CS258614B1

CS258614B1 - Synthetic electrotechnical liquid

Info

Publication number: CS258614B1
Application number: CS857264A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Cervenka; Jan Novrocik; Milan Lichvar; Jozef Horochonic
Original assignee: Zdenek Cervenka; Jan Novrocik; Milan Lichvar; Jozef Horochonic
Priority date: 1985-10-10
Filing date: 1985-10-10
Publication date: 1988-09-16
Also published as: CS726485A1

Abstract

Syntetická elektrotechnická kvapalina, zvlášť vhodná pre výrobu výkonových kondenzátorov, transformátorov a1 iných elektrických zariadení. Kvapalina pozostáva z 0,5 až 25 hmotnostných dielov polyalkylbenzénov, kde počet alkylových skupin je 4 až 6 a alkyl je etylskupina, 10 až 50 hmotnostných dielov diíenyletánu, 10 až 50 hmotnostných dielov izomerných etyl-l,l-difenyletánov, 1 až 15 hmotnostných dielov di- a trietyl-l,l-difenyletánov, 1 až 15 hmotnostných dielov produktu polymerizácie a/alebo oligomerizácie propénu a priemernej molekulovej hmotnosti 300 až 1 500 a 0,1 až 2 hmotnostných dielov antioxidantu. Kvapalina ďalej móže obsahovat 0,1 až 2 hmot. diely hydrogénakceptora na báze chinónov a 0,1 až 1 hmotnostný diel hydroakceptorov na báze epoxidov.Synthetic Electrotechnical Fluid Particularly suitable for the production of power capacitors transformers and other electrical transformers devices. The liquid consists of 0.5 to 25% by weight parts of polyalkylbenzenes wherein the number alkyl groups are 4-6 and alkyl is ethyl group, 10 to 50 parts by weight dienylethane, 10 to 50 parts by weight isomeric ethyl 1,1-diphenylethanes, 1-15 parts by weight of di- and triethyl-1,1-diphenylethanes, 1 to 15 parts by weight of the product polymerization and / or oligomerization propene and average molecular weight 300 to 1500 and 0.1 to 2 parts by weight antioxidant. Liquid cans containing 0.1 to 2 wt. parts of the hydrogen acceptor quinone-based and 0.1 to 1 wt parts of epoxy-based hydroacceptors.

Description

Vyupl^ §a týká syntetickpj .elektrotechnické] kvapaliny zvlášť vhodhejipřěívýrobu výkonových kondenzátorov, tránsformátorov a iných elektrických zariadení.The invention relates to a synthetic electrical fluid particularly useful for the production of power capacitors, transformers and other electrical devices.

Běžnými elektrotechnickými kvapalinami sú minerálně oleje, špeciálne upravované a aditivované. V minulých rokoch sa zvlášť pre výrobu kondenzátorov a transformátorov značné rozšířilo používáme chlórovaných difenylov obecne nazývaných Askarely.Common electrotechnical fluids are mineral oils, specially treated and additive. In recent years, especially for the production of capacitors and transformers, we have widely used chlorinated diphenyls commonly called Askarels.

Aj keď tieto kvapaliny majú rad výhodných vlastností, medzi ktoré patří zvlášl vysoká chemická stabilita, vysoká permltivita a hlavně ťažkopádnosť, v posledných rokoch sa všeobecne ustúpilo od ich používania vzhíadom k ekologickým problémom spojeným s ich výrobou a upotřebením. Chlórované difenyly sa vzhíadom k svojej vysokej chemickej stálosti ťažko rozkladajú v životnom prostředí a hromadia sa v ludskom tele ako v poslednom článku potravinového reťazca.Although these liquids have a number of advantageous properties, including particularly high chemical stability, high permittivity and especially cumbersome, in recent years, their use has generally been abandoned due to the environmental problems associated with their production and use. Due to their high chemical stability, chlorinated diphenyls are difficult to decompose in the environment and accumulate in the human body as the last link in the food chain.

