(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高粘度絶縁油を含浸した絶縁紙を巻回してなる絶縁層を有する高粘度油浸絶縁ケーブルにおいて、前記絶縁紙がクラフト紙とプラスチックとからなる複合紙であることを特徴とする高粘度油浸絶縁ケーブル。
【請求項２】
前記絶縁紙が、ポリプロピレンフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせたポリプロピレンラミネート紙であることを特徴とする請求項１記載の高粘度油浸絶縁ケーブル。
【請求項３】
前記絶縁紙が、クラフト繊維とプラスチック繊維とからなる混抄紙であることを特徴とする請求項１記載の高粘度油浸絶縁ケーブル。
【請求項４】
前記絶縁紙が、クラフト繊維とフレーク状プラスチックとからなる混抄紙であることを特徴とする請求項１記載の高粘度油浸絶縁ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高粘度絶縁油を含浸した絶縁紙を巻回してなる高粘度油浸絶縁ケーブルに関し、長尺で使用することができ、かつ温度変化による絶縁破壊強度の低下を防止することを図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
長尺海底ケーブル等の電力ケーブルによる長距離送電には、長距離送電ロスの小さい直流送電が用いられることが多い。
直流ケーブルには、直流に対する絶縁性能がＸＬＰＥ（架橋ポリエチレン）を絶縁層とするＸＬＰＥケーブルより優れることから、一般にＯＦケーブルが用いられるが、ＯＦケーブルは、低粘度油を含浸して油圧加圧下で使用されるため、油圧維持の必要性からその延長は４０〜５０ｋｍが限度とされている。
これ以上の長尺になると、流動の少ない高粘度絶縁油を含浸した、油圧をかけないで使用することができる高粘度油浸絶縁ケーブルが用いられる。
この高粘度油浸絶縁ケーブルは、クラフト紙を導体上に巻回して絶縁層を形成してケーブルコアとし、このケーブルコアを真空下で乾燥した後、高粘度の絶縁油を含浸し、鉛被などによる金属シース、ポリエチレンなどの防食層、外装を施したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この高粘度油浸絶縁ケーブルでは、その導体の通電電流により、絶縁層に絶縁厚方向の温度勾配が生ずる。この温度勾配下で電流負荷の変動によるヒートサイクルが加わると、ヒートサイクル温度下降時に直流破壊強度が大幅に低減してしまう。
これは、ヒートサイクル温度上昇時に、より高温である導体側の絶縁油が、熱膨張によりシース側、すなわち外側に移動するが、油圧が印加されていないためヒートサイクル温度下降時に、移動した絶縁油が元に戻らずに熱収縮分の脱油ボイドが絶縁層内に形成されることによって引き起こされる。
【０００４】
このような脱油ボイドがある程度形成されても、運転電圧が２００〜３００ｋＶ程度であれば特に問題となることはなかったが、３００〜４００ｋＶ以上の超高圧直流送電を行なう場合には、脱油ボイドが形成されることによる直流破壊強度の低下は大きな問題となる。
本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであって、長尺で使用することが可能で、かつ温度変化による絶縁破壊強度の低下を防止することを図った高粘度油浸絶縁ケーブルを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を解決するために、本発明の高粘度油浸絶縁ケーブルは、高粘度絶縁油を含浸した絶縁紙を巻回してなる絶縁層を有する高粘度油浸絶縁ケーブルにおいて、前記絶縁紙がクラフト紙とプラスチックとからなる複合紙であることを特徴とする。
前記絶縁紙が、ポリプロピレンフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせたポリプロピレンラミネート紙であることが好ましい。
また、前記絶縁紙が、クラフト繊維とプラスチック繊維とからなる混抄紙であってもよい。
さらにまた、前記絶縁紙が、クラフト繊維とフレーク状プラスチックとからなる混抄紙であってもよい。
【０００６】
【作用】
本発明の高粘度油浸絶縁ケーブルによれば、絶縁紙のプラスチック部分には絶縁油が含浸されないため、絶縁層中の絶縁油含浸率が小さく、ヒートサイクル温度上昇時における熱膨張による絶縁油の移動量が低減し、脱油ボイドを小さくすることができる。
また、プラスチックが絶縁油によってある程度膨張すること、および、プラスチック自体がヒートサイクル温度上昇時に熱膨張することによって絶縁紙内に面圧が加わり、絶縁厚方向の絶縁油の流動抵抗が増大し、絶縁油の移動量が低減される。
さらに、プラスチック層は、絶縁抵抗がクラフト紙より大きいため、脱油ボイドが形成されてもこの脱油ボイドに加わる分担電圧を低減することができる。
【０００７】
【実施例】
次に、本発明の高粘度油浸絶縁ケーブルの一実施例について詳しく説明する。図１は、本実施例の断面を示すもので、この高粘度油浸絶縁ケーブルは、導体１が、絶縁層２、金属シース３、防食層４、および外装５の順に被覆されたものである。
前記導体１は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属材料からなる。前記金属シース３は、鉛被、アルミ被等を用いることができる。
また、前記防食層４は、前記金属シース３の腐食を防止するためのもので、防食材料としては、主にポリエチレン、ポリ塩化ビニル等を用いることができる。この防食層４のさらに外側は、ナイロン等の外装５により被覆されている。
【０００８】
前記絶縁層２は、前記導体１を直接被覆するもので、高粘度絶縁油を含浸した絶縁紙からなる。
この絶縁紙１０は、クラフト紙とプラスチックとの複合紙であり、複合紙の形態には、プラスチックフィルムとクラフト紙とからなるラミネート紙と、繊維状またはフレーク状プラスチックとクラフト繊維とからなる混抄紙とがある。
