CH343474A - Isolierflüssigkeit für elektrische Apparate - Google Patents

Description

      Isolierflüssigkeit    für elektrische Apparate    Die Erfindung bezieht sich auf eine Isolierflüssig  keit für elektrische Apparate mit einem Gehalt an  Mineralölen, die bekanntermassen in der Elektro  technik in grossem Umfang als Isoliermittel verwen  det werden, beispielsweise bei Transformatoren, Kon  densatoren,     Reglern,    Schaltern, Klemmen, Kabeln  usw. Die Erfahrung zeigt, dass der Verlustfaktor die  ser Öle, wenn sie längere Zeit im Betrieb sind, be  trächtlich anwächst. Diese Erscheinung ist für die  Praxis äusserst unangenehm.

   Zuerst machte man diese  Beobachtung bei ölgefüllten Transformatoren, bei  denen bekanntlich das Isolieröl einen     beträchtlichen     Teil der Gesamtisolation ausmacht, und     zwar    ins  besondere bei den vollkommen gegen die Aussenluft  abgeschlossenen Transformatoren, die vor allem bei  Temperaturen unter 60  C arbeiten.

   Während bei der  Herstellung solcher Transformatoren im Werk ein       Verlustfaktor        von    1     bis    2     %        vorhanden        war,

          stieg     dieser nach einigen Monaten Betriebszeit bis auf       30        %        an.        Dieses        Ansteigen        des        Verlustfaktors        war     sowohl bei der Prüfung der ganzen Transformator  einheit als auch bei der Prüfung des Isolieröls     allein     feststellbar. Eigentümlich ist, dass das Ansteigen des  Verlustfaktors im Betrieb auch durch keine noch so  grosse Sorgfalt bei der Herstellung der     ölgefüllten     elektrischen Geräte vermeidbar war.

   Obwohl zum  Beispiel bei der Herstellung von Strom- und Span  nungswandlern das Öl     sorgfältigst    entgast wurde und  das Öl unter Vakuum in das     Wandlergefäss        eingefüllt     wurde und weiter der Luftzutritt sowohl während .des       Aufbereitungsvorganges    als auch danach durch guten  hermetischen Verschluss, zum Beispiel durch Ver  schweissen des     Wandlergehäuses,    verhindert wurde,  so dass also tatsächlich jede Möglichkeit des Zutrittes  von Luft,

   Dampf oder sonstiger schädlicher Medien  wirksam ausgeschaltet war und gleichzeitig auch ein  Entweichen von irgendwelchen flüchtigen Ölbestand-    teilen oder sonstigen Komponenten der     Transfor-          matorisolation    ausgeschlossen war, zeigten auch diese  äusserst sorgfältig hergestellten elektrischen Geräte  nach einiger Betriebszeit das     erwähnte    unerwünschte  Ansteigen des Verlustfaktors. Die Gründe hierfür  waren bis zur Zeit nicht genau feststellbar. Man  glaubt zwar, dass dies in der Anwesenheit von festen  Ladeteilchen der zum Aufbau des elektrischen Ge  rätes verwendeten festen     Isolierstoffe    zu suchen ist.

    Diese Teilchen bezeichnet man als polarartige Ver  unreinigung, die im Isolieröl aufgelöst oder in die  sem     dispergiert    ist, mit der Folge, dass bei irgend  welchen unbekannten Vorgängen der Verlustfaktor  ansteigt.  



  In der Praxis hatte nach Bekanntwerden der  Tatsache des Anstieges des Verlustfaktors im Be  trieb ein grosses Interesse an der Beseitigung dieser  unangenehmen Erscheinung bestanden. Es fehlte nicht  an Versuchen, die     Verminderung    des Verlustfaktors  anzustreben. Hierzu wurde vorgeschlagen, der     dielek-          trischen    Flüssigkeit Zusatzstoffe in vorzugsweise ge  ringer Menge zuzumischen, die die Isolierflüssigkeiten       stabilisieren    sollten.  



