(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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てなるプラスチックラミネート紙を導体上に巻回し、これに高粘度絶縁油を含浸した油浸絶縁体を有する非加圧タイプの直流油浸電力ケーブルであって、
油浸絶縁体の導体側または外部遮蔽層側もしくはその両方に、厚みが０．３〜５ｍｍである油浸クラフト紙層を設けたことを特徴とする非加圧タイプの直流油浸電力ケーブル。
【請求項２】
油浸クラフト紙層の厚みが２〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の非加圧タイプの直流油浸電力ケーブル。
【請求項３】
導体側の内部クラフト紙層は、厚み４０〜８０μｍのクラフト紙を巻回して設けたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の非加圧タイプの直流油浸電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主に長尺海底電力ケーブル等に好適に用いられ、高粘度の絶縁油を含浸した非加圧タイプの直流油浸電力ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高圧直流送電ケーブルとして、現在油浸絶縁ケーブルが用いられている。また、直流送電ケーブルは、長尺の海底ケーブルに適用されることが多い。このため超高圧直流送電用の長尺海底ケーブルとしては、条長が極めて長くなることから、低粘度の絶縁油を含浸した油加圧タイプの油浸絶縁ケーブルでは油圧の伝播に限度があるため、高粘度の絶縁油を含浸した無油加圧タイプの油浸絶縁ケーブル、いわゆるＭＩＮＤ（Ｍａｓｓ  Ｉｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ  Ｎｏｎ  Ｄｒａｉｎｉｎｇ）ケーブルが用いられることになる。
【０００３】
一方、油浸絶縁ケーブルの直流絶縁特性を向上させるために、絶縁紙としてポリプロピレンなどの無極性プラスチックフィルムの両面にクラフト紙を貼り合せたプラスチックラミネート紙が使われている。これは直流では電圧は抵抗で分担されることになり、プラスチックラミネート紙ではプラスチックフィルム層の絶縁抵抗がクラフト紙層の絶縁抵抗よりかなり大きいために、絶縁破壊の弱点となる油隙（オイルギャップ）と接するクラフト紙層の分担電圧が低減されるためである。
【０００４】
このようなプラスチックラミネート紙を絶縁層に用いたＭＩＮＤケーブルにあっては、絶縁油が完全に含浸されている状態では良好な直流破壊特性を示す。
しかしながら、例えばヒートサイクルなどが加わったりすると、温度上昇時に絶縁層に含浸されている絶縁油が熱膨張により外部遮蔽層側に押し出され、温度降下時には押し出された絶縁油が非加圧のために完全に元に戻り切らず、冷却収縮に基づく脱油ボイド（気泡）が生成することになる。
【０００５】
油浸電力ケーブルのインパルス破壊は、電極直上の油隙（オイルギャップ）が起点となって進行することが多く、またプラスチックラミネート紙を用いたものでは、その材料特性としてインパルス破壊の極性効果が現れ、負極性インパルス破壊強度が正極性インパルス破壊強度よりも高くなる。
上述のような脱油ボイドが電極直上に相当する導体直上または外部遮蔽層直下の油隙に生じれば、極性効果を含めたインパルス破壊特性の大幅な低下が生じ、大きな問題となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明における課題は、直流油浸電力ケーブルにおいて、温度変動によりその油浸絶縁体の導体側あるいは外部遮蔽層側に脱油ボイドが形成されても、これによるインパルス破壊特性の低下を微かなものに抑えることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題は、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てなるプラスチックラミネート紙を導体上に巻回し、これに高粘度絶縁油を含浸した油浸絶縁体を有する非加圧タイプの直流油浸電力ケーブルであって、油浸絶縁体の導体側または外部遮蔽層側もしくはその両方に、厚みが０．３〜５ｍｍである油浸クラフト紙層を設けたことを特徴とする非加圧タイプの直流油浸電力ケーブルによって解決される。