Změna v konštrukcii výkonových kondenzátorov, zvlášť používanie fólií z plastických hmot ako tuhého dielektrika, si vynútilo vývoj nových typov syntetických elektrotechnických kvapalín. Vývoj sa orientoval na aromatické zlúčeniny akými sú alkylované difenyly, alkylaryletány, benzylbenzény a dibenzylbenzény, alkylbenzény a alkylnaftalény, silikonové oleje, estery kyseliny fialověj, aryl, respektive alkylarylfosfáty, benzylneokaprát a najróznejšie zmesi týchto látok, či už navzájom alebo s dalšími prímesami.A change in the design of power capacitors, especially the use of plastic films as a rigid dielectric, has necessitated the development of new types of synthetic electrical fluids. Development has focused on aromatic compounds such as alkylated diphenyls, alkylarylethanes, benzylbenzenes and dibenzylbenzenes, alkylbenzenes and alkylnaphthalenes, silicone oils, phthalic acid esters, aryl and alkylarylphosphates, benzyl neocaprate and the most various mixtures of these compounds, either with each other or with other admixtures.

Kvapaliny sa často pre zlepšenie funkčných vlastností aditivujú prídavkom antioxidantov, akceptorov splodín rozkladu a přísad pre zlepšenie kompatibility s tuhým dielektrikom.Liquids are often additive to improve functional properties by the addition of antioxidants, decomposition acceptors and additives to improve solid dielectric compatibility.

Tieto kvapaliny majú dobrú plynopevnosť a vcelku priaznivé elektrotechnické vlastnosti ako kvapalné dielektriká pri mierne zvýšených teplotách, ale aj pri nízkých teplotách.These liquids have good gas-tightness and quite favorable electrotechnical properties as liquid dielectrics at slightly elevated temperatures but also at low temperatures.

Neželatelnou vlastnosťou týchto kvapalín například pre použitie v kondenzátoroch s kombinovaným dielektrikom alebo v kondenzátoroch, ktoré obsahujú len polymérnu foliu, je schopnost narušenia fólie kvapalinou za změny fyzikálno-mechanických a elektrotechnických vlastností fólie.An undesirable property of such liquids, for example, for use in combined dielectric capacitors or capacitors that contain only a polymeric film, is the ability to disrupt the film with liquid by altering the physico-mechanical and electrical properties of the film.

Nevýhodou týchto kvapalín je ich vysoká cena, lebo sú bežne připravované syntézou zo svojich zložiek.The disadvantage of these liquids is their high cost since they are commonly prepared by synthesis from their components.

Ďalšou nevýhodou niektorých typov vyššie uvedených kvapalín je ich obtiažná biologická odbúratelnosť a toxicita vlastných látok alebo ich metabolitov.A further disadvantage of some types of the above-mentioned liquids is their difficult biodegradability and toxicity of their own substances or their metabolites.

Úlohou vynálezu je vyriešiť syntetická elektroizolačnú kvapalinu s parametrami potřebnými pre výrobu kvalitných elektrotechnických zariadení s nízkou viskozitou, dobrou preimpregnovatelnosťou, vysokou plynopevnosťou, tepelne oxidačnou stabilitou, nízkou toxicitou a s dobrou biologickou odbúratelnosťou' přitom s nízkou cenou.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a synthetic electrical insulating liquid having the parameters required to manufacture high-quality electrical equipment with low viscosity, good pre-impregnability, high gas strength, thermal oxidation stability, low toxicity and good biodegradability.

