規定される特性と同一である。
The compounding quantity of carbon black is 0.1-5 mass parts. If the amount is less than 0.1 parts by mass, the direct current characteristics cannot be improved. On the other hand, when the amount is more than 5 parts by mass, the direct current characteristics are degraded. On the other hand, if the amount is more than 5 parts by mass, the amount of the filler becomes large, and the long extrusion characteristics are impaired. From the viewpoint of long extrusion characteristics, the amount of carbon black is more preferably 2 parts by mass or less. This is because the greater the amount of carbon blended, the easier the resin pressure rises during extrusion.
Moreover, although the characteristic calculated | required by the carbon black to mix | blend is described below, these are the same as the characteristic prescribed | regulated in "patent 3602297 gazette (patent document 1)".
カーボンブラックは、粒径が300nm以上のカーボンブラック粒子の存在割合が1重量%以下であることが好ましい。粒径が300nm以上のカーボンブラック粒子の存在割合を1重量%以下にすることで、雷インパルス破壊電圧を向上させることができる。インパルス破壊は、導電性突起が破壊起点になるケースが多い。粒径300nm以上の大きいカーボン粒子の存在割合が多いと、カーボン粒子が凝集してできる凝集体も当然大きくなる。本発明に係る架橋ポリオレフィン組成物でケーブルの絶縁層を形成した場合、絶縁層中に存在する凝集体が大きくなると、絶縁層に隣接する内部半導電層や外部半導電層にこの凝集体が接触又は近接する確率も増える。このような内部半導電層付近や外部半導電層付近のカーボン凝集体はケーブルのインパルス破壊に影響を及ぼすと考えられるからである。 In the carbon black, the proportion of carbon black particles having a particle size of 300 nm or more is preferably 1% by weight or less. The lightning impulse breakdown voltage can be improved by making the existence ratio of the carbon black particles having a particle size of 300 nm or more 1% by weight or less. In many cases of impulse destruction, the conductive protrusion becomes the starting point of destruction. When there is a large proportion of large carbon particles having a particle size of 300 nm or more, the aggregate formed by agglomeration of the carbon particles naturally increases. When the cable insulation layer is formed with the crosslinked polyolefin composition according to the present invention, when the aggregate present in the insulation layer becomes large, the aggregate contacts the internal semiconductive layer and the external semiconductive layer adjacent to the insulating layer. Or the probability of proximity increases. This is because such a carbon aggregate in the vicinity of the inner semiconductive layer and the outer semiconductive layer is considered to affect the impulse breakdown of the cable.
また、カーボンブラックは、BET法で測定した比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が0.7以上、3.5以下であることが好ましい。ここで、BET法とは、気相吸着法による粉体の表面積測定法の一つであり、吸着等温線から1gの試料の持つ総表面積、即ち比表面積を求める方法である。通常吸着気体としては、窒素ガスが多く用いられ、吸着量を被吸着気体の圧、または容積の変化から測定する方法が最も多く用いられている。多分子吸着の等温線を表すのに最も著名なものは、Brunauer、Emmett、Tellerの式であり、BET式と呼ばれる。BET式は表面積決定に広く用いられている。BET式に基づいて吸着量を求め、吸着分子1個が表面で占める面積を掛けて、表面積が得られる。 Carbon black preferably has a ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of mineral oil to a specific surface area (m 2 / g) measured by the BET method of 0.7 or more and 3.5 or less. Here, the BET method is one of powder surface area measurement methods by a gas phase adsorption method, and is a method for obtaining the total surface area, that is, the specific surface area of a 1 g sample from an adsorption isotherm. Usually, nitrogen gas is often used as the adsorbed gas, and the most frequently used method is to measure the amount of adsorption from the change in pressure or volume of the gas to be adsorbed. The most prominent expression for expressing the isotherm of multimolecular adsorption is the Brunauer, Emmett, and Teller equation, called the BET equation. The BET formula is widely used for determining the surface area. The adsorption amount is obtained based on the BET equation, and the surface area is obtained by multiplying the area occupied by one adsorbed molecule on the surface.
比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が0.7以上、3.5以下とすることで、空間電荷の漏れを促すことができる。以下、この理由を説明する。
架橋ポリエチレン組成物の抵抗率(比抵抗)をρ(Ω・m)とし、絶縁抵抗の温度係数をα(1/℃)、電界係数(絶縁抵抗のストレス係数)をβ(mm/kV)、絶縁体にかかる電界強度をE(kV/mm)とすれば、以下の関係が成り立つことが知られている。
ρ=ρ0exp−(αT+βE)…(1)
By setting the ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of the mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) to be 0.7 or more and 3.5 or less, leakage of space charge can be promoted. Hereinafter, the reason will be described.
The resistivity (specific resistance) of the crosslinked polyethylene composition is ρ (Ω · m), the temperature coefficient of insulation resistance is α (1 / ° C.), the electric field coefficient (stress coefficient of insulation resistance) is β (mm / kV), It is known that the following relationship holds if the electric field strength applied to the insulator is E (kV / mm).