  In besonders einfacher, billiger und vor allem  höchst wirksamer Weise kann man dies nach der  Erfindung erreichen. Die erfindungsgemässe     Isolier-          flüssigkeit,    die     Mineralöl    enthält, für elektrische  Apparate, wie Transformatoren, Kondensatoren, Ka  bel usw., ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zwecks  Verhinderung des     Verlustfaktoranstieges    während des  Betriebes des elektrischen Apparates bis zu 2,35 Ge  wichtsprozent      & -Hydroxychinolin        enthält.    Mit Vor  zug empfiehlt sich ein Gehalt von 0,01 bis 0,1 Ge  wichtsprozent, weil man bereits dadurch sehr gute       Wirkungen.erzielen    kann.  



  Wenn es wünschenswert erscheint, kann auch zur  Erhöhung der Oxydationsbeständigkeit des Öls noch      ein weiterer Zusatz zur Isolierflüssigkeit gegeben wer  den, indem man eine geringe Menge     Ditertiärbutyl-          paracresol    beimischt.  



  Nachstehend wird eine beispielsweise Ausfüh  rungsform der erfindungsgemässen Isolierflüssigkeit  unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die verschie  dene Arten der Verwendung der Isolierflüssigkeit  zeigt, beschrieben.  



  In der     Fig.    1 ist eine Seitenansicht eines teilweise  aufgeschnittenen Transformators wiedergegeben. In       Fig.2    ist ein teilweise aufgeschnittener Kondensator  gezeigt und in     Fig.3    ein teilweise aufgeschnittenes  Kabelstück.  



  Nachdem festgestellt wurde, dass durch Bei  mischen von kleineren Mengen von     8-Hydroxy-          chinolin    als     Additivstoff    zu dem als     dielektrische          Flüssigkeit    in elektrischen Apparaten     verwendeten     Mineralöl dessen Eigenschaften     hinsichtlich    Ver  lustfaktor sich verbessern lassen und damit also die  Neigung zum Ansteigen des Verlustfaktors hintan  haltbar ist, selbst wenn die mit der erfindungsgemä  ssen     dielektrischen        Flüssigkeit    isolierten elektrischen  Apparate längere Zeit in Betrieb sind, war es wichtig  zu wissen,

   in welchem Ausmass diese     Stoffe    beizu  mischen sind. Dabei zeigte es sich, dass man durch  weg mit Beigaben auskommt, die unter 2 Gewichts  prozent der gesamten     Isolierflüssigkeitsfüllung    eines  elektrischen Apparates liegen und     d'ass    man vor allem  in den allermeisten Fällen bereits mit Zusätzen, die  zwischen 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent liegen, für  die Praxis völlig ausreichende und befriedigende Er  gebnisse     erhält.    Als oberste Grenze für die Zugabe  kann man 2,35 Gewichtsprozent ansehen, weil dies  die Grenze für die     Raumtemperaturlöslichkeit    dar  stellt und weil bei solchen Zusatzmengen bei niedrig  sten Temperaturen bereits etwas     Hydroxychinolin     ausfällt.

   Die besten Ergebnisse erzielt man indes mit  Zusätzen, die bei etwa 0,04 Gewichtsprozent liegen.  Der erfindungsgemässe     Additivstoff    muss in das als       dielektrische    Flüssigkeit dienende Mineralöl hinein  gearbeitet bzw. diesem zugemischt werden. Dies kann  entweder im Herstellungswerk des elektrischen Appa  rates während des Herstellungsvorganges geschehen,  oder man kann statt dessen den     Additivstoff    auch  nachträglich, also am Betriebsort des elektrischen  Gerätes, dessen     Isolierflüssigkeit    beimischen.

   Im letz  teren Fall hat es sich als zweckmässig     erwiesen,    den       Additivstoff        8-Hydroxychinolin    nicht allein beizu  mischen, sondern diesen zusammen mit einem Trä  gerstoff in hoher Konzentration, zum Beispiel in Mi  schung     mit    einer geringen Menge     Transformatorenöl,     der zu verbessernden     Isolierflüssigkeit    beizumischen.  Dieser Mischung kann man gleichzeitig noch einen  weiteren     Isolierstoff,    nämlich     Ditertiärbutyl-para-          cresol,    als     Oxydationsinhibitor    beigeben.