Vynález rieši vyššie uvedenú úlohu tak, že syntetická elektroizolačná kvapalina je připravená na báze zvyškov priemyselnej výroby etylbenzénu, pričom sa z rektifikácie suroviny odoberá frakcia o teplote varu 265—330 °C, ktorá obsahuje polyalkylbenzény, 1,1-difenyletán, mono- a dietyl-1,1-difenyletány, respektive trietyl-l,l-difenyletány, k tejto báze sa přidává antioxidačná přísada, produkty polymerizácie a/alebo oligomerizácie propánu a akceptory splodín rozkladu, podstatou ktorej je, že obsahuje 0,5—25 hmotnostných dielov s výhodou 1 až 20 hmotnostných dielov alkylbenzénov, kde počet alkylovaných skupin na jadre je 4—6 a alkyl je etyl skupina, 10—50 hmotnostných dielov s výhodou 20—30 hmotnostných dielov 1,1-difenyletánu, 10—50 hmotnostných dielov s výhodou 20—40 hmotnostných dielov 3-etyl-l,1-difenyletánu a 4-etyl-l,l-difenyletánu, 1—15 hmotnostných dielov dietyl-l,l-difenyletánov a trietyl-1,1-difenyletánov, 1—15 hmotnostných dielov s výhodou 2—8 hmotnostných dielov produktu polymerizácie a/alebo oligomerizácie propánu a priemernej molekulovej hmotnosti 300—1 500 a 0,1—2 hmotnostných dielov antioxldantu ako je 2,6-diterc.butyl-4-metylfenol. Ďalej móže kvapalina podlá vynálezu obsahovat 0,1—2 hmotnostně diely s výhodou 0,3—1 hmotnostný diel akceptora splodín rozkladu ako je /J-metylantrachinon a 0,1—1 hmotnostný diel hydroakceptora ako je íenylglycidyléter alebo bis-(3,4-epoxy-6-metylcyklohexy lmetyl) -adipát.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above object by providing a synthetic electrical insulating liquid based on the residues of the industrial production of ethylbenzene, the fraction having a boiling point of 265-330 ° C containing polyalkylbenzenes, 1,1-diphenylethane, mono- and diethyl -1,1-diphenylethanes and / or triethyl-1,1-diphenylethanes, to which is added an antioxidant, propane polymerization and / or oligomerization products, and decomposition acceptors which contain 0.5 to 25 parts by weight with preferably 1 to 20 parts by weight of alkylbenzenes, wherein the number of alkylated groups on the nucleus is 4-6 and alkyl is ethyl, 10-50 parts by weight, preferably 20-30 parts by weight of 1,1-diphenylethane, 10-50 parts by weight, preferably 20-50 parts by weight —40 parts by weight of 3-ethyl-1,1-diphenylethane and 4-ethyl-1,1-diphenylethane, 1-15 parts by weight of diethyl 1,1-diphenylethanes and triethyl-1,1-diphenylethanes, 1 15 parts by weight, preferably 2-8 parts by weight, of a propane polymerization and / or oligomerization product and an average molecular weight of 300-1,500 and 0.1-2 parts by weight of an antioxidant such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol. Further, the liquid according to the invention may contain 0.1-2 parts by weight, preferably 0.3-1 parts by weight, of a decomposition product acceptor such as N-methylanthraquinone and 0.1-1 parts by weight of a hydroacceptor such as phenyl glycidyl ether or bis- (3,4- -epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate.

Výhodou použitia kvapaliny podlá vynálezu ako elektrotechnickej kvapaliny pre výkonové kondenzátory, transformátory a iné elektrické zariadenia je, že kvapalina má nízku tenziu pár, nízku teplotu tuhnutia, vyniká stálosťou v elektrickom poli a vyznačuje sa zníženou agresivitou voči plastickým látkám používaným ako tuhé dielektrikum.The advantage of using the liquid according to the invention as an electrical liquid for power capacitors, transformers and other electrical devices is that the liquid has low vapor pressure, low pour point, excels in electric field stability and is characterized by reduced aggressiveness towards plastics used as solid dielectric.

Prídavok produktov polymerizácie alebo oligomerizácie propénov znižuje povrchové napatie kvapalného systému, zvyšuje elektrická pevnost a hlavně zvyšuje znášanlivosť a znižuje interakciu s tuhou zložkou 1zolácie v případe niektorých tuhých dielektrik zo syntetických fólií.The addition of polymerization or oligomerization products of the propene reduces the surface tension of the liquid system, increases the electrical strength, and mainly increases the compatibility and decreases the interaction with the solid component of the insulation in the case of some solid synthetic film dielectrics.

Naviac tento prídavok zlepšuje preimpregnovatelnosť u kondenzátorov obsahujúcich len hliníková a syntetická foliu alebo foliu s napařeným kovovým filmom.In addition, this addition improves the pre-impregnability of capacitors containing only aluminum and synthetic or vapor deposited metal film.

V případe použitia polypropylénovej fólie sa zvyšuje homogenita dielektrika.In the case of using a polypropylene film, the homogeneity of the dielectric increases.

Prídavkom produktov polymerizácie a/alebo oligomerizácie propénu sa dosahuje zníženie hydroskopičnosti vyvinutej kvapaliny. Pre zvýšenie hydrolytickej stálosti sa pridávajú zlúčeniny s vysokou teplotou varu, ktoré reagujú s vodou, napr. epoxy-zlúčeniny.Addition of propene polymerization and / or oligomerization products results in a reduction in the hydroscopicity of the developed liquid. To increase the hydrolytic stability, high boiling compounds which react with water, e.g. epoxy compound.