ρ = ρ 0 exp− (αT + βE) (1)
そして、カーボンブラックを配合すると、電界係数βが増加する一方で温度係数αが減少し、絶縁体組成物での空間電荷の漏れを促進する。なぜならば、電界係数βが増加すると抵抗率ρが低下するため、高ストレス部(強い電界のかかる部分)の電界が緩和されるからである。また、温度係数αが減少すると、導体温度が高いときに遮蔽側に現れていた最大電界Emaxが減少するからである。こうして絶縁体組成物内での電界分布が均一化の方向に動き、空間電荷の蓄積が低減される。 When carbon black is blended, the electric field coefficient β is increased while the temperature coefficient α is decreased, which promotes leakage of space charges in the insulator composition. This is because when the electric field coefficient β increases, the resistivity ρ decreases, and the electric field in the high stress portion (the portion where a strong electric field is applied) is relaxed. Further, when the temperature coefficient α decreases, the maximum electric field Emax that appears on the shielding side when the conductor temperature is high decreases. In this way, the electric field distribution in the insulator composition moves in a uniform direction, and the accumulation of space charge is reduced.
カーボンブラックの配合量を増加すると粒子間の距離が縮まり、高電界下においては粒子間にトンネル効果による電流が流れる。このため、電界係数βが必要以上に大きくなり、熱破壊を促す原因となる。したがって、少ない配合量で(1)式の抵抗率ρを低下させることが必須である。ところで、比表面積に対する吸油量の比が大きいカーボンブラックの方が、少量で抵抗率ρを下げることができ、この比が0.7以上ならば良好な結果が得られる。 When the blending amount of carbon black is increased, the distance between the particles is reduced, and a current due to the tunnel effect flows between the particles under a high electric field. For this reason, the electric field coefficient β becomes larger than necessary, which causes a thermal breakdown. Therefore, it is essential to reduce the resistivity ρ of the formula (1) with a small amount. By the way, the carbon black having a larger ratio of the oil absorption amount to the specific surface area can lower the resistivity ρ with a small amount, and if this ratio is 0.7 or more, good results can be obtained.
一方、この比が3.5より大きくなると粒子の凝集度が増して見かけの(凝集体の)粒子径が大きくなり、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂との混じり具合が悪くなる。特にアセチレンカーボンでは粒子が鎖状に連結しているので、この影響が大きい。
なお、ファーネス系カーボンブラックであるSAF、ISAF、I−ISAF、CF、SCF、HAFカーボンのいずれかのカーボンブラックを用いたときには、上記の比が0.7〜1.5の範囲で、特に良好なことが実験的に確かめられている。
On the other hand, when this ratio is larger than 3.5, the degree of aggregation of the particles increases, the apparent particle diameter (of the aggregate) increases, and the mixing with a thermoplastic resin such as polyethylene worsens. In particular, acetylene carbon has a large influence because the particles are linked in a chain.
In addition, when the carbon black of SAF, ISAF, I-ISAF, CF, SCF, or HAF carbon, which is a furnace-based carbon black, is used, the above ratio is in a range of 0.7 to 1.5, and particularly good. This has been confirmed experimentally.
さらに、カーボンブラックは、炭素含有率が97重量%以上であることが好ましい。カーボンブラックには、灰分、O2、H2などの不純物が含まれており、これらの不純物が多いと、電気的特性が低下する。したがって、カーボンの純度は高いほど良好である。 Further, the carbon black preferably has a carbon content of 97% by weight or more. Carbon black contains impurities such as ash, O 2 , and H 2 , and if these impurities are large, the electrical characteristics deteriorate. Therefore, the higher the purity of carbon, the better.
