Verfahren zur Isolierung elektrischen Strom führender Teile. Gegenstand der Erfindung -ist ein Ver fahren zur Isolierung elektrischen Strom führender Teile, wie Transformatoren und Schaltern.
Isolieröle haben zwei Aufgaben zu er füllen 1. Als Isoliermittel zu dienen; 2. Die in den stromführenden Teilen er zeugte Wärme abzuführen und die Betriebs temperatur des elektrischen Apparates, z. B. des Transformators, nicht über eine zulässige Höchstgrenze ansteigen zu lassen.
Aus dieser doppelten Zielsetzung ergibt sich, dass an Isolieröle besonders hohe An forderungen gestellt werden. Damit die Isola tion den Betriebserfordernissen entspricht, darf die elektrische Festigkeit nicht unter einen minimalen Wert sinken, und damit eine gute Kühlwirkung erzielt wird, darf die Viskosität einen gewissen Höchstwert nicht übersteigen. Ausserdem müssen die Öle gegen Temperaturerhöhung und gegen oxydative Einflüsse weitgehend beständig sein.
Als Isolieröle wurden bislang fast aus schliesslich 3Eneralöle gebraucht. Je nach Her kunft dieser und je nach der Art ihrer Vor behandlung (Raffination us.w.) schwanken sie erheblich in ihren Eigenschaften und zeigen schädliche Veränderungen, die sich erst beim Gebrauch bemerkbar machen. Gemäss dein Verfahren der Erfindung werden die zu iso lierenden elektrischen Strom führenden Teile mit flüssigen, mehrfach alkylierten Naphtalin- kohlenwasserstoffen oder deren Derivaten vom Siedepunkt über<B>160</B> bei 12 mm umgeben.
Für das Verfahren sind namentlich solche Naphtalinkohlenwasserstoffe geeignet, welche mehrere Alkylgruppen besitzen, deren ge sättigte Seitenkette zwei oder mehr Kohlen stoffatome enthält. Auch Derivate von alky- lierten Naphtalinkohlenwasserstoffen, wie par tiell hydrierte alkylierte oder im Kern chlo rierte alkylierte Naphtaline kommen in Be- tracht. Unter der grossen Zahl der verwend baren Verbindungen der genannten Art wählt man zweckmässig diejenigen Flüssigkeiten aus, deren spezifisches Gewicht genügend unter 1 liegt,
deren Dampfdruck so niedrig ist, dass sie den erwähnten Bedingungen be züglich des Flammpunktes und der Gewichts konstanz genügen und die unter verminder tem Druek ohne Zersetzung destillierbar sind. Mit besonderem Vorteil verwendet man solche Öle der oben gekennzeichneten Art, die unter einem Druck von 12 mm Quecksilber zwi schen 160 und 220 0 sieden, bei 20 0 eine Viskosität von 8 0 E. aufweisen und einen Flammpunkt über 140 0 haben.
Vor den bisher gebrauchten Mineralölen haben die für das vorliegende Verfahren ver wendeten Isolieröle den grossen Vorteil, dass sie bezüglich ihrer Zusammensetzung und ihrer Eigenschaften stets gleichbleibend er halten werden können, und dass die letzteren im Einzelfall durch Auswahl der ent8prechen- den Verbindungen besonderen Anforderungen jederzeit angepasst werden können. Ihre elek trische Festigkeit ist, wie Versuche ergaben, sehr hoch und nimmt auch bei längerem Gebrauch nicht wesentlich ab: Die üblichen Prüfmethoden ergeben meist eine ausser ordentlicheUnveränderlichkeit gegenüber ther mischen und oxydierenden Einflüssen, die sich zum Beispiel in einer kaum merklichen Sehlammbildung und keiner störenden Säure bildung zu erkennen gibt.
Sie vereinigen ge wöhnlich eine in den richtigen Grenzen lie gende Viskosität mit einem sehr tiefen Stock punkt, der meint unter - 20 0 C liegt. Auch können die Öle frei von benzolunlöslichen und andern schädlichen Bestandteilen, wie zum Beispiel Asphalt, erhalten werden, und sind meist in jedem Verhältnis mischbar mit andern Ölen, z. B. Mineralölen.
