CN102460604A - 介电绝缘介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及介电绝缘介质。所述绝缘介质的特征在于其包含具有4-12个碳原子的含氟酮。

Description

介电绝缘介质
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的介电绝缘介质和根据权利要求9的前序部分的含氟酮在所述绝缘介质中的用途。本发明进一步涉及根据权利要求11的前序部分的用于产生、分配或使用电能的设备和权利要求23的确定参数的方法(dimensioning method)。
液态或气态的介电绝缘介质通常用于诸如开关设备或变压器的各种电气设备中的电气有源元件的绝缘。
在中压或高压金属封装的开关设备中,例如,电气有源元件布置在限定绝缘空间的气密外壳中,所述绝缘空间包含通常具有数巴压力的绝缘气体且将外壳与电气有源元件间隔开而不让电流穿过。因此,与安装在室外且仅由周围空气绝缘的开关设备相比,金属封装的开关设备的构造更加节省空间。为了中断高压开关设备中的电流,所述绝缘气体进一步充当消弧气体。
具有高绝缘和开关性能的常规使用的绝缘气体在释放到大气时具有一些环境影响。至今,这些绝缘气体的高全球变暖潜力(GWP)已经通过对气体绝缘设备的严格气体泄漏控制和非常仔细的气体处理来解决。常规环境友好的绝缘气体(如干燥空气或CO2)具有相当低的绝缘性能,因此必须增加气体压力和/或绝缘距离。
出于以上提到的原因,过去已经尝试用合适的代替物替代这些常规的绝缘气体。
例如,WO 2008/073790公开了一种介电气态化合物,除了其他特性以外,其还具有在约-20℃至约-273℃范围内的沸点,其具有低(优选无)臭氧消耗且其具有小于约22,200的GWP。具体地讲,WO2008/073790公开了不落入通常化学定义的许多不同化合物。
此外,US-A-4175048涉及包含选自全氟环己烯和六氟偶氮甲烷的化合物的气体绝缘体,且EP-A-0670294公开了全氟丙烷作为介电气体的用途。
EP-A-1933432涉及三氟碘甲烷(CF3I)及其在气体绝缘的开关设备中用作绝缘气体的用途。在这方面,该文献提到了介电强度和中断性能两者均为绝缘气体的重要要求。根据EP-A-1933432,CF3I的GWP为5且因此认为其导致相对较低的环境负担。然而,由于CF3I的相对较高的沸点(-22℃),教导了与CO2的气体混合物。另外,纯CF3I气体具有与具有高绝缘和开关性能的常规绝缘介质大致相同的绝缘性能,因此所建议的气体混合物具有纯常规绝缘介质的特定绝缘性能的约80%,其将必须通过增加充填压力和/或增大绝缘距离来补偿。
因此,存在对引起比CF3I甚至更少的环境负担且不需要使气体压力和/或绝缘距离增加到高于现今常用值的绝缘介质的持续需要。
鉴于此,本发明的目标因此在于提供具有降低的GWP、但同时在不使气体压力和/或绝缘距离增加到高于现今适用值的情况下具有与已知绝缘介质相比相当或甚至改善的绝缘性质的绝缘介质。
该目标通过权利要求1的绝缘介质实现。本发明的优选的实施方案在从属权利要求中给出。
本发明基于通过使用具有4-12个碳原子的含氟酮可得到具有高绝缘能力、特别是高介电强度(或击穿场强)且同时具有极低全球变暖潜力(GWP)的绝缘介质的意外发现。
概括地讲,根据本发明的含氟酮具有以下通用结构:
R1-CO-R2
其中R1和R2为至少部分氟化的链,所述链彼此独立地为直链或支链的且具有1-10个碳原子。该定义涵盖全氟酮以及氢氟酮。
一般来说,根据本发明使用的含氟酮在周围压力下具有至少-5℃的沸点,这与本领域现状的教导且特别是WO 2008/073790的教导形成明显对比,WO 2008/073790指出-20℃或更低的沸点是可行的介电化合物的必要特征。