[架橋助剤]
本発明で用いる架橋ポリオレフィン組成物の最も特徴的な点は、架橋助剤として、トリアリルイソシアヌレートまたはトリメタリルイソシアヌレートから選ばれる少なくとも1種以上の化合物を所定量配合する点である。すなわち架橋助剤の配合量は、ポリオレフィン100質量部に対して0.02〜1.25質量部である。且つカーボンブラック配合量に対して質量比で4分の1以下ある。
架橋助剤の配合比が0.02質量部未満では、高温の熱履歴による絶縁性能低下を抑制する効果が得られない。
また、架橋ポリオレフィン組成物はペレット状に加工された状態で保管されるが、架橋助剤の配合量が1.25質量部を越えると、ペレットを保管する間に架橋助剤が析出し、ペレット同士が固着したブロッキングと呼ばれる現象が発生する。ブロッキングが発生すると、ペレット気送や押出機へのフィードに支障をきたし、正常に直流電力ケーブルを製造することができなくなってしまう。
ところで、本発明の開発に際して、本発明者は、カーボンブラックが共存する系では、架橋助剤の析出挙動は架橋助剤の配合量だけでは決まらず、共存するカーボンブラック配合量が架橋助剤の析出挙動に影響を与えることに気付いた。すなわち、実用的な架橋ポリオレフィン組成物を得るには、長期保管特性の観点から、架橋助剤とカーボンブラック配合比を適切することも重要である。
具体的には、架橋助剤の配合量が1.25質量部以下であっても、カーボンブラック配合量の質量比で4分の1を超える架橋助剤を配合した場合には、やはり、架橋助剤が析出してブロッキングを生じてしまう。よって、架橋助剤の配合量は、質量比でカーボンブラックの配合量の4分の1以下にしなければならない。
なお、架橋助剤のさらに好ましい配合量は、0.1〜0.5質量部である。0.1質量部以上配合することで、有機化酸化物架橋剤の配合量を減らすことができ、押出機内における樹脂焼けを抑制する効果も得ることができる。また、前述した長尺押出し特性の観点からカーボンブラックの配合量を2.0質量部以下にすることが望ましいので、架橋助剤の配合量はその4分の1以下、すなわち0.5質量部以下にすることがより好ましい。
[Crosslinking aid]
The most characteristic point of the crosslinked polyolefin composition used in the present invention is that a predetermined amount of at least one compound selected from triallyl isocyanurate or trimethallyl isocyanurate is blended as a crosslinking aid. That is, the compounding quantity of a crosslinking adjuvant is 0.02-1.25 mass part with respect to 100 mass parts of polyolefin. And it is 1/4 or less by mass ratio with respect to carbon black compounding quantity.
When the blending ratio of the crosslinking aid is less than 0.02 parts by mass, the effect of suppressing the deterioration of the insulation performance due to the high temperature thermal history cannot be obtained.
In addition, the crosslinked polyolefin composition is stored in a state of being processed into pellets. However, if the amount of the crosslinking aid exceeds 1.25 parts by mass, the crosslinking aid is precipitated during storage of the pellet, and the pellet A phenomenon called blocking occurs in which the two adhere to each other. When blocking occurs, pellet feeding and feeding to an extruder are hindered, and a DC power cable cannot be manufactured normally.
By the way, in the development of the present invention, in the system where carbon black coexists, the inventor determined that the precipitation behavior of the crosslinking aid is not determined only by the blending amount of the crosslinking aid. We noticed that it affects the precipitation behavior. That is, in order to obtain a practical cross-linked polyolefin composition, it is also important to appropriately combine the cross-linking aid and carbon black from the viewpoint of long-term storage characteristics.
Specifically, even if the amount of the crosslinking aid is 1.25 parts by mass or less, when a crosslinking aid exceeding 1/4 in the mass ratio of the carbon black is mixed, The auxiliary agent precipitates and causes blocking. Therefore, the blending amount of the crosslinking aid must be less than or equal to ¼ of the blending amount of carbon black by mass ratio.
In addition, the more preferable compounding quantity of a crosslinking adjuvant is 0.1-0.5 mass part. By mix | blending 0.1 mass part or more, the compounding quantity of an organic-ized oxide crosslinking agent can be reduced and the effect which suppresses the resin burning in an extruder can also be acquired. Further, from the viewpoint of the above-described long extrusion characteristics, it is desirable that the amount of carbon black is 2.0 parts by mass or less, so the amount of the crosslinking aid is 1/4 or less, that is, 0.5 parts by mass. It is more preferable to make it below.
[有機過酸化物架橋剤]
有機過酸化物架橋剤としては、通常の架橋に用いる有機過酸化物であればよい。例えば、ジクミルパーオキサイド(DCP)、t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン等を用いることができる。t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼンの分解残渣には、DCPの分解残渣と同様、水酸基などの極性基を有した化合物が含まれており、DCPを用いた場合と同様、前述の問題が発生するが、本発明により、この問題を解決できる。
[Organic peroxide crosslinking agent]
The organic peroxide crosslinking agent may be any organic peroxide used for ordinary crosslinking. For example, dicumyl peroxide (DCP), t-butylcumyl peroxide, α, α′-bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzene and the like can be used. The decomposition residue of t-butylcumyl peroxide and α, α′-bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzene includes a compound having a polar group such as a hydroxyl group, similar to the decomposition residue of DCP. As in the case of using DCP, the above-mentioned problem occurs. However, the present invention can solve this problem.
