DE102008032375A1

DE102008032375A1 - An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102008032375A1
Application number: DE102008032375A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Morooka; Akira Hitachi-shi Yamagishi; Yukiyasu Hitachi-shi Shirasaka; Hiroyuki Hitachi-shi Sampei; Yuki Hitachi-shi Washiyama
Original assignee: Japan AE Power Systems Corp
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2028-07-10
Also published as: SG149751A1; TW200910393A; JP2009026949A; DE102008032375B4; CN101388281A; KR101389008B1; JP4558764B2; KR20090009152A; TWI373054B

Abstract

Eine an einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, die zusammen mit einem Flüssigisoliermaterial mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter zum Einstellen der Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, wobei der Stufenschalter einen Umschalterabschnitt und einen Stufenwählerabschnitt aufweist und das folgende Medium als isolierendes Medium zumindest für den Stufenwählerabschnitt eingefüllt ist: eine Silikonflüssigkeit, zu der ein oder mehrere Polyolester, die einen Flammpunkt von mehr als 250°C aufweisen und durch die folgenden Formeln (1), (2), (3) und (4) dargestellt sind, zugegeben werden: CO)-R2)2 (1) R1-CH2-C(CH2-O(CO)-R2)3 (2) C(CH2-O(CO)-R2)4 (3) (R2-(CO)O-CH2)3C-CH2-O-CH2-C(CH2-O(CO)-R2)3 (4) worin R1 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen steht.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine mit einer feuerhemmenden Flüssigkeit gefüllte stationäre Induktionsvorrichtung, die einen Stufenschalter aufweist und ein feuerhemmendes Isolierflüssigkeitsmaterial als Isolier-/Kühlmedium enthält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Als Isolier-/Kühlmedium für Transformatoren, die stationäre Induktionsvorrichtungen sind, in denen das Isolier-/Kühlmedium verwendet wird, sind bisher isolierende Öle, wie etwa Mineralöl, verwendet worden.
Wenn anstelle des Mineralöls eine feuerhemmende Silikonflüssigkeit als Isolier-/Kühlmedium für Transformatoren verwendet wird, kann die Feuerretardation der Transformatoren verbessert werden. Mit der Verbesserung wird eine bessere Feuerretardation auch für einen Stufenschalter gewünscht, der in Transformatoren eingebaut ist, um die Spannung der Transformatoren einzustellen.
Ein Stufenschalter besteht hauptsächlich aus einem Umschalterabschnitt und einem Stufenwählerabschnitt. Das nachstehend aufgeführte Patentdokument 1 offenbart einen Stufenschalter mit einem Umschalterabschnitt, in dem ein Esteröl oder ein flüssiges Silikon mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C verwendet wird, und einem Stufenwählerabschnitt, in dem ein natürliches Esteröl mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C verwendet wird. Das Patentdokument 1 offenbart ebenfalls die Verwendung eines synthetischen Esteröls anstelle des natürlichen Esteröls. Weiterhin offenbart das Patentdokument 1 einen Stufenschalter vom Typ mit niedrigem Gleitwiderstand, der folgendes aufweist: einen Umschalterabschnitt, in dem ein flüssiges Silikon mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C verwendet wird; und einen Stufenwählerabschnitt, in dem ein flüssiges Silikon mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C verwendet wird.
Vorgeschlagen wird ebenfalls ein Stufenschalter, der einen Vakuumschalter verwendet, um zu verhindern, dass ein Lichtbogen in einem Medium im Schalter abgestrahlt wird. Der Stufenschalter ist in der Praxis umgesetzt worden.

