DE1000482B - Isolieroelmischung fuer elektrische Zwecke - Google Patents

Description

Zur Übertragung elektrischer Energien arbeitet man normalerweise aus wirtschaftlichen Gründen mit sehr hohen Spannungen. So benutzt man häufig Spannungen von 33 ooo und 66 ooo Volt, und es wurden sogar Spannungen bis zu 400 000 Volt vorgeschlagen. Eine derartige Übertragung ist über offenem Gelände verhältnismäßig einfach, wo hohe Masten mehrere Meter voneinander entfernte Leiter tragen. In bebauten Gebieten und in der Nähe von Flughäfen ist diese Art der Energieübertragung jedoch nicht durchführbar, und es müssen Kabel für Erdverlegung benutzt werden. Weil hierbei eine besonders weiträumige Trennung der Leiter nicht möglich ist, sind gute Isoliermittel erforderlich. Die gebräuchlichste Isolation besteht aus Schichten von um die Leiter gewickeltem imprägniertem Papier. Das Imprägniermittel für Starkstromkabel dieser Art muß flüssig sein, um sich ohne Zerreißung des Papiers unter mechanischen Kräften bewegen zu können, z. B. unter denen, die infolge thermischer Ausdehnung der Leiter entstehen können. Die Isolierflüssigkeit muß jedoch zur Herabsetzung des Fließens sehr viskos sein, und hauptsächlich deshalb ist es üblich, dafür öle mit Zusätzen von Verdickungsmittel zu benutzen.

Es wurden verschiedenartige Harze als Verdickungsmittel für die Kabelimprägnierung vorgeschlagen. Kolophonium oder Kiefernharz, das in der Ausschwitzung von Nadelhölzern vorkommt, ist am gebräuchlichsten. Es wird normalerweise als Rückstand bei der Terpentinöldestillation erhalten. Die chemische Zusammensetzung ist nicht bis aufs letzte geklärt; es wird aber vermutet, daß ein wesentlicher Bestandteil von Kolophonium aus isomeren Abietinsäuren besteht. Es sind verschiedene Handelsqualitäten von Kolophonium erhältlich, und man unterscheidet diese durch Buchstaben, die sich auf ihre Farbe beziehen. Bei Isolierölen werden normalerweise die sehr hellen Harze verwendet; es ist aber bekannt, daß die Farbe allein nicht als Anzeichen für die Verwendbarkeit des Harzes als Isoliermittel geeignet ist.

Der Leistungsfaktor und der spezifische Widerstand eines sauberen Isoliermittels sind seine wichtigsten elektrischen Eigenschaften, da sie die Verluste anzeigen, die in dem Dielektrikum und durch Stromübergang entstehen. Diese Eigenschaften lassen sich durch Raffinieren verbessern,

Ein Nachteil normaler Harze besteht darin,, daß ihr Zusatz zu mineralischen Schmierölen den Leistungsfaktor der Mischung auf einen Wert erhöht, der sie zur Verwendung bei höheren Spannungen ungeeignet macht.

Die Erfindung betrifft eine Isolierölmischung für elektrische Zwecke aus einer mineralischen Schmierölfraktion, die vorzugsweise zur Erzielung eines nied-

Isolierölmischung für elektrische Zwecke

Anmelder: Standard Oil Development
Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 31. Januar 1952

rigen Leistungsfaktors 'raffineriert ist, und einer kleineren Menge Kolophonium als Verdickungsmittel, in der erfindungsgemäß ein durch Ausziehen rohen Kolophoniums mit einem' vorwiegend paraffinischen, von aromatischen Bestandteilen praktisch freien Lösungsmittel und Verdampfung dieses Lösungsmittels gewonnenes Kolophonium enthalten ist.