优选所述含氟酮具有4-10个碳原子、更优选4-8个碳原子且最优选6个碳原子(也称作C6-含氟酮)。如上所提到,所述C6-含氟酮可为全氟酮(具有分子式C6F12O)或氢氟酮。
在使用中,绝缘介质可以液态和气态二者。具体地说,所述绝缘介质可为包含以液态和气态二者的含氟酮的两相体系。更详细地讲,所述绝缘介质可为包含分散在包含以气态的含氟酮的气相中的含氟酮液滴的气溶胶。
对于许多应用,优选在操作条件下所述绝缘介质包含含有含氟酮的绝缘气体。对于用于在相应开关设备中的高压开关的绝缘介质特别是这种情况。
如果使用绝缘气体,则其可为气体混合物,除了含氟酮以外,所述气体混合物优选还包含作为缓冲气体或载气的空气或特别是选自二氧化碳(CO2)、氧气(O2)和氮气(N2)的至少一种空气组分。或者,所述绝缘气体可基本由含氟酮组成。
所述绝缘气体的绝缘性质且特别是其击穿场强可由绝缘介质的温度、压力和/或组成控制。如果使用包含以液态和气态二者的含氟酮的两相体系,温度增加不仅引起绝对压力增加,而且由于较高蒸气压而引起在绝缘气体中的含氟酮浓度增加。
已经发现,对于绝缘气体的许多应用,诸如在中压范围的应用,在没有诸如外部加热或汽化的额外措施的情况下即使在极低操作温度(例如低至约-30℃或甚至-40℃)下也能实现足够的摩尔比(即,含氟酮的分子数目与介质的剩余组分(通常为载气或缓冲气体)的分子数目之比)且因此还能实现足够的击穿场强。
如果希望在绝缘气体中有较高浓度的含氟酮来增加击穿场强,在高压应用下可能尤其如此,则可相应调节绝缘介质的压力、组成和/或温度。如何推导得到所需击穿场强所需要的参数的方式将在以下有关附图的上下文中进一步举例说明。
本发明的介电绝缘介质可用于用以产生、分配或使用电能的任何设备中,特别是用于开关设备或其元件和/或部件中。
对于高压开关来说,例如,绝缘介质的中断能力(或消弧能力)尤其重要。已经意外地发现,根据本发明的介质不仅具有与如上提到的常规绝缘介质相比相当或甚至改善的绝缘能力,而且具有足够的消弧能力。在不希望受理论约束的情况下,假设该消弧能力可至少部分地归于在电弧区域内含氟酮的分解产物再结合主要地为四氟化碳(CF4),众所周知其为高度有效的消弧介质。
在断弧期间的另一重要方面为在整个容器中的开关气体的温度增加,这可导致即使在开关间隙内部成功断弧之后、特别在金属封装的电路断路器中的严重故障断路之后接地容器的绝缘失效。由于含氟酮在中等温度(例如,对于C6-含氟酮,约550℃-570℃)分解成低级含氟烃,所以直至所有含氟酮分解在排气容积中注入的热能才导致温度高于这些分解温度。如果提供足够的含氟酮,则排气温度因此不会超过以上提到的温度,使得在中断金属封装的高压电路断路器中的严重故障电流之后不久还产生优良绝缘性能。
在具有6个碳原子的最优选的含氟酮之中,已经发现十二氟-2-甲基戊-3-酮由于其高绝缘性质及其极低的GWP而特别优选。
先前仅考虑十二氟-2-甲基戊-3-酮(也称为1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮、全氟-2-甲基-3-戊酮即CF3CF2C(O)CF(CF3)2)可用于完全不同的应用,即,加工熔融活性金属(如在WO 2004/090177中所提到)、用于清洁蒸气反应器(如在WO 02/086191中所提到)和用在灭火系统中或以液态用于冷却电子系统或在小型发电成套设备中用于Rankine过程(如在EP-A-1764487中所提到)。
十二氟-2-甲基戊-3-酮为透明、无色且几乎无味的。其结构式如下:
Figure BPA00001481606500051
十二氟-2-甲基戊-3-酮在大气中具有约5天的平均寿命且其GWP仅为约1。另外,其臭氧消耗潜力(ODP)为零。因此,环境负担比常规绝缘气体之一低得多。