Patentdokument 1: japanische Patentoffenlegungsschrift ( JP-A-) Nr. 2006-114615

Im Fall der Verwendung eines flüssigen Silikons in einem Umschalterabschnitt gemäß dem im Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren kann das flüssige Silikon polymerisiert werden, wenn ein Lichtbogen erzeugt wird. Als Ergebnis kann ein Isolator entstehen, so dass im Umschalterabschnitt ein schlechter Kontakt verursacht werden kann. Im Fall der Verwendung eines flüssigen Silikons in einem Stufenwählerabschnitt, das in einem Gleitbereich zwischen Metallelementen eine schlechte Schmierfähigkeit hat, kann das Metall im Stufenwählerabschnitt abgetragen werden, selbst wenn ein Stufenschalter vom Typ mit niedrigem Gleitwiderstand eingesetzt wird. Im Fall der Verwendung eines natürlichen oder synthetischen Esteröls in einem Umschalterabschnitt oder einem Stufenwählerabschnitt wird die den Abschnitt aufweisende Vorrichtung nicht leicht feuerhemmend gemacht. Zusätzlich ist ihr spezifischer Volumen-Widerstand niedrig und das Öl wird durch seine Hydrolyse verschlechtert, so dass sich die isolierende Eigenschaft verringern kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer stationären Induktionsvorrichtung mit Stufenschaltern, die von ausgezeichneter Feuerretardation ist und eine Betriebseigenschaft zeigt, die über eine lange Zeit hinweg stabil ist.
Dementsprechend stellt die Erfindung eine an einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, die zusammen mit einem Flüssigisoliermaterial mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter zum Einstellen der Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung zur Verfügung, wobei der Stufenschalter einen Umschalterabschnitt und einen Stufenwählerabschnitt aufweist und das folgende Medium als isolierendes Medium zumindest für den Stufenwählerabschnitt verwendet wird: ein Medium, in dem in einer Silikonflüssigkeit mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C ein Polyolester mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in einem Verhältnis von 5 bis 30 Gew.-% des isolierenden Mediums aufgelöst ist. Der Polyolester ist bevorzugt ein oder mehrere Polyolester, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einem Polyolester vom Neopentylglycoltyp, der durch die folgende Formel (1) dargestellt ist, einem Polyolester vom Trimethylolpropantyp, der durch die folgende Formel (2) dargestellt ist, einem Polyolester vom Pentaerythritoltyp, der durch die folgende Formel (3) dargestellt ist, und einem Polyolester vom Dipentaerythritoltyp, der durch die folgende Formel (4) dargestellt ist: (R1-CH₂)₂C(CH₂-O(CO)-R2)₂ (1) R1-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (2) C(CH₂-O(CO)-R₂)₄ (3) (R2-(CO)O-CH₂)₃C-CH₂-O-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (4)worin R1 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen steht.
Gemäß der Erfindung ist es möglich, eine an einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung bereitzustellen, die eine Silikonflüssigkeit enthält und einen Umschalterabschnitt, der eine geforderte isolierende Eigenschaft und Lichtbogenfestigkeit erfüllt, und einen Stufenwählerabschnitt aufweist, der eine geforderte isolierende Eigenschaft und Gleiteigenschaft erfüllt, um eine ausgezeichnete Feuerretardation zu zeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
1 ist eine schematische Ansicht eines an einem Stufenschalter angebrachten Transformators, der ein Silikon enthält, der ein Beispiel der Erfindung ist, einen Umschalterabschnitt aufweist, der eine geforderte isolierende Eigenschaft und Lichtbogenfestigkeit erfüllt, und einen Stufenwählerabschnitt aufweist, der eine geforderte isolierende Eigenschaft und Gleiteigenschaft erfüllt, und von ausgezeichneter Feuerretardation ist;
2 ist eine schematische Ansicht eines Stufenschalters vom Vakuumschaltertyp, bei dem die Erfindung angewendet wird; und
3 ist eine schematische Ansicht eines Stufenschalters vom Widerstandstyp, bei dem die Erfindung angewendet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden nachstehend elektrische Vorrichtungen, die jeweils eine Silikonflüssigkeit gemäß Beispielen der Erfindung enthalten, beschrieben; vor der Beschreibung werden Ausführungsformen der Erfindung gleich nachstehend durch ein Beispiel erläutert.