   Man kann  die vorgenannte Mischung für sich herstellen und zum  Beispiel in Glasballons oder Flaschen luftdicht ver-    packt an den Verwendungsort bringen und dort die  Mischung vornehmen. Wie erwähnt, wird das     Di-          tertiärbutyl-paraeresol,    wie bekannt, als     Oxydations-          inhibitor    zugegeben. Auf die Verbesserung des Ver  lustfaktors hat dieser Stoff keinen     Einfluss.    Die Bei  mischung eines     Oxydationsinhibitors    ist aber zweck  mässig, weil die Fachwelt vielfach mit der Verlust  faktorverbesserung auch gleichzeitig die Verhinde  rung der Oxydation des Mineralöls wünscht.

   Die       Beimischungsmengen    für das     Ditertiärbutyl-para-          cresol    liegen zwischen 0,1 und 0,5 Gewichtsprozent  der ganzen     Isolierflüssigkeitsmenge.    Vorzugsweise  kommt man aber bereits mit etwa 0,2 Gewichtspro  zent zu sehr guten Ergebnissen.  



  Beispielsweise mischt man einem Transformator,  der etwa 28,4 Liter Mineralöl als     Isolierflüssigkeits-          füllung    hat, etwa 0,57 Liter Lösung bei, zu deren  Herstellung 10g     8-Hydroxychinolin    und 10g     Di-          tertiärbutyl-paracresol    in 375 g Mineralöl gelöst wur  den.

   Nach der Beimischung dieser Lösung ergibt sich  im behandelten Transformator eine     Konzentration     von 0,04 Gewichtsprozent     8-Hydroxychinolin    und  0,2 Gewichtsprozent     Ditertiärbutyl-paracresol.    Neben  dem     Additivstoff        8-Hydroxychinolin    brauchen an  sich keine der bekannten, gleichfalls den Verlust  faktoranstieg vermindernde Stoffe, wie     Propionsäure,          Dimethylglyoxim    und     p-Aminophenol,    die verhält  nismässig gute     Additivstoffe    darstellen, sowie     Naph-          thylamin    und     2,

  3-Butandion    und     2-Methoxin,    der       Isolierflüssigkeit    beigemischt zu werden.  



  In den Tabellen I und     II    sind die Verlustfaktoren       aufgeführt,    die bei einer grösseren Zahl von Transfor  matoren an deren Aufstellungsort nach einer längeren  Betriebszeit gemessen wurden. Die in der Tabelle I  aufgeführten Transformatoren hatten sämtlich bei der  Herstellung eine     Isolierflüssigkeitsfüllung    von je 28,4  Liter Mineralöl. Diesem Isolieröl wurde am Auf  stellungsort die vorgenannte, aus     8-Hydroxychinolin,          Ditertiärbutyl-paracresol    und Mineralöl bestehende  Lösung, die 0,57 Liter ausmachte, beigemischt.

   Der  Anteil des     8-Hydroxychinolins    betrug nach der Bei  mischung 0,04 Gewichtsprozent, der des     Ditertiär-          butylparacresols    0,2 Gewichtsprozent. Die Verlust  faktormessung wurde nicht unmittelbar nach der Bei  mischung der Lösung, sondern erst 30 bis 60 Tage  nach dieser durchgeführt. Die dabei erhaltenen  Werte sind in .der Tabelle enthalten, und zwar unter  der Rubrik  Betrieb gesamt  der Verlustfaktor von  Transformator und Isolierflüssigkeit zusammen. Un  ter der Rubrik  Komponenten ohne Öl  ist der Ver  lustfaktor der     Transformatorkomponenten    ohne Öl  vermerkt, während der Verlustfaktor des Öls allein  unter der Rubrik  Öl allein  aufgeführt ist.

   In der  Rubrik      kV-Durchschlag    des     dielektr.    Öls  sind  schliesslich die Werte für die Durchschlagsfestigkeit  der     d'ielektrischen    Ölmischung des Transformators  in     kV    angegeben (bei 2,54 mm Funkenstrecke).