この油浸クラフト紙層は、厚みが２〜５ｍｍであることが好ましく、厚み４０〜１００μｍのクラフト紙を巻回した厚み２〜５ｍｍのものとすることが好ましい。また、導体側の内部クラフト紙層は、厚み４０〜８０μｍのクラフト紙を巻回して設けたものであることが好ましい。
【０００８】
【作用】
一般に、インパルス電圧に対して絶縁層はその容量で電界分担を行う。このため、プラスチックラミネート紙よりも誘電率の大きいクラフト紙の層を電極となる導体側または外部遮蔽層側に設けることにより、この部位での電界が緩和される。
したがって、導体側または外部遮蔽層側に形成された脱油ボイドでの放電によって油浸クラフト紙層に侵入する破壊ストリーマの進展が抑制され、インパルス破壊特性の低下が抑えられる。
また、クラフト紙では、インパルス破壊の極性効果がほとんど現れないので、インパルス極性効果も低減できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の直流油浸電力ケーブルの例を示すもので、図中符号１は導体であり、この導体１の直上には内部クラフト紙層２が設けられている。
この内部クラフト紙層２は、厚さ４０〜１００μｍ、密度０．９〜１．０ｇ／ｃｍ3のクラフト紙テープを導体１に巻回してなる厚さ０．３〜５ｍｍの層である。
上記クラフト紙テープの厚さは、導体１直上の油隙の厚さを薄くし、耐破壊電圧を高めるためには、薄い方が好ましいが、製造性を考慮して４０〜１００μｍの範囲とされる。
クラフト紙層２の厚みが０．３ｍｍ未満ではインパルス破壊特性の改善に効果がなく、５ｍｍを越えると直流破壊特性が低下する。
このクラフト紙層２には、高粘度の絶縁油が含浸されていることは言うまでもない。
【００１０】
内部クラフト紙層２の上にはプラスチックラミネート紙テープを巻回し、これに高粘度の絶縁油を含浸した油浸絶縁体３が設けられている。
この油浸絶縁体３は、ケーブルの主たる絶縁体として機能するもので、その厚みはケーブルの使用条件、用途等によって決められる。
上記プラスチックラミネート紙は、プラスチックフィルムの両面にクラフト紙を貼り合せたもので、押出成形直後の溶融状態のプラスチックフィルムにクラフト紙を加圧してラミネートすることによって得られたもので、プラスチックフィルムの分率が重量比で３０〜６０％程度で、厚みが１００〜２００μｍのものが好ましい。
【００１１】
このプラスチックラミネート紙のプラスチックフィルムとしては、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブテン−１、ポリエチレンなどの無極性ポリオレフィンやテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロポリプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂からなるものが用いられる。これらのなかでもポリプロピレンホモポリマーからなるものが好ましい。
【００１２】
また、クラフト紙として、気密度が５０００ガーレ秒以上でかつ密度が０．７０ｇ／ｃｍ3以上の高気密度でかつ高密度の層と、気密度が１００ガーレ秒以下でかつ密度が０．７０ｇ／ｃｍ3以下の低気密度でかつ低密度の層とからなる多層構造のクラフト紙を用い、その低気密度で低密度の層をプラスチックフィルムと接するように貼り合せたものが、プラスチックフィルムとクラフト紙との接着強度を高めることができて好ましい。
【００１３】
また、プラスチックラミネート紙として、巻回後の真空乾燥および絶縁油含浸を容易とし、その作業時間を短縮するために、ラミネート紙の表面に微細な凹凸を形成するエンボス処理を施したものやプラスチックラミネート紙の表面の幅方向に微少な溝を多数形成したものなどを用いてもよい。
【００１４】