(1) Eine an einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, die zusammen mit einem Flüssigisoliermaterial mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter zum Einstellen der Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, wobei der Stufenschalter einen Umschalterabschnitt mit einem Vakuumschalter und einen Stufenwählerabschnitt aufweist und das folgende Medium als isolierendes Medium zumindest für den Stufenwählerabschnitt eingefüllt ist: eine Silikonflüssigkeit, zu der ein Polyolester mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in einem Verhältnis von 5 bis 30 Gew.-% des isolierenden Mediums zugegeben ist.
(2) Das Polyolesteröl ist bevorzugt einer oder mehrere, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Polyolestern, die durch die folgenden Formeln (1), (2), (3) und (4) dargestellt sind: (R1-CH₂)₂C(CH₂-O(CO)-R2)₂ (1) R1-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (2) C(CH₂-O(CO)-R2)₄ (3) (R2-(CO)O-CH₂)₃C-CH₂-O-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (4) worin R1 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, das heißt, Polyolester vom gehinderten Typ, steht.
(3) Die Silikonflüssigkeit ist eine oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dimethylsilikon, das durch die folgende Formel (5) dargestellt ist, worin Seitenketten eines Polysiloxans jeweils eine Methylgruppe sind, und Methylphenylsilikon, das durch die folgende Formel (6) dargestellt ist, worin Seitenketten eines Polysiloxans teilweise Phenylgruppen sind:
in denen n, p und q jeweils für eine ganze Zahl von 1 oder mehr stehen.
(4) Die Silikonflüssigkeit ist vorzugsweise eine Silikonflüssigkeit mit einem kinematischen Viskositätskoeffizienten von höchstens 50 mm²/s bei 25°C.
(5) Eine an einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktions vorrichtung, die zusammen mit einem Isoliermaterial, das eine Silikonflüssigkeit enthält, in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter, der einen Umschalterabschnitt und einen Stufenwählerabschnitt aufweist, um die Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung einzustellen, wobei der Stufenschalter ein Vakuumschalter ist, und ein isolierendes Medium für den Stufenwählerabschnitt im Stufenschalter ist eine Silikonflüssigkeit, der Folgendes zugegeben wird: einer oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus synthetischen Polyolestern mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C, die durch die folgenden Formeln (1) bis (4) dargestellt sind: (R1-CH₂)₂C(CH₂-O(CO)-R2)₂ (1) R1-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (2) C(CH₂-O(CO)-R2)₄ (3) (R2-(CO)O-CH₂)₃C-CH₂-O-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (4)worin R1 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen steht.
(6) Die Silikonflüssigkeit ist vorzugsweise eine oder mehrere, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, die durch die folgenden Formeln (5) und (6) dargestellt sind:

in denen n, p und q jeweils für eine ganze Zahl von 1 oder mehr stehen.
(7) Der prozentuale Gehalt des synthetischen Polyolesters beträgt bevorzugt 5 bis 30 Gew.-% des isolierenden Mediums.
(8) Der kinematische Viskositätskoeffizient der Silikonflüssigkeit beträgt höchstens 50 mm²/s bei 25°C.