另外,十二氟-2-甲基戊-3-酮无毒性且提供人类安全性的突出容限。这与具有少于4个碳原子的含氟酮(诸如六氟丙酮)形成对比,所述具有少于4个碳原子的含氟酮通常具有毒性和很大活性。
十二氟-2-甲基戊-3-酮在1巴下具有49.2℃的沸点。在25℃下,其蒸气压(即,蒸气与其非蒸气相平衡时的压力)为约40kPa。鉴于十二氟-2-甲基戊-3-酮的该高蒸气压,在低至-30℃的极低温度下通常也可获得具有对于许多应用、尤其在中压范围的应用足够的击穿场强的绝缘气体。
如果绝缘介质为绝缘气体,例如在高压开关设备的电路断路器中优选是这种情况,十二氟-2-甲基戊-3-酮可在气体混合物中提供,所述气体混合物优选还包含充当载气或缓冲气体的空气或至少一种空气组分。或者,所述绝缘气体可基本由十二氟-2-甲基戊-3-酮组成。
基于在550℃或更高的温度下十二氟-2-甲基戊-3-酮分解成具有较低数目的碳原子的很大反应性的氟烃化合物的发现,优选绝缘气体包含足够的氧气(O2),形成的氟烃化合物可与氧气反应以形成惰性化合物,诸如CO2
根据本发明的一个特别优选的实施方案,在绝缘气体中含氟酮、特别是十二氟-2-甲基戊-3-酮的摩尔比为至少1%、优选为至少2%、更优选为至少5%、更优选为至少10%、最优选为至少15%。这些优选的摩尔比参照给定的标准或规定的操作条件。在有偏离的情况下,所述摩尔比还可不同于这些优选的值。
包含分别以至少1%或2%的摩尔比的十二氟-2-甲基戊-3-酮的绝缘介质的意义基于以下发现:具有该摩尔比的绝缘气体还可在低至-30℃的极低温度条件下得到(对于2%)及在低至-40℃的极低温度条件下得到(对于1%)且该绝缘气体具有对于例如中压设备(诸如中压气体绝缘开关设备)来说足够的介电强度,中压设备在约1巴且特别是低于1.5巴的绝缘气体压力下操作。
具有至少15%摩尔比的十二氟-2-甲基戊-3-酮的绝缘气体的绝缘能力(在1巴下)甚至高于常规绝缘气体的绝缘能力,这点将用实施例进一步说明。因此特别优选该实施方案。
本发明的又一目标在于提供包含以上所述绝缘介质的改善的介电绝缘和改善的电气设备。该目标根据权利要求9通过使用用于介电绝缘且特别是用于消弧的以上所述的含氟酮及根据权利要求11通过包含以上所述的含氟酮的设备实现。在从属权利要求中公开并要求保护优选的实施方案。
因此,除了以上所述的绝缘介质以外,本发明还涉及用于产生、分配和使用电能的设备,所述设备包括限定绝缘空间的外壳和布置在所述绝缘空间中的电气有源元件。该绝缘空间包含以上所述的绝缘介质。
在表述“用于产生、分配或使用电能的设备”中的术语“或”在这里不应理解为排除组合,而应该当作“和/或”。
同样,术语“电气有源元件”在这里将被解释为广泛地包括导体、导体布置、开关、导电部件、避雷器等。
具体地说,本发明的设备包括开关设备,特别是空气绝缘或气体绝缘的金属(或其他)封装的开关设备或其元件和/或部件,特别是汇流条、绝缘套管、电缆、气体绝缘的电缆、电缆接头、电流变压器、电压变压器、避雷器、接地开关、断路器(disconnector)、负载断连开关和/或电路断路器(breaker)。
本领域技术人员众所周知开关设备、特别是气体绝缘的开关设备(GIS)。本发明特别适合的开关设备的实例例如示于EP-A-1933432的[0011]-[0015]段中,其公开内容通过引用结合在本文中。
进一步优选的是所述设备为开关,特别是接地开关(例如,快速作用接地开关);断路器、负载断连开关或电路断路器,特别是中压电路断路器、发电机电路断路器和/或高压电路断路器。
根据另一优选的实施方案,所述设备可为变压器,特别是配电变压器或电力变压器。
根据其他实施方案,所述设备还可为例如旋转电机、发电机、发动机、驱动器、半导电装置、计算机、电力电子装置和/或其部件。
本发明特别地涉及中压或高压设备。本文使用的术语“中压”是指在1kV-72kV范围内的电压,而术语“高压”是指大于72kV的电压。在低于1kV的低压范围下的应用也是可行的。