      
EMI0003.0001     
  
    <I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb>  Transformator <SEP> Nr.: <SEP> Verlustfaktorprozente:
<tb>  Betrieb <SEP> Gesamt: <SEP> Komponenten <SEP> ohne <SEP> Öl: <SEP> Öl <SEP> allein <SEP> KV-Durchschlag <SEP> des <SEP> dielektr. <SEP> Öls
<tb>  1. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 4,5 <SEP> 4,5 <SEP> 8,7 <SEP> 28,6
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,95 <SEP> 1,0 <SEP> 0,74 <SEP> 31,6
<tb>  2. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,5 <SEP> 1,7 <SEP> 3,0 <SEP> 32,4
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,88 <SEP> 1,5 <SEP> 0;

  40 <SEP>   3. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 2,7 <SEP> 1,5 <SEP> 3,7 <SEP> 28
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,89 <SEP> 0,22 <SEP> 0,58 <SEP>   4. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 12,4 <SEP> 13,0 <SEP> 18,6 <SEP> 28,3
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 1,4 <SEP> 0,44 <SEP> 1,3 <SEP> 34,4
<tb>  5. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 2,1 <SEP> 2,0 <SEP> 4,6 <SEP> 30,6
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,69 <SEP> 0,74 <SEP> 0,34 <SEP> 34,5
<tb>  6. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,8 <SEP> 1,9 <SEP> 3,8 <SEP> 32
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,82 <SEP> 1,2 <SEP> 0,34 <SEP> 34,5
<tb>  7. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,4 <SEP> 1,1 <SEP> 0,9 <SEP> 18
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,69 <SEP> 0,72 <SEP> 0,56 <SEP> 31,6
<tb>  B. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,4 <SEP> 1,5 <SEP> 0,7 <SEP> 31,2
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,61 <SEP> 0,74 <SEP> 0,56 <SEP> 32
<tb>  9.

   <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,8 <SEP> 1,5 <SEP> 1,1 <SEP> 30,4
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,51 <SEP> 0,77 <SEP> 0,051 <SEP> 33
<tb>  10. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 4,3 <SEP> 4,2 <SEP> 4,9 <SEP> 29,3
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,88 <SEP> 1,2 <SEP> 0,56 <SEP> 29
<tb>  11. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> <B>1,1</B> <SEP> 1,4 <SEP> 1,1 <SEP> 32,8
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,53 <SEP> 0,61 <SEP> 0,16 <SEP> 33
<tb>  12. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,8 <SEP> 2,2 <SEP> 3,0 <SEP> 32,8
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,37 <SEP> 0,82 <SEP> 0,17 <SEP> 33
<tb>  13. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 0,69 <SEP> 0,96 <SEP> 0,45 <SEP> 33
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,79 <SEP> 1,2 <SEP> 0,71 <SEP> 33
<tb>  14. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,6 <SEP> 2,1 <SEP> 1,3 <SEP> 25,6
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,56 <SEP> 1,3 <SEP> 0,05 <SEP> 34,9
<tb>  15.

   <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 0,54 <SEP> 32,2
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,6 <SEP> 0,7 <SEP> 0,21 <SEP> 35,1       In der Tabelle     II    sind die     Messwerte    für weitere  Transformatoren, die als     Isolierflüssigkeitsfüllung     eine doppelt so hohe     Mineralölfüllung    besassen wie  die in der Tabelle I aufgeführten Transformatoren.  Dementsprechend war auch die Zusatzmenge der         Additivstoffe    doppelt so hoch, so dass sich im End  ergebnis wieder .die     gleichen    Werte für die Gewichts  prozentanteile der     Additivstoffe    ergaben wie bei den  Transformatoren nach Tabelle I.

    
EMI0003.0009     
  
    <I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb>  Transformator <SEP> Nr.: <SEP> Verlustfaktorprozente:
<tb>  Betrieb <SEP> Gesamt: <SEP> Komponenten <SEP> ohne <SEP> Öl: <SEP> Öl <SEP> allein <SEP> KV-Durchschlag <SEP> des <SEP> dielektr.Öls
<tb>  16. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,2 <SEP> 1,0 <SEP> 1,3 <SEP> 33,7
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,42 <SEP> 0,20 <SEP> 0,16 <SEP> 30
<tb>  17. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,6 <SEP> 1,0 <SEP> 2,1 <SEP> 32,6
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,57 <SEP> 0,57 <SEP> 0,053 <SEP> 30,9
<tb>  18. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 1,2 <SEP> 0,9 <SEP> 0,4 <SEP> 31,7
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,32 <SEP> 0,18 <SEP> 0,051 <SEP> 31,8
<tb>  <B>19.</B> <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 3,2 <SEP> 2,5 <SEP> 5,1 <SEP> 32,2
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 3,6 <SEP> 0,6 <SEP> 0,2 <SEP> 29,7
<tb>  20.