Die Erfindung wird mittels der folgenden Beispiele detailliert beschrieben.
Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5:
Es wird auf 1 Bezug genommen, in der ein Stufenschalter 16 grob aus einem Umschalterabschnitt 17 und einem Stufenwählerabschnitt 18 zusammengesetzt ist. Der in den Beispielen 1 bis 5 verwendete Stufenwähler 16 war ein Stufenschalter vom Vakuumschaltertyp, in dem ein Vakuumschalter als Umschalterabschnitt 17 eingesetzt wurde. Eine schematische Ansicht des Stufenschalters vom Vakuumschaltertyp ist in 2 veranschaulicht. In den 1 und 2 wird ein Transformator, in dem eine Primärwicklung 3 und eine Sekundärwicklung 4 auf einen Eisenkern 2 gepasst sind, in einen Tank 1 platziert, in den ein Isolier-/Kühlflüssigmedium 6 gefüllt ist. Die Wicklungen werden jeweils in einen Isolierzylinder 5 eingefügt. Der Eisenkern 2 ist eng mit Isolatoren 11, 12, 13 und 14, die an den oberen und unteren Enden der Wicklungen positioniert sind, und metal lischen Verbindungselementen 10a und 10b befestigt. Eine Ventilationsöffnung dient dazu, trockene Luft in einen LTC-Raum (low temperature cooling room – Tiefkühlraum) zu bringen. Alternativ wird der LTC-Raum zu einem luftdicht geschlossenen Raum gemacht, der gegen die Außenluft abgeschlossen ist, und weiterhin wird ein Edelgas (wie etwa Stickstoffgas, SF₆-Gas oder CF₃I-Gas) in dem Raum eingeschlossen, um Unglücke zu verhindern.
Wenn ein Vakuumschalter als Umschalterabschnitt 17 dient, ist es nicht notwendig, irgendein Isolier-/Kühlmedium in den Umschalterabschnitt einzuschließen.
In 2 ist ein Stromkreisdiagramm veranschaulicht, wenn Vakuumschalter als Umschalter verwendet werden. In 2 sind die Vakuumschalter 22a und 22b in einem Umschalterabschnitt 17a eingesetzt, und die Vakuumschalter 22a und 22b sind mit einem Strom begrenzenden Widerstand 21 in Reihe geschaltet. Mit diesem sind ein Stufenwählerabschnitt 18 und eine Stufenwicklung 20 parallel geschaltet.
3 veranschaulicht einen schematischen Aufbau eines Stufenschalters vom Widerstandstyp als Schalterabschnitt. In einem Tank in einem Umschalterabschnitt 17b ist ein Isolier-/Kühlmedium 19a eingeschlossen. Das Schalten von Kontaktpunkten ist zwischen beweglichen Lichtbogen-Einschaltern 24 und ortsfesten Lichtbogen-Einschaltern 23 angebracht. Die anderen Aufbauten des Stufenschalters sind im Wesentlichen dieselben Aufbauten, die in 2 veranschaulicht sind. Jedoch können in dem in 3 veranschaulichten Schalter Lichtbogen zum Zeitpunkt des Schaltens der Kontaktpunkte entstehen, daher ist es erforderlich, dass das Isolier-/Kühlmedium 19a Lichtbogenfestigkeit besitzt.
Es wird wieder Bezug auf 1 genommen, gemäß welcher Kühlrohre 9a und 9b zum Zirkulieren des Isolier-/Kühlmediums 6 im Transformator dienen. Das angewärmte Medium 6 wird aus dem oberen Abschnitt des Tanks entlassen und mit einer Kühlvorrichtung 8 gekühlt. Das Medium 6 wird in einem Rohr 9b durchströmen gelassen, das im unteren Abschnitt des Tanks positioniert ist, und in den Tank zurückgebracht.
Ein Ölkanal 15 wird in der Mitte des Eisenkerns 2 hergestellt und das gekühlte Medium 6 steigt in diesem Ölkanal 15 auf, während das gekühlte Medium 6 den Eisenkern 2 kühlt.
Der Stufenwählerabschnitt ist mit dem isolierenden Medium 19 gefüllt. Das verwendete isolierende Medium 19 ist eine Silikonflüssigkeit, mit dem ein Polyolester vermischt (darin aufgelöst) ist. Der vermischte Polyolester ist vorzugsweise ein Polyolester vom gehinderten Typ, der aus einem mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden Alkohol und einer einwertigen aliphatischen Säure synthetisiert wird und von ausgezeichneter Wärmestabilität und Hydrolysefestigkeit ist.
Beispiele für den mehrere Hydroxylgruppen enthaltenden Alkohol schließen Neopentylglycol, Trimethylolpropan und Pentaerythritol ein. Beispiele für die einwertige aliphatische Säure beinhalten Pentansäure, Hexylsäure, Heptylsäure, Octylsäure, 2-Methylbuttersäure, 2-Methylpentansäure, 2-Methylhexylsäure, 2-Ethylhexylsäure, Isooctylsäure und 3,5,5-Trimethylhexylsäure. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden.
In der Erfindung wird es bevorzugt, ein oder mehrere Polyolester, die von den Formeln (1), (2), (3) und/oder (4) dargestellt werden, zu verwenden, die jeweils in ihrem Molekül mindestens zwei Estergruppen aufweisen. Die Formel (1) stellt ein Polyolester vom Neopentylglycol typ dar; die Formel (2) stellt ein Polyolester vom Trimethylolpropantyp dar; die Formel (3) stellt ein Polyolester vom Pentaerythritoltyp dar; und die Formel (4) stellt ein Polyolester vom Dipentaerythritoltyp dar. Diese Polyolester können allein oder in Form eines Gemisches von zwei oder mehreren von ihnen verwendet werden. Die Menge des/der Polyolester(s) im isolierenden Medium 19 beträgt bevorzugt 5 Gew.-% oder mehr, mehr bevorzugt 10 Gew.-% oder mehr. Wenn die Menge weniger als 5 Gew.-% beträgt, wird keine ausreichende Schmierfähigkeit erhalten. Selbst wenn die Menge 30 Gew.-% oder mehr beträgt, ist die Schmierfähigkeit nicht merklich verbessert. Andererseits ist die Menge des/der zugegebenen Polyolester(s) bevorzugt möglichst klein, da die Verbrennungshitze des Polyolesters größer als diejenige der Silikonflüssigkeit ist. Somit beträgt die Menge des/der Polyolester(s) vorzugsweise 30 Gew.-% oder weniger, mehr bevorzugt 20 Gew.-% oder weniger.