Beispiel T Als Isolieröl für elektrischen Strom füh rende Teile verwendet man ein Öl, bestehend aus einem Gemisch von Polyäthylnaphtalinen,
welches bei 12 mm Druck von 160-200 0 C siedet und eine Zusammensetzung von etwa 90 0% C und etwa 10 % H aufweist. Es be- sitzt folgende Eigenschaften Spezifisches Gewicht 0,950 Flammpunkt (im offenen Tiegel) 150 0 C Stockpunkt unter - 30 0 C Viskosität bei 20 0 C 3,14 0 (Engler)
A sphaltgehalt 0 Wassergehalt 0 Säurezahl 0.05 Verteerungszahl (Kissling Test) 0.07 Elektr. Durchschlagsfestigkeit188000Volt/crn <I>Beispiel 2:
</I> Zur Isolierung elektrischen Strom führen der Teile umgibt man dieselben mit einem <B>01,</B> bestehend aus einem Gemisch verschie dener propylierter Naphtaline, welches bei 12 mm Druck von 160-200 0 siedet und eine Zusammensetzung von 90,5 % C und 9,
5 % H aufweist. Es besitzt die folgenden Eigenschaften Spezifisches Gewicht 0,930 Flammpunkt (im offenen Tiegel) 166 0 Stockpunkt unter - 20 0 Viskosität bei 20 0 C 7,35 0 (Engler) Asphaltgehalt 0 Säurezahl 0,04 Verteerungszahl (Kissling Test) 0,06 Elektr. Durchschlagsfestigkeit140000Volt/cm Ein in seinen Eigenschaften ähnliches Öl,
durch Einwirkung von Propylen auf Mono- chlor-tetrahydronaphtalin erhalten, hat eine elektrische Durchschlagsfestigkeit von 165000 Volt/cm.
<I>Beispiel 3:</I> Als Isolieröl für elektrischen Strom füh rende Teile verwendet man ein Öl, bestehend aus einem Gemisch äthylierter und durch höhere Alkylgruppen substituierter Naph- taline, hergestellt durch Einwirkung von Frackgas (enthaltend 23 % Äthylen und 12 % höhere Homologe)
auf Naphtalin, wel- ches bei 12 mm Druck von 160-200 0 siedet und eine Zusammensetzung von 91 % C und 9 % 13 aufweist. Es besitzt folgende Eigen- schaften Spezifisches Gewicht 0,948 Flammpunkt (im offenen Tiegel) 148 Stockpunkt unter - 25 Viskosität<B>3,70</B> Asphaltgehalt 0 Wassergehalt 0 Säurezahl 0,
05 Verteerungszahl (Kissling Test) 0,09 Elektr. Durchschlagsfestigkeit 159000 Volt/cm Beispiel Als Isolieröl für elektrischen Strom füh rende Teile verwendet man ein Gemisch, be stehend aus gleichen Teilen Mineralöl von den an erster Stelle angeführten Eigenschaf ten und dem 01 aus Beispiel 3.
Es zeigt die unter 1I angegebenen Eigenschaften: I ll Spezifisches Gewicht 0,879 0,910 Flammpunkt (im offenen Tiegel)<B>1650</B> 155 0 Stockpunkt unter - 18 0 C unter - 20 0 C Viskosität bei 20 0 C 4,30 4,1 0 (Engler) Asphaltgehalt 0 0 Wassergehalt 0 0 Säurezahl 0,08 0,06 Verteerungszahl (Kiss- ling Test) 0,07 0,08 Elektr. Durchschlags festigkeit 120000 Volt/cm 135000 Volt/cm
Process for isolating electrical current carrying parts. The subject of the invention is a process for isolating electrical current carrying parts, such as transformers and switches.
Insulating oils have two tasks to fulfill 1. To serve as an insulating agent; 2. The heat generated in the live parts to dissipate and the operating temperature of the electrical apparatus, eg. B. the transformer, not to let rise above a permissible maximum limit.
From this double objective it follows that particularly high demands are made on insulating oils. In order for the insulation to meet the operating requirements, the electrical strength must not fall below a minimum value, and in order to achieve a good cooling effect, the viscosity must not exceed a certain maximum value. In addition, the oils must be largely resistant to temperature increases and oxidative influences.