Durch die Extraktion der erwünschten Bestandteile aus dem Kolophonium mit hauptsächlich paraffinischen, nicht aromatischen Lösungsmitteln wird ein Verdickungsmittel geschaffen, das die öle für Kabelimprägnierzwecke besonders geeignet macht. Grundsätzlich sind solche öle allein oder zusammen mit Papierlamellen zur Isolierung von elektrischen Leitern, zwischen denen ein hoher Potentialunterschied besteht, geeignet.

Bei der Extraktion des Kolophoniums kommt es darauf an, daß das verwendete Lösungsmittel praktisch frei von aromatischen Verbindungen ist, da an> matische Verbindungen für die unerwünschten Bestandteile des Kolophoniums als Lösungsmittel wirken. Zur Erzielung bester Ergebnisse wird darum ein von aromatischen Verbindungen völlig freies Lösungsmittel verwendet; wo eine derartige weitgehende Reinigung jedoch nicht angestrebt wird, kann eine kleine Menge aromatischer Verbindungen vorhanden sein. Die aromatischen: Verbindungen sollen jedoch weniger als 10 Gewichtsprozent ausmachen, wobei Lösungsmittel mit weniger als 1 Gewichtsprozent aromatischer Verbindungen besonders brauchbar sind. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise ein Kohlenwasserstoff und kann zweckmäßigerweise aus einer Kohlenwasserstofffraktion eines Mineralöls be-

stehen. Unbehandelte Mineralölfraktionen mit niedrigem Siedepunkt sind gewöhnlich frei von aromatischen Verbindungen; in jedem Fall kann jedoch eine von aromatischen Verbindungen freie Fraktion durch Behandlung des Destillats mit starker Schwefelsäure oder durch seine Extraktion mit Lösungsmitteln, wie Phenol, leicht erhalten werden.

Das Lösungsmittel für die Reinigung des Kolophoniums muß flüchtig sein, sonst ist die Abtrennung von dem gereinigten Kolophonium langwierig und erfordert so hohe Temperatureen, daß dieses sich zersetzen kann. Die bevorzugten Lösungsmittel sieden im Bereich von Benzin, insbesondere unter ioo°. Beispiele geeigneter Lösungsmittel sind säurebehandelte Erdölfraktionen, die zwischen 40 und 6o° oder zwisehen 60 und ioo° sieden.

Von dem gereinigten Kolophonium wird in dem öl gewöhnlich eine unter 50% vom Gewicht des Schmieröls liegende Menge gelöst. Bevorzugte Zusammensetzungen enthalten weniger als 30% Kolophonium, z. B. zwischen 5 und 25 °/o. Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung eines paraffinischen Lösungsmittels das extrahierte Kolophonium insbesondere in einem Isoliermaterial auf der Grundlage von Paraffin löslicher ist als das Rohkolophonium. Dies stellt einen wesentlichen Vorteil dar, da die Ausfällung von KolO'-phonium aus Imprägnierölen die ernstesten Folgen haben kann.

Man hat zwar bereits vorgeschlagen, zur Reinigung von Kolophonium und ähnlichen Harzen außer sonstigen Lösungsmitteln auch Kohlenwasserstoffe, z. B. Petroleum, zu benutzen; hierbei wurden jedoch die genannten Lösungsmittel niemals allein, sondern immer zusammen mit chemischen Behandlungsmitteln, wie Schwefelsäure, Resorcin oder Alkolen, angewandt, und außerdem diente diese bekannte Behandlung immer nur dazu, die Harze in dem Sinne zu reinigen, daß sie zur Herstellung von Lacken, Firnissen, Anstrichen oder als Zusätze für Seifen und Leim geeignet werden. Von diesen Behandlungsweisen unterscheidet sich diejenige nach vorliegender Erfindung grundsätzlich durch das Fehlen der Einwirkung besonderer Chemikalien, wie auch durch den andersartigen Verwendungszweck, nämlich als Zusatz für Isolieröle.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung:

■Rohes Honduras-Kolophonium, das in Mineralöl eine trübe Lösung ergab und dessen Verwendung für kritische Verwendungszwecke einen zu hohen Leistungsfaktor ergab, wurde mit einem Lösungsmittel aus säurebehandeltem Mineralöl behandelt, das zwischen 60 und 8o° siedete. Die extrahierte Lösung des Kolophoniums im Lösungsmittel wurde eingedampft, und das erhaltene gereinigte Kolophonium wurde in raffiniertem Schmieröl hoher Viskosität gelöst. Der Leistungsfaktor dieses Gemisches ist in Tabelle I angegeben.

Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß das gereinigte Kolophonium den Leistungsfaktor der Mischung bei hoher Temperatur nicht ernstlich verschlechtert, während ihn rohes Kolophonium auf das Zehnfache erhöht. Darüber hinaus ergab das rohe Kolophonium eine trübe und das gereinigte eine klare Mischung.

Tabelle II zeigt, daß der Extraktionsrückstand des Kolophoniums Anteile mit sehr hohem Leistungsfaktor und begrenzter Löslichkeit enthält. Diese Tabelle gibt den Leistungsfaktor für paraffinisches Schmieröl hoher Viskosität unvermischt und ver-

Tabelle I

Leistungsfaktoren von Schmieröl-Kolophonium-Mischungen

Mischung	Leis 60°	tungsfakto 8o°	r bei 100°	Bemer kungen
Schmieröl allein..	0,0010	0,0033	0,0097
Schmieröl
+ 17.6%
extrahiertes
Kolophonium..	0,0072	0,0030	0,0125	klar
Schmieröl
+ 17,6%
rohes Kolo
phonium	0,0076	0,0270	0,0960	trübe

mischt mit einem nach dem bisherigen Stand der Technik hochgradig gereinigten Kolophonium an sowie für die gleiche Mischung, der 0,8 Gewichtsprozent des Extraktionsrückstandes zugesetzt worden waren. Es zeigt sich, daß diese kleine Menge Rückstand den Leistungsfaktor der Mischung bei hohen Temperaturen verdoppelt und eine trübe Lösung ergibt.

Tabellen

Leistungsfaktoren von Schmieröl-Kolophonium-Mischungen

Mischung	Leis " 60°	tungsfaktor bei 8o° I ioo°	0,0045	Bemer kungen
Paraffinisches
Schmieröl ....	0,0008	O1OOIg		—
Paraffinisches
Schmieröl			0,0075
gereinigtes
Kolophonium..	0,0010	0,0028		klar
Paraffinisches
Schmieröl
+ 17,6%
gereinigtes
Kolophonium
+ 0,8%			0,0140
Extraktions
rückstand ....	0,0014	0,0046	trübe

Claims (3)

- PATENTANSPRÜCHE:

1. Isolierölmischung für elektrische Zwecke aus einer mineralischen Schmierölfraktion, die vorzugsweise zur Erzielung eines niedrigen Leistungsfaktors raffiniert ist, und einer kleineren Menge Kolophonium als Verdickungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung ein durch Ausziehen rohen Kolophoniums mit einem vorwiegend paraffinischen, praktisch keine aromatischen Bestandteile enthaltenden Lösungsmittel und Verdampfung dieses Lösungsmittels gewonnenes Kolophonium enthalten ist.

2. Isolierölmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung solches Kolophonium enthalten ist, das durch Ausziehen rohen Kolophoniums mit einem weniger als 10, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent aromatische Bestandteile enthaltenden Lösungsmittel, Vorzugs-

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weise mit Siedepunkten unter ioo°, gewonnen In Betracht gezogene Druckschriften:

wurde. Deutsche Patentschriften Nr. 35 030, 215 707,

3. Isolierölmischung nach Anspruch 1 und 2, 523938,686476;

dadurch gekennzeichnet, daß der Kolophonium- USA.-Patentschrift Nr. 2 560 876;

anteil darin weniger als 30, vorzugsweise 5 bis 5 Zeitschrift »Seifen — öle — Fette — Wachse«,

25 Gewichtsprozent beträgt. 1949. S. 422.

©609 740/306 12.56