Die Silikonflüssigkeit ist vorzugsweise Dimethylsilikon, das durch die Formel (5) dargestellt ist, oder Methylphenylsilikon, das durch die Formel (6) dargestellt ist.
Als isolierendes Medium 19 wird ein Medium mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C verwendet. Es ist bevorzugt, dass der Flammpunkt der Silikonflüssigkeit und des/der zu vermischenden Polyester(s) jeweils mehr als 250°C beträgt.
Es ist zulässig, in das isolierende Medium 19 ein Antioxidationsmittel, ein Säureeinfangmittel, ein Antischaummittel, ein Metallinaktivierungsmittel oder dergleichen aufzunehmen. In jedem der Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 ist das im Stufenwählerabschnitt verwendete isolierende Medium 19 in Tabelle 1 gezeigt.
Es versteht sich, dass in jedem der Beispiele 1 bis 5 das im Stufenwählerabschnitt verwendete isolierende Medium einen Flammpunkt von mehr als 250°C und einen spezifischen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10¹³ Ω·cm oder mehr hatte, um eine ausreichende isolierende Eigenschaft aufzuweisen. Es versteht sich ebenfalls, dass jedes der isolierenden Medien eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit besaß.
Wenn als Umschalterabschnitt im Stufenschalter in der in 1 veranschaulichten Einrichtung ein Vakuumschalter verwendet wird, besteht kein Kontakt zwischen irgendeinem Lichtbogen und dem Kühlmedium; daher weist der Vakuumschalter einen Aufbau auf, bei dem ein Lichtbogen vom Umschalter in einem Vakuum innerhalb des Vakuumventils des Vakuumschalters erzeugt wird, während außerhalb des Vakuumventils kein Lichtbogen erzeugt wird. Weiterhin wird vorzugsweise eine Silikonflüssigkeit als in dem Tank eingeschlossenes Isolier-/Kühlmedium zur Aufnahme einer Induktionsvorrichtung, wie etwa eines Transformators, verwendet. Jedoch kann ein unterschiedliches Isolier-/Kühlmedium, wie etwa Mineralöl, verwendet werden, obwohl der Gebrauch wegen Unbrennbarkeit nicht bevorzugt ist.
In den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurden zwei Dimethylsilikonflüssigkeiten mit voneinander unterschiedlichen Viskositäten als im Stufenwählerabschnitt verwendetes isolierendes Medium eingesetzt. Die Dimethylsilikonflüssigkeiten gaben keine ausreichende Schmierfähigkeit, obwohl die Flüssigkeiten jeweils einen Flammpunkt von mehr als 250°C und einen spezifischen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10¹³ Ω·cm oder mehr bei 80°C aufwiesen.
In den Vergleichsbeispielen 3 und 4 wurden Methylricinoleat, das ein linearer aliphatischer Säureester ist, der durch die nachstehend veranschaulichte Formel (7) dargestellt ist, und ein aliphatischer Glycerinsäureester untersucht, der durch eine nachstehend veranschau lichte Formel (8) dargestellt ist. Jeder der Ester war in einer Menge von 5 Gew.-% der Gesamtheit des isolierenden Mediums enthalten. Jedoch war Methylricinoleat nur in einer Menge von 2 Gew.-% aufgelöst. Auch die gesamte Menge (5 Gew.-%) des aliphatischen Glycerinsäureesters war nicht aufgelöst. Das Methylricinoleat und der aliphatische Glycerinsäureester, der durch die Formel (8) dargestellt ist, waren jeweils bis zu 5 Gew.-% in dem hauptsächlich aus der Silikonflüssigkeit hergestellten isolierenden Medium nicht aufgelöst, und es wurde keine ausreichende Schmierfähigkeit erhalten.
worin R3, R4 und R5 jeweils für eine Alkylgruppe mit einem oder mehreren Kohlenstoffatomen stehen.
Wie vorstehend beschrieben, wird durch Verwendung eines Vakuumschalters als Stufenschalter, wie in 1 veranschaulicht, verhindert, dass ein Lichtbogen in einem Medium darin abgestrahlt wird, wodurch es ermöglicht wird, den Schalter unbrennbar zu machen. Indem als isolierendes Medium eine Silikonflüssigkeit in seinen Stufenwählerabschnitt eingefüllt wird, in der ein oder mehrere synthetische Polyolester enthalten sind, die durch die Formeln (1), (2), (3) und/oder (4) dargestellt sind, worin R1 für Wasserstoff oder eine Al kylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen steht, werden weiterhin die isolierende Eigenschaft und die Gleiteigenschaft, die für den Stufenwählerabschnitt erforderlich sind, erfüllt, so dass die Feuerretardation des Stufenschalters verbessert werden kann.
Beispiele 6 bis 9:

In jedem der Beispiele 6 bis 9 wurde in dem an dem Stufenwähler angebrachten Transformator in 1, der ein Beispiel der Erfindung ist, ein Stufenschalter vom Widerstandstyp unter Verwendung eines Strom beschränkenden Widerstands als Umschalterabschnitt 17 verwendet. Der Stufenschalter vom Widerstandstyp ist in 3 schematisch veranschaulicht. In dem Stufenschalter vom Widerstandstyp wird im Umschalterabschnitt 17 ein isolierendes Medium 19a verwendet. In jedem der Beispiele 6 bis 9 wurde ein Polyolesteröl als isolierendes Medium im Stufenwählerabschnitt eingesetzt. Jedes im Stufenwählerabschnitt verwendete isolierende Medium ist in Tabelle 2 gezeigt, und jedes im Umschalterabschnitt verwendete isolierende Medium ist in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

	Isolierendes Medium im Umschalterabschnitt	Viskosität (mm²/s) des isolierenden Mediums bei 40°C	spez. Volumen-Widerstand (Ω·cm) des isolierenden Mediums bei 80°C	Flammpunkt des isolierenden Mediums (°C)
Beispiel 6	Gemischte verzweigt-kettige aliphatische Ester A vom Pentaerythritoltyp	68,1	4,8 × 10¹³	250 <
Beispiel 7	Gemischte verzweigt-kettige aliphatische Ester C vom Pentaerythritoltyp	30,2	1,0 × 10¹⁴	250 <
Beispiel 8	Gemischte verzweigt-kettige aliphatische Ester A vom Pentaerythritoltyp	68,1	4,8 × 10¹³	250 <
Beispiel 9	Gemischte verzweigt-kettige aliphatische Ester C vom Pentaerythritoltyp	30,2	1,0 × 10¹⁴	250 <