有機過酸化物架橋剤の配合量は、使用する有機過酸化物、ポリオレフィンの種類等により適宜調整される。0.1〜5質量部が好ましく、0.5〜3質量部がより好ましい。有機過酸化物架橋剤の配合量が少なすぎると架橋が不充分であり、絶縁層の機械的特性及び耐熱性が低下する。一方、有機過酸化物架橋剤の配合量が多すぎると、架橋ポリオレフィン組成物を押し出しする際、押出機内で樹脂焼けが生じる。樹脂焼けが生じると、押出中に樹脂圧力が上昇し、安定した直流電力ケーブルの製造ができなくなり、直流電力ケーブルの電気性能も低下する。 The amount of the organic peroxide crosslinking agent is appropriately adjusted depending on the type of organic peroxide and polyolefin used. 0.1-5 mass parts is preferable and 0.5-3 mass parts is more preferable. If the blending amount of the organic peroxide crosslinking agent is too small, crosslinking is insufficient and the mechanical properties and heat resistance of the insulating layer are lowered. On the other hand, when the compounding amount of the organic peroxide crosslinking agent is too large, when the crosslinked polyolefin composition is extruded, resin burning occurs in the extruder. When the resin burn occurs, the resin pressure increases during extrusion, and it becomes impossible to manufacture a stable DC power cable, and the electrical performance of the DC power cable is also lowered.
[酸化防止剤]
必要に応じて架橋ポリオレフィン組成物に酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤としては、一般に使用される酸化防止剤を適宜選択して配合することができる。フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系の老化防止剤が好ましい。特に、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)は、架橋ポリオレフィン組成物を押し出しする際、スコーチを抑制する効果があり、好ましい。
酸化防止剤の配合量は、使用する酸化防止剤の種類、耐酸化性能を考慮して適宜調整されるが、0.1〜1質量部であることが好ましい。また、その他、必要に応じて加工助剤などの添加剤を配合することもできるが、水和金属酸化物フィラーなどの高電圧直流電力ケーブルとしての電気性能を損なうような添加剤を配合することはできない。
[Antioxidant]
You may mix | blend antioxidant with a crosslinked polyolefin composition as needed. As the antioxidant, a commonly used antioxidant can be appropriately selected and blended. Phenol-based, phosphite-based, and thioether-based anti-aging agents are preferred. In particular, 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol) is preferable because it has an effect of suppressing scorch when extruding a crosslinked polyolefin composition.
The blending amount of the antioxidant is appropriately adjusted in consideration of the kind of the antioxidant to be used and the oxidation resistance, but is preferably 0.1 to 1 part by mass. In addition, additives such as processing aids can be blended if necessary, but additives that impair the electrical performance of high voltage DC power cables such as hydrated metal oxide fillers. I can't.
(実施例)
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples.
[電力ケーブル]
図1は作成した直流電力ケーブル10の断面図である。図1に示すように、直流電力ケーブル10は、導体11の外側に内部半導電層12、絶縁層13、外部半導電層14、金属遮蔽層15、シース16を順に形成してなる。導体11の断面積は200mm2、絶縁層13の厚さは3mmであり、内部半導電層12、および、外部半導電層14の厚さはそれぞれ1mmである。
[Power cable]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
(1)内部半導電層
内部半導電層12は、エチレンー酢酸ビニル共重合体、有機過酸化物架橋剤(DCP)、カーボンブラック(アセチレンブラック)、酸化防止剤(4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール))を配合した組成物(半導電性樹脂組成物)を用いて形成した。
(2)絶縁層
絶縁層13は、本発明に係る架橋ポリエチレン組成物を用いて形成された。ポリオレフィン、カーボンブラック、架橋助剤、有機過酸化物架橋剤の配合比(質量部)は表1〜3に示すとおりである。
ポリオレフィンには、LDPE(DOW社製のNUC−9026)を用いた。
カーボンブラックには、Cabot社製「Vulcan9A32」と、旭カーボン株式会社製「旭#50HG」を用いた。
Vulcan9A32は、ファーネス系カーボンブラックであるSAFであり、BET法で測定して、比表面積140m2/g、鉱物油の吸油量114cc/100g、炭素含有量が97.5質量%、一次粒子の平均粒径が18nm、300nm以上の粗粒含有量が1%以下のものである。比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比は、0.8である。
また、旭#50HGは、一次粒子の平均粒径が85nm、比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が5.3である。
架橋助剤には、トリアリルイソシアヌレートまたはトリメタリルイソシアヌレートを用いた。
有機過酸化物架橋剤には、DCP、tーブチルクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼンを用いた。
上記材料をバンバリーミキサーにより混練し、目開き34μmの金属製スクリーンメッシュに通し、さらにヘンシェル混合機によりDCPを混合することで架橋ポリエチレン組成物を作製した。
(3)外部半導電層
外部半導電層14は、内部半導電層12と同じ配合の半導電性樹脂組成物を用いて形成された。
(1) Internal semiconductive layer The internal
(2) Insulating layer The insulating
LDPE (DOC NUC-9026) was used as the polyolefin.
As the carbon black, “Vulcan9A32” manufactured by Cabot and “Asahi # 50HG” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. were used.
Vulcan9A32 is a furnace-based carbon black, SAF, having a specific surface area of 140 m 2 / g, a mineral oil absorption of 114 cc / 100 g, a carbon content of 97.5% by mass, an average of primary particles, as measured by the BET method. The particle size is 18 nm and the content of coarse particles having a particle size of 300 nm or more is 1% or less. The ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of the mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) is 0.8.