   <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 3,7 <SEP> 3,3 <SEP> 7,8 <SEP> <B>31,6</B>
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 2,1 <SEP> 0,5 <SEP> 0,2 <SEP>   21. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 3,0 <SEP> 2.5 <SEP> 6,2 <SEP> 29,8
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 1,9 <SEP> 0,5 <SEP> 0,1 <SEP>   22. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 12,1 <SEP> 12,5 <SEP> 23,1 <SEP> 27,5
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 1,1 <SEP> - <SEP> 0,8 <SEP> 30
<tb>  23. <SEP> ohne <SEP> Additive <SEP> 2,6 <SEP> 2,7 <SEP> 4,4 <SEP> 28,9
<tb>  mit <SEP> Additive <SEP> 0,7 <SEP> - <SEP> 0,4 <SEP> 28         In der Tabelle     II    finden sich unter verschiedenen  Rubriken keine     Messwerte,    weil die in Frage kommen  den Messungen aus irgendwelchen Gründen nicht  durchgeführt wurden.  



  Bei dem in der     Fig.1    im teilweisen Schnitt ge  zeigten     Transformator    10 ist mit 12 das Gehäuse  und mit 14 dessen Deckel bezeichnet, der hermetisch  dicht aufgesetzt, zum Beispiel aufgeschweisst, ist. Auf  dem im Gehäuse eingesetzten Eisenkern 16 sitzen  die elektrischen Spulen,     die        zusammen    mit dem  Eisenkern in die     Isolierflüssigkeit    untergetaucht sind.

    Als     Isolierflüssigkeit    dient Mineralöl, dem 8     Hydroxy-          chinolin    und, wenn gewünscht,     als        Oxyd'ationsinhibi-          tor    noch eine kleine Menge     Ditertiärbutyl-paracresol     beigemischt ist.  



  Bei dem in Seitenansicht dargestellten und teil  weise aufgeschnittenen Kondensator 19 nach     Fig.2     ist das Gehäuse mit 20 bezeichnet, das durch den  Deckel 22 .dicht verschlossen ist. Die metallischen  Elektroden 24 bestehen aus Blatt- oder Bandmaterial,  zum Beispiel Aluminium- oder Kupferfolien. Ihre  einzelnen Lagen sind voneinander durch Papier oder  einen andern     geeigneten    Isolierstoff 26 getrennt. Mit  28 ist die     dielektrische    Flüssigkeit angedeutet, in die  die Elektroden samt zwischenliegender Isolation 26  untertauchen.

   Die     dielektrische    Flüssigkeit besteht  wieder aus der erfindungsgemässen Mischung aus  Mineralöl, 8     Hydroxychinolin    und     Ditertiärbutyl-          paraeresol.    Selbstverständlich können die erfindungs  gemässen     Additivstoffe        mit    Mineralöl auch bei an  dern elektrischen Geräten, bei denen Mineralöle als    Isolierflüssigkeit verwendet werden, in dem angegebe  nen Umfang beigemischt werden. Dies ist beispiels  weise auch bei Kabeln der Fall, wie     Fig.    3     zeigt.    Dort  ist das Kabel mit 30 bezeichnet und der Kabelleiter  mit 32.

   Dieser ist mit einem Wickel 34 aus Papier,  Polyäthylen, Asbest oder einem andern Isolierstoff  überzogen. Dieser Wickel ist     imprägniert    mit der  erfindungsgemässen Mischung aus Mineralöl,     8-          Hydroxychinolin    und gegebenenfalls     Ditertiärbutyl-          paracresol.    36 ist der Kabelmantel, der in üblicher  Weise aus Blei oder einem andern Metall     gefertigt    ist  und der eine dichte Umkleidung für die imprägnierte  Isolation 34 darstellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Isolierflüssigkeit, die Mineralöle enthält, für elek trische Apparate, wie Transformatoren, Kondensato ren, Kabel usw., dadurch gekennzeichnet, dass sie zwecks Verhütung des Verlustfaktoranstiegs während des Betriebes des elektrischen Apparates bis zu 2,35 Gewichtsprozent 8-Hydroxychinolin enthält. UNTERANSPRÜCHE 1. Isolierflüssigkeit nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent 8-Hydroxychinolin enthält.

   2. Isolierflüssigkeit nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent 8-Hydroxychinolin und 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent D.itertiärbutyl - paracresol enthält.