为了将相应参数设定到用于获得所需击穿场强所需要的值,所述设备可包括用于单个或组合地控制绝缘介质的组成(特别是化学组成或物理相组成,诸如气/液两相体系)和/或温度以及分别控制绝缘介质或其组分中的至少一种的绝对压力、气体密度、分压和/或分气体密度(partial gas density)的控制单元(也称作“流体管理系统”)。具体地说,所述控制单元可包括加热器和/或汽化器以控制根据本发明的含氟酮的蒸气压。所述汽化器例如可为超声波汽化器,或可包括用于将绝缘介质喷射到设备中的喷嘴。
在高压应用的一个示例性实施方案中,可通过加热和/或汽化在绝缘介质中提供一定分压的含氟酮,使得含氟酮的分压在气体绝缘的开关设备(GIS)汇流条或气体绝缘的传输线路(GITL)中维持在至少0.6巴的压力水平,这与常规绝缘距离(具有约300kV/cm的大致需要的场强)和例如约4巴的常规压力水平相对应。相应地,在高压电路断路器中,应该调节该加热和/或汽化使得含氟酮的分压维持在至少0.9巴的压力水平,这与常规绝缘距离(具有约400kV/cm的大致需要的场强)和例如约6巴的常规压力水平相对应。
如果使用汽化器,则其通常还包括定量给料单元以根据击穿场强的需要设定绝缘介质中含氟酮的浓度。这将在有关高压气体绝缘的开关设备的下文中更详细地示例性表示。另外,所述控制单元可包括用于测量控制参数(诸如温度、压力和/或组成,特别是液相含量)的测量单元和/或监测所述参数的监测单元。
本发明通过以下实施例并结合附图进一步说明,在附图中:
图1a表示与常规绝缘气体的击穿场相比,根据本发明的绝缘介质的压力降低的击穿场与十二氟-2-甲基戊-3-酮的摩尔分数之间的函数关系的图示;
图1b、图1c表示绝缘介质的绝对压力与十二氟-2-甲基戊-3-酮的分压之间的函数关系;
图2表示十二氟-2-甲基戊-3-酮的蒸气压与温度之间的函数关系的图示;
图3a、图3b、图3c表示,对于在作为载气的空气中的各种浓度水平(即,摩尔分数)的十二氟-2-甲基戊-3-酮,获得440kV/cm或50kV/cm的示例性击穿场强的相应压力和温度值。
图4表示包括温度控制单元的根据本发明的高压气体绝缘的开关设备的简单示意图;和
图5表示包括流体处理单元的根据本发明的高压气体绝缘的开关设备的简单示意图。
实施例
为了测定根据本发明的绝缘介质的击穿场强,将包含十二氟-2-甲基戊-3-酮(Novec 649,自3M购得)的试验容器抽真空降到约140毫巴且接着通过加入作为缓冲气体的周围空气而将压力增加到约5巴。对于在所得绝缘气体中的选定摩尔分数的十二氟-2-甲基戊-3-酮,在施加直流电压下在针-板电极装置(pin-plate electrode arrangement)中测定击穿场强。
如图1a中所示,根据本发明的绝缘介质的压力降低的击穿场强随着本发明的含氟酮的摩尔分数增加而线性增加,所述含氟酮在此选择为十二氟-2-甲基戊-3-酮。在高于15%的摩尔分数下,根据本发明的绝缘介质具有高于根据目前工艺水平的最常规绝缘气体的击穿电压。
图1b和图1c表示根据本发明的绝缘介质的绝对充填压力与本发明的含氟酮的摩尔分数之间的函数关系,所述含氟酮在此选择为十二氟-2-甲基戊-3-酮。图1b和图1c从图1a得到,方法是,选择电气设备的容许场强,通过图1a的横坐标(y轴)除以所述容许场强并使所得值取倒数以得出绝对压力标度、由此得出绝对压力曲线来转化图1a的横坐标(y轴)及通过使纵坐标(x轴)与绝对压力曲线相乘以得出本发明的含氟酮的分压,所述含氟酮在此选择为十二氟-2-甲基戊-3-酮。在图1b中将容许场强示例地选择为440kV/cm,且在图1c中将容许场强示例地选择为50kV/cm。
在图2中,表示十二氟-2-甲基戊-3-酮的蒸气压与温度之间的函数关系。应该选择绝缘气体的(绝对)压力,使得给定含氟酮的气体分压(根据图2由最小操作温度限定),得到所需击穿场强。