Asahi # 50HG has an average primary particle size of 85 nm and a ratio of the oil absorption (cc / 100 g) of mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) is 5.3.
Triallyl isocyanurate or trimethallyl isocyanurate was used as a crosslinking aid.
As the organic peroxide crosslinking agent, DCP, t-butylcumyl peroxide, and α, α′-bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzene were used.
The above materials were kneaded with a Banbury mixer, passed through a metal screen mesh having an opening of 34 μm, and further DCP was mixed with a Henschel mixer to prepare a crosslinked polyethylene composition.
(3) External Semiconductive Layer The
(1)〜(3)の組成物を導体11の外周部に同時に押し出し、窒素雰囲気下で圧力10kg/cm2、温度280℃の加圧加熱を行い、有機過酸化物架橋剤を開始剤とするラジカル反応により架橋を進行させた。次いで、常法により、金属遮蔽層及びシースを設け、直流電力ケーブルを作製した。
The compositions of (1) to (3) are simultaneously extruded onto the outer periphery of the
[ケーブル接続部の構造]
直流電力線路は、上記手順手により作成した直流電力ケーブル10を接続して製造された。ケーブル接続部の概略断面を図2に示す。
ケーブル接続部は、図2に示すように、2本の直流電力ケーブル10、10を端部で導体11、11同士を対向させて突き合わせて接続し(図中符号21)、その周囲を内部半導電層22、補強絶縁層23、外部半導電層24により順に被覆した構造である。
[Cable connection structure]
The DC power line was manufactured by connecting the
As shown in FIG. 2, the cable connecting portion connects the two
内部半導電層22、補強絶縁層23は、突き合わせて接続した導体11、11に半導電性テープ、絶縁テープを順次所定の厚さまで巻回した後、巻回したテープを加熱融着することにより形成される。外部半導電層24は、半導電性収縮チューブを用いて形成される。半導電性テープ、半導電性収縮チューブは、直流電力ケーブル10の内部半導電層12、外部半導電層14と同様の半導電性樹脂組成物(架橋前のもの)を用いて形成した。絶縁テープは、直流電力ケーブル10の絶縁層13と同じ配合の架橋ポリエチレン組成物(架橋前のもの)を単軸押出機により厚さ0.1mm、幅20mm、長さ150mのテープ状に押出加工することで作製した。
The inner semiconductive layer 22 and the reinforcing insulating
[ケーブルの接続方法]
以下、ケーブルの接続方法について説明する。
まず、2本の直流電力ケーブル10、10の終端部をシース16、金属遮蔽層15、外部半導電層14、絶縁層13、内部半導電層12の順に段状に剥ぎ、略円錐形状に加工した。次に、2本の直流電力ケーブル10、10の導体11、11同士を付き合わせて接続を行い、導体接続部21を形成した。次に、半導電性テープを導体接続部21に巻きまわし、加熱融着することで、内部半導電層22を作製した。
次に、絶縁テープを内部半導電層22に巻きまわし、さらにその外周を半導電性収縮チューブで被覆した。この上に、更に半導電性収縮チューブを被せ加熱し収縮させた。
[Cable connection method]
Hereinafter, the cable connection method will be described.
First, the terminal portions of the two
Next, the insulating tape was wound around the inner semiconductive layer 22, and the outer periphery thereof was covered with a semiconductive shrinkable tube. Further, a semiconductive shrinkable tube was placed thereon and heated to shrink.