さらに、油浸絶縁体３の上には外部クラフト紙層４が設けられている。この外部クラフト紙層４は、先の内部クラフト紙層２と同様のもので、厚み４０〜１００μｍで、密度０．９〜１．０ｇ／ｃｍ3のクラフト紙テープを油浸絶縁体３上に巻回してなる厚さ０．３〜５ｍｍのものであり、この層４も同様に高粘度の絶縁油が含浸されている。
【００１５】
本発明で使用される高粘度絶縁油としては、温度６０℃での動粘度が５００センチストークス以上の例えばナフテン系鉱油、ポリブテン油などが使われる。
【００１６】
外部クラフト紙層４の上には外部遮蔽層５が設けられている。この外部遮蔽層５は、カーボン紙、金属化紙などの導電性の材料からなるテープを外部クラフト紙層４上に巻回してなる厚さ０．５〜２ｍｍ程度の層である。
この外部遮蔽層５上には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、クロロプレンゴムなどからなるシース６が押出被覆によって設けられ、この例の直流油浸電力ケーブルとなっている。
【００１７】
このような直流油浸電力ケーブルにあっては、プラスチックラミネート紙からなる油浸絶縁体３の導体１側に油浸状態の内部クラフト紙層２が、外部遮蔽層５側に油浸状態の外部クラフト紙層４がそれぞれ設けられているので、導体１側および外部遮蔽層５側での電界が緩和され、インパルス破壊特性の低下が少ないものとなる。また、クラフト紙の材料特性により、インパルス極性効果も小さいものとなる。
また、プラスチックラミネート紙として、表面にエンボス加工や溝付加工を施したものを用いれば、巻回後の真空乾燥、絶縁油含浸が容易に短時間で行うことができる。
【００１８】
また、本発明では、油浸クラフト紙層は、導体側または外部遮蔽層側のいずれか一方に設けてもよく、好ましくは脱油ボイドが形成されやすい導体側に設けることが望ましい。
【００１９】
以下、具体例を示して作用、効果を明確にする。
（実施例）
断面積１０００ｍｍ2のセグメンタル導体に対して以下の構成の絶縁体を形成し、これに高粘度絶縁油としてナフテン系鉱油（「Ｔ−２０１５」商品名、ダセック−キャンベル社製）を含浸した。
内部クラフト紙層；厚さ８０μｍのクラフト紙巻回
絶縁層；厚さ１２５μｍポリプロピレンラミネート紙巻回
厚さ１５５μｍポリプロピレンラミネート紙巻回
外部クラフト紙層；厚さ１００μｍクラフト紙巻回
外部遮蔽層；カーボン紙および金属化紙巻回
【００２０】
クラフト紙には、密度０．９〜１．０ｇ／ｃｍ3の高密度紙を使用し、ポリプロピレンラミネート紙には、ポリプロピレン分率が４５重量％で、テープの幅方向に多数の微少な溝を形成したものを使用した。
絶縁体の全厚さを２３ｍｍとし、各クラフト紙の厚みを種々に変化させてケーブルとした。
このケーブルに室温〜６０℃のヒートサイクルを与え、絶縁層中に脱油ボイドを形成したのち、このもののインパルス破壊電圧（１×５０μｓｅｃ、正極性）および直流破壊電圧（負極性）を測定した。
結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0003803139.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の直流油浸電力ケーブルは、プラスチックラミネート紙を巻回した絶縁層の導体側または外部遮蔽層側のいずれか一方もしくは両方にクラフト紙を巻回し、高粘度絶縁油を含浸した油浸クラフト紙層を設けたものであるので、インパルス破壊の起点である導体直上あるいは外部遮蔽層直下に温度変化による脱油ボイドが生じても、油浸クラフト紙層の電界緩和効果によって、インパルス破壊特性の低下を防ぐことができる。
また、クラフト紙はインパルス破壊に対する極性効果がほとんどないため、プラスチックラミネート紙を用いたことによって生ずるインパルス極性効果を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直流油浸電力ケーブルの一例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  導体
２  内部クラフト紙層
３  油浸絶縁体
４  外部クラフト紙層
５  外部遮蔽層
【図１】
0003803139.tif 000003