図２は、ラミネート紙の一例の断面を示したものであり、このラミネート紙はプラスチックフィルム１１の両面に、クラフト紙１２、１２を貼り合わせて構成されている。ここで用いられるプラスチックフィルム１１の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンー１、ポリ−４−メチルペンテンー１、およびフッ素樹脂等である。
【０００９】
これらプラスチックフィルム１１とクラフト紙１２、１２とを貼り合わせる方法としては、溶融押出フィルムの両端に、クラフト紙を沿わせロール圧着する方法、プラスチックフィルムとクラフト紙とを熱間ロールに通し、プラスチックを部分溶融させてクラフト紙と貼り合わせる方法等である。
また、図２に示したプラスチックフィルムラミネート紙以外にも、プラスチックフィルムの片面にクラフト紙が貼り合わされたもの、クラフト紙の両面にプラスチックフィルムが貼り合わされたもの、またはクラフト紙とプラスチックフィルムとが４層以上にわたって交互に積層されたものであってもよい。
【００１０】
また、絶縁紙１０は、クラフト繊維とプラスチック繊維との混抄紙、または、クラフト繊維とフレーク状プラスチックとの混抄紙であってもよい。
このような混抄紙の製法としては、クラフトパルプとプラスチック繊維あるいはフレークを水中で混合分散させ抄紙した後、熱間ロールを通して紙繊維とプラスチックを一体化させる方法等である。
【００１１】
前記絶縁紙１０に含浸させる高粘度絶縁油としては、高粘度であり使用温度において絶縁層から脱油しにくいこと、絶縁紙に含浸させる際に十分な粘度特性を有すること、電気特性が優れていること等の特性を有するものであって、鉱油またはポリブテン等の合成油およびこれらにワックス、ポリマー等を添加したものを用いることができる。本発明に用いられる高粘度絶縁油は、１２０℃における動粘度が２５〜１００ｃｓｔ、かつ、使用温度（６０℃程度以下）における動粘度が５００〜１０００ｃｓｔ以上であることが好ましい。
【００１２】
この絶縁紙１０を用いて、高粘度油浸絶縁ケーブルを得るには、導線１の周りにテープ状の前記絶縁紙１０を巻回し、この状態で絶縁紙１０を真空乾燥させた後に、前記高粘度絶縁油に浸して絶縁層２を形成する。
このような絶縁紙に、高粘度絶縁油を含浸させて絶縁層とする高粘度油浸絶縁ケーブルによれば、ヒートサイクル温度上昇時に絶縁油がケーブル外側に移動することが妨げられ、絶縁層内に脱油ボイドが形成されることが抑えられるため、温度変化による直流破壊強度の低下が防止される。
【００１３】
次に、実験例を用いて、本発明をより具体的に説明する。
（実験例）
導体断面積８００ｍｍ２、導体占積率９５％以上の扇形分割セグメンタル導体上に、絶縁紙として、厚さが１２０μｍ、１５０μｍ、２００μｍのポリプロピレンラミネート紙（ポリプロピレンフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせたもの）（ポリプロピレン分率５０％）を順次巻き上げ、遮へい層を施して１２０℃の温度条件下で真空乾燥した。
【００１４】
次に、高粘度ポリブテン油にワックスおよびポリマーを少量添加して１２０℃における動粘度が４５ｃｓｔ、滴点８５℃とした高粘度絶縁油を、前記絶縁紙に１２０℃で含浸させ、油加圧条件下（１ｋｇ／ｃｍ２）で常温まで冷却した後に、油加圧を解放して前記導体の周りに絶縁層を形成した。この絶縁層の厚さは２４ｍｍであった。
そしてさらに、鉛被による金属シース、ポリエチレン防食層を被覆して高粘度油浸絶縁ケーブルを得た。
【００１５】
（比較例）
一方、上述の実験例と比較するために、絶縁紙として高密度クラフト紙（１．０ｇ／ｃｍ３）を用いた高粘度油浸絶縁ケーブルを作成した。この比較例では、絶縁紙の構成が異なる以外は、上記実験例と全く同一の条件である。
【００１６】
これら実験例と比較例の高粘度油浸絶縁ケーブルについて、導体通電による導体温度６０℃のヒートサイクル（８時間ＯＮ、１６時間ＯＦＦ）を１０サイクル繰り返した。ヒートサイクル前後の高粘度油浸絶縁ケーブルの直流破壊強度（ｋＶ／ｍｍ）を表１に示す。表１中「前」はヒートサイクルを行なう前、「後」はヒートサイクルを行った後を表し、「保持率」はヒートサイクル後に保存されている直流破壊強度の割合を示している。
【表１】
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【００１７】
上表によれば、絶縁紙としてプラスチックフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせたラミネート紙を用いた本実験例では、クラフト紙のみからなる絶縁紙を用いた比較例と比べ、ヒートサイクルによる直流破壊強度の低減が防止された。また、絶縁紙として、クラフト繊維とプラスチック繊維とからなる混抄紙、または、クラフト繊維とフレーク状プラスチックとからなる混抄紙を用いた場合にも、直流破壊強度の低減が防止されることが確認された。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高粘度油浸絶縁ケーブルは、高粘度絶縁油を含浸させたクラフト紙とプラスチックとからなる絶縁紙を巻回してなる絶縁層を有するものであるため、ヒートサイクル温度上昇時に絶縁油がケーブル外側に移動することが妨げられ、絶縁層内に脱油ボイドが形成されることを抑えることができる。従って、温度変化によって引き起こされる直流破壊強度の低減を防止することができる。
また、使用する際に油圧を印加する必要がないため、長尺での使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高粘度油浸絶縁ケーブルの一実施例を示す断面図である。
【図２】プラスチックフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせた絶縁紙の断面図である。
【符号の説明】
２…絶縁層、１０…絶縁紙。
【図１】
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【図２】
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