次に、半導電性収縮チューブの外周をガスバリアー層で被覆し、ガスバリアー層の外周をヒーターで被覆した。さらに、ヒーターの外側に、2つ割の金型と両端部のパッキンからなる架橋管を組み立てた。なお、架橋管は、2本の直流電力ケーブル10、10の外部半導電層14、14間の距離(図2中、A〜Cの範囲)よりも充分に長いものを用いる。この実施例では、外部半導電層14、14間の距離は760mmであり、架橋管には図2中のA〜Dを覆う長さ1150mmのものを用いた。
その後、架橋管内の内圧を窒素ガスにより0.8MPaとし、ヒーターにより昇温し220℃を3時間保持することで、補強絶縁層23、外部半導電層24を形成した。
Next, the outer periphery of the semiconductive shrinkable tube was covered with a gas barrier layer, and the outer periphery of the gas barrier layer was covered with a heater. Furthermore, a cross-linked tube comprising a two-part mold and packing at both ends was assembled outside the heater. In addition, a bridge | bridging pipe | tube uses what is sufficiently longer than the distance (the range of AC in FIG. 2) between the external
Thereafter, the internal pressure in the cross-linking tube was set to 0.8 MPa with nitrogen gas, the temperature was raised with a heater, and the temperature was maintained at 220 ° C. for 3 hours, whereby the reinforcing insulating
[評価]
(1)製造した直流電力ケーブルの架橋度は、ケーブル絶縁体の厚さ方向の中間部分より試験片を採取し、JIS C 3005 4.25項に準拠して測定した。
(2)製造した直流電力ケーブルを2分割し、そのうちの1本を全長20mの直流電力ケーブルにしてそのまま直流破壊電圧(kV)を計測し、接続前の直流破壊電圧について評価した。もう1方の直流電力ケーブルはさらに2分割し、分割したものに接続処理を施し、接続部を含めて全長20mの直流電力ケーブルにして直流破壊電圧(kV)を計測し、接続後の直流破壊電圧について評価した。直流破壊電圧の測定は、全長20mの直流電力ケーブルに対し、−60kVのスタート電圧から−20kV/10分のステップアップで電圧を上昇させることによって破壊電圧を測定した。通電中の導体温度は90℃となるように調整した。
(3)破壊後に接続部を解体し、破壊部位を特定した。補強絶縁層23の両端部23A、23Aの間で破壊した場合は破壊部位をA、補強絶縁層23の両端部23A、23Aで破壊した場合は破壊部位をB、補強絶縁層23の端部23Aと外部半導電層14の端部14Aとの間で破壊した場合は破壊部位をC、外部半導電層14の端部14Aと架橋管の端部との間で破壊した場合は破壊部位をDとした。
(4)製造した架橋ポリエチレン組成物のペレットを、120℃で2分間は圧力をかけず、引き続いて10MPaの圧力を加えて10分間保持して、厚さ4mmシート(150mm×200mm)にプレス成型した。この成型シートを株式会社東洋精機製作所製オシレーティングディスクレオメータ ASTM-100TYPEを使用し、試験温度試験温度140℃にて8時間トルク測定を行い、測定時間内における最大トルク値と最小トルク値の差の10%トルクが上昇するまでに要する時間を求めた。この時間が長いほど、組成物はスコーチが発生し難いと判断することができる。
(5)製造した架橋ポリエチレン組成物のペレットを1.1ton入り金属コンテナに約500kg収納し、コンテナの表面の温度が「10℃×12時間」+「50℃×12時間」のヒートサイクルを3ヶ月間加えた後、金属コンテナ下部にある抜き取り口を開口して自重落下によりペレットを抜き出した。抜き出し時の環境温度は10℃一定とした。全てのペレットを排出できた場合は○、途中でペレットが詰まり、全てのペレットを排出できなかった場合には×と判定した。
(6)直流電力ケーブルを製造するに当たり、絶縁層押出機スクリュー先端に装着した目開き34μmの金属製スクリーンメッシュメッシュ部分で、押出樹脂圧力を測定した。押出開始から5時間経過した時点での樹脂圧力の上昇傾向から押出特性を評価した。評価の基準は以下の通りである。
− ;樹脂圧力の上昇はほとんど認められない。
+ ;樹脂圧力の上昇は認められるが、長尺ケーブル製造上全く問題ない。
++ ;樹脂圧力の上昇は認められるが、長尺ケーブル製造が可能である。
+++ ;樹脂圧上昇が認められ、長尺ケーブルの製造が困難である。
[Evaluation]
(1) The degree of cross-linking of the manufactured DC power cable was measured in accordance with JIS C 3005 4.25, by taking a test piece from the middle part in the thickness direction of the cable insulator.
(2) The manufactured DC power cable was divided into two parts, one of which was a DC power cable having a total length of 20 m, and the DC breakdown voltage (kV) was measured as it was, and the DC breakdown voltage before connection was evaluated. The other DC power cable is further divided into two parts, and the divided part is subjected to connection processing, and the DC breakdown voltage (kV) is measured with a DC power cable having a total length of 20 m including the connection part. The voltage was evaluated. The DC breakdown voltage was measured by increasing the voltage in a step-up of -20 kV / 10 minutes from a start voltage of -60 kV for a DC power cable having a total length of 20 m. The conductor temperature during energization was adjusted to 90 ° C.
(3) After the destruction, the connection part was disassembled and the destruction part was specified. When breaking between both
(4) The pellets of the produced crosslinked polyethylene composition were pressed at 120 ° C. for 2 minutes, then 10 MPa was applied and held for 10 minutes, and pressed into a 4 mm thick sheet (150 mm × 200 mm). did. This molded sheet was measured for torque for 8 hours at the test temperature of 140 ° C using an oscillating disc rheometer ASTM-100TYPE manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. The difference between the maximum torque value and the minimum torque value within the measurement time The time required to increase the 10% torque was determined. It can be determined that the longer this time, the less likely the composition is to scorch.
(5) About 500 kg of pellets of the produced crosslinked polyethylene composition are stored in a metal container containing 1.1 ton, and a heat cycle in which the surface temperature of the container is “10 ° C. × 12 hours” + “50 ° C. × 12 hours” is 3 After adding for a month, the extraction opening at the bottom of the metal container was opened and the pellets were extracted by falling under its own weight. The environmental temperature at the time of extraction was kept constant at 10 ° C. When all the pellets could be discharged, it was judged as “good”, and when the pellets were clogged in the middle and all the pellets could not be discharged, it was judged as “poor”.