同样,对于系统的给定击穿场强和绝对压力可确定操作温度。例如,根据图1,在十二氟-2-甲基戊-3-酮摩尔比0.5下在2.5巴的绝对压力下获得440kV/cm的击穿场强。在绝缘气体中十二氟-2-甲基戊-3-酮的分压因此为1.25巴。根据图2,该分压在56℃的温度下得到。
根据图1b或图1c结合图2,可推导选择绝缘介质的参数(诸如绝对充填压力、含氟酮的摩尔分数或分压)和流体管理(特别是液相含氟酮的加热和/或汽化,和/或液相含氟酮的流体储备管理)的方法。
该方法包括以下步骤:
-针对给定电气设备确定所需绝缘介质的容许电场强度和所需绝缘介质的最低容许操作温度,
-根据所需绝缘介质的压力降低的击穿场强与本发明的含氟酮(下文中,优选具有6-9个碳原子且更优选为十二氟-2-甲基戊-3-酮)的摩尔分数之间的函数关系(参见,例如图1a)且根据容许场强确定绝缘介质的绝对压力曲线与含氟酮的分压之间的函数关系(参见,例如图1b或图1c),
-选择绝缘介质的所需绝对充填压力(其通常限定为某些标准条件且可例如基于电气设备的构造和/或操作限制),
-根据绝对压力曲线确定含氟酮的最低需要分压且根据蒸气压曲线确定含氟酮的相应汽化温度,和
-确定汽化温度是否高于所需绝缘介质的最低容许操作温度,和
-只有在汽化温度低于所需绝缘介质的最低容许操作温度时,才提供流体管理系统,特别是用于加热和/或汽化和/或液相含氟酮的流体储备管理的设备,以便维持分压高于最低需要分压。
另一详细的实施例示于图1c中并结合图2,对于定级为给定电压水平和定级为周围温度的中压设备,由该给定电压水平可得出所需绝缘介质的容许电场强度(例如50kV/cm),由该周围温度可得出所需绝缘介质的最低容许操作温度(例如-25℃)。根据图2,外推到-25℃,本发明的含氟酮(在此示例性地为十二氟-2-甲基戊-3-酮)在-25℃下的分压为约0.025巴,根据图1c,其需要约0.95巴的绝对充填压力。这低于例如1.2巴的(例如设备特定的)容许充填压力,使得不需要液态含氟酮的主动汽化。
另一确定参数的规则涉及在高压或中压设备中所需绝缘介质的最大容许操作温度,例如105℃。根据图2,105℃对应于5巴的含氟酮分压,其可导致绝对压力超出所有容许(例如设备特定的)压力极限。这应该通过限制可用液态含氟酮的量和/或限制温度(例如通过主动冷却)来避免。因此,在该设备中,应该限制液态含氟酮的储备体积和/或所需绝缘介质的最大容许操作温度,使得绝对充填压力维持低于设备的给定压力极限(最大容许操作压力)。该设备因此应该具有一定储备体积的液态含氟酮和/或用于限制所需绝缘介质的最大容许操作温度的装置,使得绝对充填压力维持低于设备的给定压力极限。
图3a、图3b和图3c进一步表示对于本发明的含氟酮的各种摩尔分数M获得给定击穿场强(=容许电场强度,在此,分别示例性地为440kV/cm和50kV/cm)所需要的绝缘气体的绝对充填压力与温度之间的关系。正如所见,绝缘气体的介电场强可通过增加含氟酮(在该特定情况下,十二氟-2-甲基戊-3-酮)的摩尔比M和/或通过增加总或绝对充填压力而增加。在图3a中,例如,在约7巴的压力和约22℃的温度下在含氟酮的摩尔比为5%的情况下获得440kV/cm的高压击穿场强。在小于2巴的压力、但60℃的温度下在含氟酮的摩尔比为100%的情况下获得相同的击穿场强。
在图3b中,例如,在约0.8巴的绝对充填压力和约-20℃的温度下在含氟酮的摩尔比为5%的情况下获得50kV/cm的中压击穿场强。在约0.1巴的压力和约5℃的温度下在含氟酮的摩尔比为100%的情况下获得相同的击穿场强。