Es versteht sich, dass in jedem der Beispiele 6 bis 9 das im Stufenwählerabschnitt verwendete isolierende Medium einen Flammpunkt von mehr als 250°C und einen spezifischen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10¹³ Ω·cm oder mehr hatte, um eine ausreichende isolierende Eigenschaft aufzuweisen. Es versteht sich ebenfalls, dass jedes der isolierenden Medien eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit besaß.
Es versteht sich auch, dass in jedem derselben Beispiele das im Umschalterabschnitt verwendete isolierende Medium einen Flammpunkt von mehr als 250°C und einen spezifischen Volumen-Widerstand von 1,0 × 10¹³ Ω·cm oder mehr hatte, um eine ausreichende isolierende Eigenschaft aufzuweisen.
Beispiel 10 und Vergleichsbeispiele 5 bis 9:

Die Entflammbarkeit der isolierenden Medien wurde mit einem Kegel-Kalorimeter-Verfahren ausgewertet. Eine ausgestrahlte Kalorie von 50 kW/m² wurde bei jedem der isolierenden Medien angewendet. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Maximalwärme-Erzeugungsrate gemessen. Die Messergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt. Tabelle 4

	Isolierendes Medium	Maximalwärme-Erzeugungsrate (kW/m²)
Beispiel 10	Dimethylsilikonflüssigkeit/gemischte verzweigt-kettige aliphatische Säureester A vom Pentaerythritholtyp = 90 Gew.-%/10 Gew.-%	242
Vergleichsbeispiel 5	Mineralöl	1410
Vergleichsbeispiel 6	Dimethylsilikonflüssigkeit Viskosität: 20 mm²/s bei 25°C	230
Vergleichsbeispiel 7	Dimethylsilikonflüssigkeit Viskosität: 50 mm²/s bei 25°C	203
Vergleichsbeispiel 8	Gemischte verzweigt-kettige aliphatische Säureester A vom Pentaerythritoltyp	770
Vergleichsbeispiel 9	Gemischte verzweigt-kettige aliphatische Säureester C vom Pentaerythritoltyp	744

Es versteht sich, dass die Maximalwärme-Erzeugungsrate von synthetischen Polyolestern niedriger als diejenige von Mineralöl und die Maximalwärme-Erzeugungsrate von Silikonflüssigkeiten sogar noch niedriger ist.
Das Ergebnis, das durch Messen der Maximalwärme-Erzeugungsrate eines Systems erhalten wurde, bei dem gemischte verzweigt-kettige aliphatische Säureester C vom Pentaerythritoltyp zu einer Dimethylsilikonflüssigkeit gegeben wurden, um die Menge der Ester C auf 10 Gew.-% zu setzen, ist ebenfalls als Beispiel in Tabelle 4 gezeigt. Es versteht sich, dass die Maximalwärme-Erzeugungsrate sehr klein ist, welche die Feuerretardation der Dimethylsilikonflüssigkeit reflektiert.
Ihrer Art gemäß würde die Maximalwärme-Erzeugungsrate von synthetischem Polyolester kaum variiert werden; daher würde die Maximalwärme-Erzeugungsrate eines Systems, in dem der Silikonflüssigkeit synthetischer Polyolester zugegeben wird, von den Werten in Tabelle 4 nicht sehr stark variieren.
Wie vorstehend beschrieben, werden durch Einfüllen einer Silikonflüssigkeit mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C als isolierendes Medium in einem Stufenwählerabschnitt, wie in 1 veranschaulicht, in welche Flüssigkeit ein oder mehrere synthetische Polyolester, die durch die Formeln (1), (2), (3) und/oder (4) dargestellt sind, aufgenommen sind, worin R1 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen steht, die Isoliereigenschaft und die Gleiteigenschaft, die für den Stufenwählerabschnitt erforderlich sind, erfüllt, so dass die Feuerretardation des Stufenschalters verbessert werden kann.
Die Erfindung betrifft eine Silikonflüssigkeit enthaltende, stationäre Induktionsvorrichtung, die einen Stufenschalter aufweist und eine Silikonflüssigkeit als Isolier-/Kühlflüssigkeit enthält, sowie eine Technik zur Verbesserung der Feuerretardation, der Lichtbogenfestigkeit und der Gleiteigenschaft der Vorrichtung. Die Erfindung ist auf eine elektrische Vorrichtung, die eine Silikonflüssigkeit verwendet, anwendbar, wie etwa einen Silikonflüssigkeit enthaltenden Transformator.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2006-114615 A [0005]