(6) In producing the DC power cable, the extrusion resin pressure was measured at a metal screen mesh mesh portion having an opening of 34 μm attached to the insulating layer extruder screw tip. Extrusion characteristics were evaluated from the increasing tendency of the resin pressure when 5 hours had passed from the start of extrusion. The criteria for evaluation are as follows.
-; Almost no increase in resin pressure is observed.
+: Although an increase in resin pressure is observed, there is no problem in producing a long cable.
++: Increase in resin pressure is observed, but long cable can be manufactured.
+++: Increase in resin pressure is observed, making it difficult to produce long cables.
(1)〜(6)の評価結果を、表1〜3に示す。 The evaluation results of (1) to (6) are shown in Tables 1 to 3.
架橋助剤の配合量が0.02〜1.25質量部の範囲では、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレートを用いた場合(実施例1〜6及び10〜15)、トリメタリルイソシアヌレートを用いた場合(実施例7〜9)の直流破壊電圧が−320〜−260kVであり、いずれも優れた直流電気持性を示した。破壊部位はA部又はB部、すなわち接続部の補強絶縁層23の範囲であった。
When the amount of the crosslinking aid is 0.02 to 1.25 parts by mass, when triallyl isocyanurate is used as the crosslinking aid (Examples 1 to 6 and 10 to 15), trimethallyl isocyanurate is used. (Examples 7 to 9) had a DC breakdown voltage of -320 to -260 kV, and all exhibited excellent DC electrical properties. The fracture site was the range of the reinforcing insulating
一方、架橋助剤の配合量が0.01質量部の場合(比較例1、8、11及び13)は、直流破壊電圧が絶対値で200以下になっており、直流電気特性が悪かった。破壊部位は外部半導電層14の端部14Aよりも外側のD部であった。このような部位で破壊が起きたのは、接続部の補強絶縁層23となる架橋ポリエチレン組成物を架橋させるための加熱処理で、直流電力ケーブルの絶縁層13の直流電気特性が低下したためである。
On the other hand, when the blending amount of the crosslinking aid was 0.01 parts by mass (Comparative Examples 1, 8, 11 and 13), the DC breakdown voltage was 200 or less in absolute value, and the DC electrical characteristics were poor. The destruction site was the D portion outside the
実施例3と比較例1、実施例9と比較例8、実施例11と比較例11、実施例14と比較例13における架橋剤配合量は同じである。しかし、接続部の補強絶縁層23となる架橋ポリエチレン組成物を架橋させるための加熱処理を行っても、実施例3、9、11、14では比較例1、8、11、13に比べて直流電気特性の低下が小さい。この結果から、トリアリルイソシアヌレート、または、トリメタリルイソシアヌレートを0.02質量部以上配合すると、再加熱時に直流電気特性が低下してしまうのを防止する効果が顕著になることが分かる。
The amount of the crosslinking agent in Example 3 and Comparative Example 1, Example 9 and Comparative Example 8, Example 11 and Comparative Example 11, Example 14 and Comparative Example 13 are the same. However, even when the heat treatment for crosslinking the crosslinked polyethylene composition that becomes the reinforcing insulating
トリアリルイソシアヌレート等を、1.25質量部を超えて配合した比較例5、7、12、14、また、トリアリルイソシアヌレート等の配合量が1.25質量部以下であっても、カーボンブラック配合量に対する質量比で4分の1以上である比較例2、4、6では、保管期間中にブロッキングを生じ、全てのペレットを取り出すことができず、保管特性が悪いことが分かる。 Comparative Examples 5, 7, 12, and 14 in which triallyl isocyanurate and the like are blended in excess of 1.25 parts by mass, and even if the blending amount of triallyl isocyanurate and the like is 1.25 parts by mass or less, carbon In Comparative Examples 2, 4, and 6 in which the mass ratio with respect to the black blending amount is ¼ or more, blocking occurs during the storage period, and all the pellets cannot be taken out, which indicates that the storage characteristics are poor.
ファーネス系カーボンブラックSAFの配合量が少ない比較例2、多い比較例3では、ともに接続前の直流破壊電圧が低く、直流電気特性が十分ではない。
また、カーボンブラックとして旭#50HGを配合した比較例10は、カーボンブラックの種類を除く構成が実施例7と同じであるにもかかわらず、接続前の直流破壊電圧が低く、直流電気特性が十分ではない。これは、旭#50HGが、比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が大きい(5.3)カーボンブラックであるためである。
In Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which the amount of furnace-based carbon black SAF is small, the DC breakdown voltage before connection is low, and the DC electrical characteristics are not sufficient.