图3c再一次表示对于440kV/cm的高压击穿场强的情况的容许参数范围。在点1与点2之间的水平虚线表示设备特定的最大容许绝对压力,在此,例如为6巴。在点2与点3之间的垂直虚线表示最大容许操作温度,在此,例如为105℃。对于摩尔比M=100%来说,限制的绝对压力曲线在点4与点3之间延伸。在点1与点4之间绘制的曲线为随温度和本发明的含氟酮(在此,例如为十二氟-2-甲基戊-3-酮)的摩尔比而变的绝对压力曲线,如自图3a取得。环绕区(即,由依次连接点1-2-3-4-1的线界定的区)对于选定的击穿场强或容许电场强度限定容许参数的范围,例如绝对充填压力、所需绝缘介质的操作温度和本发明的含氟酮的摩尔比(或相应地分压)。
如上所提到,本发明的电气设备可包括控制单元(或“流体管理系统”)以调节绝缘介质的压力、组成和/或温度。
例如,包括温度控制单元的高压开关设备示于图4中。开关设备2包括限定绝缘空间6的外壳4和布置在绝缘空间6中的电气有源元件8。开关设备2还包括温度控制单元10a,其用于调节开关设备的外壳4或外壳4的至少一部分且因此使包括在绝缘空间6中的绝缘介质达到所需温度。当然,可加热与绝缘介质接触的任何其他元件以使绝缘介质达到所需温度。因此,可相应地调节含氟酮的蒸气压(且因此调节其在绝缘气体中的摩尔比)以及绝缘气体的绝对压力。同样如图4中所示,含氟酮在该实施方案中由于在绝缘空间中给出的温度梯度而贯穿绝缘空间并非均匀分布。因此,含氟酮的浓度在紧邻外壳4的壁4’处较高。
供选的控制单元或流体管理系统示意性地示于图5中,其中流体处理单元10b作为控制单元为气体绝缘的开关设备作贡献。根据该控制单元,在包括在流体处理单元10b中的相应定量给料单元中调节绝缘介质的组成且特别是含氟酮的浓度,且将所得绝缘介质注入或引入、尤其喷射到绝缘空间6中。在图5中所示的实施方案中,绝缘介质以气溶胶14形式喷射到绝缘空间中,在所述气溶胶14中,液态含氟酮的小液滴分散在相应载气中。气溶胶14利用喷嘴16喷射到绝缘空间6中且使含氟酮容易地蒸发,因此使得绝缘空间6具有不均匀的含氟酮浓度,具体地讲,在紧邻包括喷嘴16的外壳壁4’处具有相对较高的浓度。或者,可在注入绝缘空间之前在流体处理单元10b中控制绝缘介质,特别是其浓度、压力和温度。为了确保气体的循环,在外壳4的顶壁4”中提供其他开口18,所述开口引导在外壳4中的通道20且允许绝缘介质从绝缘空间6中除去。如图5所示的具有流体处理单元10b的开关设备可与结合图4描述的温度控制单元10a组合。如果没有提供温度控制单元,则可发生含氟酮的冷凝。可收集冷凝的含氟酮且将其再次引入绝缘介质的循环中。
在图4和图5中所示的开关设备的情况下,应注意,标称电流负载通常有助于通过欧姆加热载流导体而使含氟酮汽化。
附图标记清单
2        开关设备
4        外壳
4’      外壳壁
4”      外壳的顶壁
6        绝缘空间
8        电气有源元件
10a      温度控制单元
10b      流体处理单元
14       气溶胶
16       喷嘴
18       开口
M        含氟酮的摩尔比。

Claims (24)

1.介电绝缘介质,其特征在于所述绝缘介质包含具有4-12个碳原子的含氟酮。
2.权利要求1的绝缘介质,其特征在于所述含氟酮具有以下通用结构:
R1-CO-R2
其中R1和R2为至少部分氟化的链,所述链彼此独立地为直链或支链的且具有1-10个碳原子。
3.权利要求1或2的绝缘介质,其特征在于所述含氟酮在周围压力下具有至少-5℃的沸点。
4.前述权利要求中任一项的绝缘介质,其特征在于所述含氟酮具有6个碳原子。
5.权利要求4的绝缘介质,其特征在于所述含氟酮为十二氟-2-甲基戊-3-酮。
6.前述权利要求中任一项的绝缘介质,其特征在于在操作条件下所述绝缘介质包含含有所述含氟酮的绝缘气体。
7.权利要求6的绝缘介质,其特征在于在所述绝缘气体中所述含氟酮的摩尔比为至少1%、优选为至少2%、更优选为至少5%、更优选为至少10%、最优选为至少15%。