So far, almost exclusively 3-core oils have been used as insulating oils. Depending on the origin of this and the type of pre-treatment (refining, etc.), their properties vary considerably and show harmful changes that only become noticeable when they are used. According to the method of the invention, the electrical current-carrying parts to be insulated are surrounded by liquid, multiply alkylated naphthalene hydrocarbons or their derivatives with a boiling point above 160 at 12 mm.
Particularly those naphthalene hydrocarbons are suitable for the process which have several alkyl groups, the saturated side chain of which contains two or more carbon atoms. Derivatives of alkylated naphthalene hydrocarbons, such as partially hydrogenated alkylated or alkylated naphthalene chlorinated in the nucleus, are also suitable. From the large number of compounds of the type mentioned that can be used, one expediently selects those liquids whose specific weight is sufficiently below 1,
the vapor pressure of which is so low that they meet the mentioned conditions with regard to the flash point and the constant weight and which can be distilled under reduced pressure without decomposition. It is particularly advantageous to use oils of the type identified above that boil between 160 and 220 0 under a pressure of 12 mm of mercury, have a viscosity of 8 0 at 20 0 and have a flash point above 140 0.
Before the mineral oils used up to now, the insulating oils used for the present process have the great advantage that their composition and properties can always be kept constant, and that the latter can be adapted to special requirements in individual cases by selecting the appropriate compounds can be. As tests have shown, their electrical strength is very high and does not decrease significantly even with prolonged use: The usual test methods usually show an extraordinary immutability with regard to thermal and oxidizing influences, such as barely noticeable sludge formation and no disruptive acidity education reveals.
They usually combine a viscosity that is within the right limits with a very low pour point, which means below -20 ° C. The oils can also be free from benzene-insoluble and other harmful components, such as asphalt, and are usually miscible with other oils, e.g. B. mineral oils.
Example T An oil consisting of a mixture of polyethylene naphthalene,
which boils from 160-200 ° C. at a pressure of 12 mm and has a composition of about 90% C and about 10% H. It has the following properties: Specific weight 0.950 Flash point (in an open crucible) 150 0 C pour point below - 30 0 C Viscosity at 20 0 C 3.14 0 (Engler)
Asphalt content 0 Water content 0 Acid number 0.05 Tarring number (Kissling test) 0.07 Electrical dielectric strength188000Volt / crn <I> Example 2:
</I> In order to isolate the parts from conducting electrical current, they are surrounded by a <B> 01 </B> consisting of a mixture of various propylated naphthalene, which boils from 160-200 0 at 12 mm pressure and has a composition of 90 , 5% C and 9,
Has 5% H. It has the following properties: Specific weight 0.930 Flash point (in an open crucible) 166 0 Pour point below - 20 0 Viscosity at 20 0 C 7.35 0 (Engler) Asphalt content 0 Acid number 0.04 Tarring number (Kissling test) 0.06 Electrical dielectric strength 140,000 volts / cm An oil with similar properties,
obtained by the action of propylene on monochloro-tetrahydronaphthalene, has a dielectric strength of 165,000 volts / cm.
<I> Example 3: </I> An oil consisting of a mixture of ethylated naphthalenes substituted by higher alkyl groups, produced by the action of cracking gas (containing 23% ethylene and 12% higher homologues)
on naphthalene, which boils from 160-200 ° at a pressure of 12 mm and has a composition of 91% C and 9% 13. It has the following properties: Specific gravity 0.948 Flash point (in an open crucible) 148 Pour point below - 25 Viscosity <B> 3.70 </B> Asphalt content 0 Water content 0 Acid number 0,
05 Tarring number (Kissling test) 0.09 Electrical breakdown strength 159,000 volts / cm Example A mixture is used as insulating oil for parts carrying electrical currents, consisting of equal parts of mineral oil with the properties listed in the first place and the 01 from example 3 .
It shows the properties given under 1I: I ll Specific weight 0.879 0.910 Flash point (in an open cup) <B> 1650 </B> 155 0 Pour point below -18 ° C. below -20 ° C. viscosity at 20 ° C. 4.30 4 , 1 0 (Engler) Asphalt content 0 0 Water content 0 0 Acid number 0.08 0.06 Tarring number (Kissling test) 0.07 0.08 Electrical dielectric strength 120,000 volts / cm 135,000 volts / cm