Further, in Comparative Example 10 in which Asahi # 50HG is blended as carbon black, the DC breakdown voltage before connection is low and the DC electrical characteristics are sufficient even though the configuration excluding the type of carbon black is the same as in Example 7. is not. This is because Asahi # 50HG is a carbon black having a large ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) (5.3).
比較例9は、架橋助剤としてm−フェニレンビスマレイミドを配合した例である。比較例9では、ケーブルD部において−160kVで破壊している。この破壊は、接続部の補強絶縁層23となる架橋ポリエチレン組成物を架橋させるための加熱処理により、直流電力ケーブルの絶縁層13の直流電気特性が低下したために生じた。この結果から、トリアリルイソシアヌレートやトリメタリルイソシアヌレートのような効果が、m−フェニレンビスマレイミドにはないことが分かる。
Comparative Example 9 is an example in which m-phenylene bismaleimide is blended as a crosslinking aid. In Comparative Example 9, the cable D is broken at −160 kV. This destruction occurred because the DC electrical characteristics of the insulating
以上説明したように、本発明に係る架橋ポリエチレン組成物を用いた直流電力ケーブルは、熱履歴を受けても電気特性の低下が少なく、より高電圧の直流電力輸送に使用することができる。 As described above, the DC power cable using the cross-linked polyethylene composition according to the present invention is less deteriorated in electrical characteristics even when subjected to a thermal history, and can be used for higher voltage DC power transportation.
なお、上記実施例では、[ケーブルの接続方法]として、絶縁テープを巻きこれを加熱架橋して絶縁層を形成する方法を説明したが、本発明の直流電力線路の製造方法で用いる接続方法は、接続部を絶縁材料で覆い加熱処理する方法であれば、他の方法を採用することもできる。例えば、本発明の直流電力線路の製造方法では、押出機を用いて絶縁材料を押出し、これを加熱架橋して絶縁層を形成する、いわゆる押出モールド法(EMJ)を接続方法として採用することができる。また、ケーブルの接続に用いられる絶縁材料は、直流用絶縁材料であれば、実施例に示すケーブル絶縁体に用いられる絶縁材料と同一組成でなくてとも構わない。 In the above embodiment, as the [cable connection method], the method of winding the insulating tape and heating and crosslinking it to form the insulating layer has been described. However, the connection method used in the method for manufacturing a DC power line of the present invention is as follows. Any other method can be adopted as long as the connection portion is covered with an insulating material and heat-treated. For example, in the method for manufacturing a DC power line according to the present invention, a so-called extrusion molding method (EMJ) in which an insulating material is extruded using an extruder and is thermally crosslinked to form an insulating layer may be employed as a connection method. it can. In addition, the insulating material used for connecting the cables may not have the same composition as the insulating material used for the cable insulator shown in the embodiment as long as it is a DC insulating material.
10 直流電力ケーブル
11 導体
12、22 内部半導電層
13 絶縁層
14、24 外部半導電層
14A 端部
21 導体接続部
23 絶縁層(補強絶縁層)
23A 両端部
DESCRIPTION OF
23A Both ends
Claims (2)
前記架橋ポリオレフィン組成物を、
(1)ポリオレフィン100質量部に対して、
(2)カーボンブラックを0.1〜5質量部、及び
(3)トリアリルイソシアヌレートまたはトリメタリルイソシアヌレートから選ばれる少なくとも1種以上の化合物を0.02〜1.25質量部、且つカーボンブラック配合量の質量比で4分の1以下、となるよう配合し、
更に、前記カーボンブラックとして、
(a)BET法で測定した比表面積(m2/g)に対する鉱物油の吸油量(cc/100g)の比が0.7以上、3.5以下、
(b)炭素含有率が97重量%以上、
(c)粒径が300nm以上のカーボンブラック粒子の存在割合が1重量%以下、という特性を有するものを用いたことを特徴とする直流電力ケーブル。 A DC power cable in which an insulating layer is formed of a crosslinked polyolefin composition in which an organic peroxide crosslinking agent is blended with polyolefin,
The crosslinked polyolefin composition;
(1) For 100 parts by mass of polyolefin,
(2) 0.1 to 5 parts by mass of carbon black, and (3) 0.02 to 1.25 parts by mass of at least one compound selected from triallyl isocyanurate or trimethallyl isocyanurate , and carbon black Formulated so that the mass ratio of the blended amount is 1/4 or less ,
Furthermore, as the carbon black,
(A) The ratio of the oil absorption amount (cc / 100 g) of the mineral oil to the specific surface area (m 2 / g) measured by the BET method is 0.7 or more and 3.5 or less,
(B) a carbon content of 97% by weight or more,
(C) A DC power cable characterized by using a carbon black particle having a particle diameter of 300 nm or more and having a characteristic that the proportion of carbon black particles present is 1% by weight or less.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018221803A1 (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-06 | 엘에스전선 주식회사 | Ultra-high voltage direct current power cable |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
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