ポリプロピレン系コンポジット材料の誘電特性

摘要

ポリエチレンの架橋技術を用いて架橋ポリエチレン電力ケーブル（XLPEケーブル）が1960年に開発されてから，既に50年以上が経過している。その間，XLPEケーブルはその良好な取扱性により，それまでの電力ケーブルであった油浸紙絶縁ケーブルから徐々に置き換わり，既に交流の500kV級ケーブルが実使用されている。一方，グリッド間の電力融通の要請や再生可能エネルギーの普及に伴い，世界的に直流送電の需要が増している。ところが，XLPEケーブルを直流送電に適用しようとすると，架橋剤の分解残渣(ジクミルパーオキサイドを使用する場合，アセトフェノンとクミルアルコールが生じる）が電荷のキャリアとなって絶縁体中に空間電荷が蓄積し，直流性能，特に極性反転時に悪影響を及ぼすことが分かった。その対策として，極性反転のない自励式変換器（VSC)の開発や，絶縁体中の空間電荷対策としてナノコンポジットや官能基によるベースポリマーの変性が検討された。前者の実用化は1999年，後者のそれは2011年と，XLPEケーブルの50年の歴史から見ると最近の話である。このように比較的浅い歴史の直流XLPEケーブルであるが，近年，誘電·絶縁材料を扱う国際会議を見ると，HVDC用の絶縁材料やHVDC下の誘電挙動に関する論文が極めて多いことに気付く。