Claims

An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, die zusammen mit einem Flüssigisoliermaterial mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter zum Einstellen der Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, wobei der Stufenschalter einen Umschalterabschnitt und einen Stufenwählerabschnitt aufweist und das folgende Medium als isolierendes Medium zumindest für den Stufenwählerabschnitt verwendet wird: ein Medium, in dem in einer Silikonflüssigkeit mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C ein synthetischer Polyolester mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in einem Verhältnis von 5 bis 30 Gew.-% des isolierenden Mediums aufgelöst ist.
An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, die zusammen mit einem Flüssigisoliermaterial mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter zum Einstellen der Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, wobei der Stufenschalter einen Umschalterabschnitt und einen Stufenwählerabschnitt aufweist und das folgende Medium als isolierendes Medium zumindest für den Stufenwählerabschnitt verwendet wird: ein Medium, in dem in einer Silikonflüssigkeit mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C einer oder mehrere, ausgewählt aus der Gruppe, die aus synthetischen Polyolestern besteht, die durch die folgenden Formeln (1), (2), (3) und (4) dargestellt sind, in einem Verhältnis von 5 bis 30 Gew.-% der Gesamtheit des isolierenden Mediums aufgelöst sind: (R1-CH₂)₂C(CH₂-O(CO)-R2)₂ (1) R1-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (2) C(CH₂-O(CO)-R2)₄ (3) (R2-(CO)O-CH₂)₃C-CH₂-O-CH₂-C(CH₂-O(CO)-R2)₃ (4)worin R1 für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht und R2 für eine oder mehrere Alkylgruppen mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen steht.
An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Umschalterabschnitt ein Vakuumschalter ist.
An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Silikonflüssigkeit eine oder mehrere ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Silikonen besteht, welche durch die folgenden Formeln (5) und (6) dargestellt sind:
in denen n, p und q jeweils für eine ganze Zahl von 1 oder mehr stehen.
An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Silikonflüssigkeit eine Silikonflüssigkeit mit einem kinematischen Viskositätskoeffizienten von höchstens 50 mm²/s bei 25°C ist.
An einem Stufenschalter angebrachte stationäre Induktionsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Tank, einer elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, die zusammen mit einem Flüssigisoliermaterial in dem Tank platziert ist, und einem Stufenschalter, der einen Umschalterabschnitt und einen Stufenwählerabschnitt aufweist, zum Einstellen der Spannung der elektromagnetischen Induktionsvorrichtung, wobei der Umschalterabschnitt einen Vakuumschalter aufweist und das Folgende als isolierendes Medium für den Stufenwählerabschnitt in dem Stufenschalter eingeschlossen ist: eine Silikonflüssigkeit mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C, worin ein synthetischer Polyolester mit einem Flammpunkt von mehr als 250°C aufgelöst ist.