Biodegradabilita kvapaliny pódia vynálezu je velmi dobrá a je zrovnateiná s biodegradabilitou ostatných ekologicky nezávadných syntetických elektroizolačných kvapalín, či už na báze izopropyldifenylov alebo fenylxylyletánov.The biodegradability of the liquid according to the invention is very good and is comparable to the biodegradability of other ecologically safe synthetic electrical insulating liquids, whether based on isopropyldiphenyls or phenylxylylethanes.

Pri sledovaní pomocou testu pre stanovenie biologickej rozložitelnosti organických látok platného pre RVHP bolo zistené, že specifická rýchlosť rozkladu je v rozmedzí 7—10 mg . g-^¹.The specific biodegradation rate of the organic matter valid for the CMEA was found to be in the 7-10 mg specific degradation rate. g- ^ ¹ .

Kvapalina má vel'mi nízku toxicitu (LDso pre krysy je 10 g/kg ž. hm.) a preto práca s ňou neprináša žiadne zdravotně riziká.The liquid has a very low toxicity (LD 50 for rats is 10 g / kg bw) and therefore there is no health risk when working with it.

Vedía vynikajúcich elektroizolačných vlastností jednou z hlavných předností tejto kvapaliny sú jej nízké výrobné náklady v porovnaní s ostatnými syntetickými elektroizolačnými kvapalinami, lebo této sa připravuje z nevyužitelného odpadu, ktorý sa predtým spaloval.In addition to the excellent electrical insulation properties, one of the main advantages of this liquid is its low production cost compared to other synthetic electrical insulation liquids, since it is prepared from unusable waste that has previously been incinerated.

Vynález je ďalej objasněný na příklade prevedenia, pričom jeho obsah nie je obmedzený, ani vyčerpaný.The invention is further elucidated by way of example, without being limited or exhausted.

PříkladExample

Syntetická elektroizolačná kvapalina zvlášť vhodná pre výrobu kondenzátorov s polypropylénovou fóliou ako tuhým dielektrikom o hmotnostnom obsahu:Synthetic electrically insulating liquid especially suitable for the production of capacitors with polypropylene film as a solid dielectric with a mass content of:

Claims

SUBJECT

Synthetic electrotechnical fluid particularly useful as a liquid insulator of a solid dielectric or as part of a dielectric array of capacitors for enhancing electrical properties, characterized in that it consists of 0.5 to 25 parts by weight of polyalkylbenzenes, wherein the number of alkyl groups is 4 to 6 and alkyl is ethyl , 10 to 50 parts by weight of 1,1-diphenylethane, 10 to 50 parts by weight of isomeric ethyl-1,1-diphenylethanes, 1 to 15 parts by weight of di- and triethyl-1,1-diphenylethanes, 1 to 15 parts by weight of polymer-mass parts polyalkylbenzenes - 4-6 alkyl groups on the nucleus 20.2

1,1-Diphenylethane 21.0

3- and 4-ethyl-1,1-diphenylethanes 34.0 isomeric diethyl-1,1-diphenylethanes 10.8 unidentified hydrocarbons 6.5 polypropylene oil having a molar mass in the range of 300-1,500 5.0

(2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol) antioxidant 1.0

Hydrogen acceptor - (S-methylanthraquinone 0.5)

Hydroacceptor-phenylglycidyl ether 1.0

The obtained electrotechnical fluid has

these parameters: density at 20 ° C 0.954 g. cm ^-3 viscosity at 20 ° C 11.8 mm ² . s ^_1 at 50 ° C 5.0 mm ² . s “ ¹ permittivity at 90 ° C, 2.39 50 Hz acid number 0.056 mg KOH / g chlorine content do not contain loss factor 0,002 (tg delta) pour point —50 ° C flash point 142 [deg.] C breakthrough voltage 220 KV / cm biological speed 95% of the substance is decomposition decomposed in 4 days

YNALEZU targets and / or oligomerization of propene and an average molecular weight of 300 to 1,500 and 0.1 to 2 parts by weight of an antioxidant such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol.

2. Synthetic electrotechnical liquid according to claim 1, characterized in that it contains 0.1 to 2 parts by weight of decomposition acceptors such as anthraquinone, hydroquinone.

Synthetic electrotechnical liquid according to Claims 1 and 2, characterized in that it contains 0.1 to 1 part by weight of epoxy-based hydroacceptors.