8.权利要求6或7的绝缘介质,其特征在于所述绝缘气体为气体混合物,所述气体混合物还包含空气或至少一种空气组分,所述空气组分特别是选自二氧化碳、氧气和氮气。
9.权利要求1-8中任一项的含氟酮用于介电绝缘介质的用途。
10.权利要求9的含氟酮的用途,其特征在于所述绝缘介质用于消除在电子开关中、特别是在低压开关、中压开关或高压开关、特别是电路断路器中的电弧。
11.用于产生、分配或使用电能的设备,所述设备包括限定绝缘空间的外壳和布置在所述绝缘空间中的电气有源元件,所述绝缘空间包含绝缘介质,其特征在于权利要求1-8中任一项的介电绝缘介质。
12.前述权利要求中任一项的设备,所述设备为中压或高压设备。
13.权利要求10或11的装置,其特征在于所述设备为开关设备,特别是空气绝缘或气体绝缘的金属封装的开关设备,或其元件和/或部件,特别是汇流条、绝缘套管、电缆、气体绝缘的电缆、电缆接头、电流变压器、电压变压器和/或避雷器。
14.权利要求10-12中任一项的设备,其特征在于所述设备为开关,特别是接地开关、断路器、负载断连开关和/或电路断路器。
15.权利要求14的装置,其特征在于所述设备为具有用于提供自爆效果的加热腔的高压电路断路器,且在开关操作中,所述含氟酮在反加热阶段期间在所述加热腔中分解成具有较低数目碳原子的氟烃化合物。
16.权利要求15的设备,其特征在于所述含氟酮具有6个碳原子,且特别是十二氟-2-甲基戊-3-酮。
17.权利要求10-12中任一项的设备,其特征在于所述设备为变压器,特别是配电变压器或电力变压器。
18.权利要求10-12中任一项的设备,其特征在于所述设备为旋转电机、发电机、发动机、驱动器、半导电装置、计算机、电力电子装置和/或其部件。
19.前述权利要求中任一项的设备,其特征在于其还包括用于单个或组合地控制绝缘介质的组成、温度、绝对压力、分压、气体密度和/或分气体密度或分别控制其组分中的至少一种的控制单元。
20.权利要求19的设备,其特征在于所述控制单元包括用于控制所述含氟酮的分压且特别是用于维持所述分压高于所需要的分压水平的加热器和/或汽化器。
21.权利要求19-20中任一项的设备,其特征在于所述控制单元(10a、10b)包括用于调节所述设备的外壳(4)或所述外壳(4)的至少一部分到所需温度的加热系统的温度控制单元(10a),和/或所述控制单元(10a、10b)包括定量给予一定浓度的含氟酮且将所得绝缘介质注入所述设备中的流体处理单元(10b)。
22.权利要求11-21中任一项的设备,其特征在于该设备具有一定储备体积的液态含氟酮和/或用于限制所需绝缘介质的最大容许操作温度使得绝对充填压力维持低于所述设备的给定压力极限的装置。
23.确定权利要求11-21中任一项的电气设备的参数的方法,其特征在于以下步骤:
-针对所述设备确定所需绝缘介质的容许电场强度和所需绝缘介质的最低容许操作温度,
-根据所述所需绝缘介质的压力降低的击穿场强与所述含氟酮的摩尔分数之间的函数关系且根据所述容许场强确定所述绝缘介质的绝对压力曲线与所述含氟酮的分压之间的函数关系,
-选择所述绝缘介质的所需绝对充填压力,
-根据所述绝对压力曲线确定所述含氟酮的最低需要分压且根据所述蒸气压曲线确定所述含氟酮的相应汽化温度,和
-确定所述汽化温度是否高于所述所需绝缘介质的最低容许操作温度。
24.确定权利要求22的电气设备的参数的方法,其特征在于以下另一步骤:如果汽化温度低于所需绝缘介质的最低容许操作温度,则提供优选包括用于加热和/或汽化和/或液相含氟酮的流体储备管理的装置的流体管理系统、特别是权利要求19-22中任一项的流体管理系统,以便维持所述分压高于最低需要分压。
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