DE102020213463A1 - Gas insulated electrical system - Google Patents

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DE102020213463A1
DE102020213463A1 DE102020213463.4A DE102020213463A DE102020213463A1 DE 102020213463 A1 DE102020213463 A1 DE 102020213463A1 DE 102020213463 A DE102020213463 A DE 102020213463A DE 102020213463 A1 DE102020213463 A1 DE 102020213463A1
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Martin Ise
Florian Kessler
Felix Goll
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte elektrische Anlage mit einem Gehäuse (3), das einen Innenraum begrenzt, einem elektrischen Leiter (2), der in dem Innenraum angeordnet ist, einem Isolationsgas (14), das den elektrischen Leiter (2) umgibt und von dem Gehäuse (3) in dem Innenraum gehalten ist, und einem Lösungsmittel (6), das in dem Innenraum angeordnet ist und eine Grenzfläche (15) mit dem Isolationsgas (14) hat.The invention relates to a gas-insulated electrical system with a housing (3) which delimits an interior space, an electrical conductor (2) which is arranged in the interior space, an insulating gas (14) which surrounds the electrical conductor (2) and from which Housing (3) is held in the interior space, and a solvent (6) which is arranged in the interior space and has an interface (15) with the insulating gas (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine gasisolierte elektrische Anlage.The invention relates to a gas-insulated electrical system.

In einer gasisolierten elektrischen Anlage, wie beispielweise einem gasisolierten Rohrleiter oder einer gasisolierten Schaltanlage, ist ein elektrischer Leiter von einem Isolationsgas umgeben. Bei dem Isolationsgas kann es sich beispielsweise um Schwefelhexafluorid SF6 handeln. Im Laufe der Zeit kann sich das Isolationsgas zersetzen und dadurch können sich Zersetzungsprodukte bilden. Auch ist es denkbar, dass das Isolationsgas mit Komponenten der gasisolierten elektrischen Anlage reagiert und dadurch Reaktionsprodukte bildet. Die Bildung der Zersetzungsprodukte und/oder der Reaktionsprodukte ist nachteilig, weil zum einen dadurch die Menge an Isolationsgas abnimmt, zum anderem können die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte flüssig und/oder fest sein und zu einem elektrischen Durchschlag in der gasisolierten elektrischen Anlage führen, insbesondere wenn die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte sich in solchen Bereichen der gasisolierten elektrischen Anlage ablagern, in denen hohe elektrische Feldstärken vorliegen.In a gas-insulated electrical system, such as a gas-insulated pipe conductor or a gas-insulated switchgear, an electrical conductor is surrounded by an insulating gas. The insulating gas can be sulfur hexafluoride SF 6 , for example. Over time, the insulation gas can decompose and as a result, decomposition products can form. It is also conceivable that the insulating gas reacts with components of the gas-insulated electrical system and thereby forms reaction products. The formation of decomposition products and/or reaction products is disadvantageous because, on the one hand, this reduces the amount of insulating gas, and, on the other hand, the decomposition products and/or reaction products can be liquid and/or solid and lead to electrical breakdown in the gas-insulated electrical system. in particular when the decomposition products and/or the reaction products are deposited in those areas of the gas-insulated electrical system in which high electric field strengths are present.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gasisolierte elektrische Anlage zu schaffen, bei denen elektrische Durchschläge aufgrund von Zersetzungsprodukten und/oder Reaktionsprodukten eines Isolationsgases vermieden werden können.The object of the invention is therefore to create a gas-insulated electrical system in which electrical breakdowns due to decomposition products and/or reaction products of an insulating gas can be avoided.

Die erfindungsgemäße gasisolierte elektrische Anlage weist ein Gehäuse, das einen Innenraum begrenzt, einen elektrischen Leiter, der in dem Innenraum angeordnet ist, ein Isolationsgas, das den elektrischen Leiter umgibt und von dem Gehäuse in dem Innenraum gehalten ist, und ein Lösungsmittel auf, das in dem Innenraum angeordnet ist und eine Grenzfläche mit dem Isolationsgas hat. Durch das Vorsehen des Lösungsmittels können Zersetzungsprodukte und/oder Reaktionsprodukte des Isolationsgases die Grenzfläche durchdringen und in dem Lösungsmittel gebunden werden. Dadurch kann vermieden werden, dass sich die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte an Bereichen der gasisolierten Anlage ablagern, an denen die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte zu elektrischen Durchschlägen führen können. Dadurch können elektrische Durchschläge aufgrund von Ablagerungen des Zersetzungsprodukts und/oder des Reaktionsprodukts vermieden werden.The gas-insulated electrical system according to the invention has a housing that delimits an interior space, an electrical conductor that is arranged in the interior space, an insulating gas that surrounds the electrical conductor and is held in the interior space by the housing, and a solvent that is is arranged in the inner space and has an interface with the insulating gas. By providing the solvent, decomposition products and/or reaction products of the insulating gas can penetrate the interface and be bound in the solvent. This can prevent the decomposition products and/or the reaction products from being deposited in areas of the gas-insulated system where the decomposition products and/or the reaction products can lead to electrical breakdowns. As a result, electrical breakdowns due to deposits of the decomposition product and/or the reaction product can be avoided.

Es ist bevorzugt, dass das Isolationsgas ein fluoriertes Alkyronitril aufweist oder im Wesentlichen aus dem fluorierten Alkyronitril besteht. Die fluorierten Alkyronitrile zersetzen sich schneller und sind reaktiver als Schwefelhexafluorid und daher ist es besonders relevant, das Lösungsmittel für diese Klasse von Verbindungen vorzusehen. Es ist besonders bevorzugt, dass das fluorierte Alkyronitril ein perfluoriertes Alkyronitril ist. Beispielsweise kann das perfluorierte Alkyronitril die Summenformel C3F7CN haben und insbesondere Heptafluoroisobutyronitril sein. Die Alkyronitrile können durch Reaktion mit Wasser zu einem Amid reagieren. Durch eine Reaktion des Amids mit einem Molekül des Alkyronitrils kann ein N-Acylamidin gebildet werden. Diese Reaktionen sind beispielhaft in Reaktionsgleichung (I) anhand des Heptafluoroisobutyronitril dargestellt.

Figure DE102020213463A1_0001
Das Amid kann in Form schuppenförmiger farbloser Kristalle resublimieren und das N-Acylamidin kann in Form nadelförmiger farbloser Kristalle resublimieren. Das N-Acylamidin kann zusammen mit Kupfer lilafarbene Komplexe bilden, was in Reaktionsgleichung (II) dargestellt ist.
Figure DE102020213463A1_0002
 It is preferred that the isolation gas comprises a fluorinated alkyronitrile or consists essentially of the fluorinated alkyronitrile. The fluorinated alkyronitriles decompose faster and are more reactive than sulfur hexafluoride and therefore it is particularly relevant to design the solvent for this class of compounds. It is particularly preferred that the fluorinated alkyronitrile is a perfluorinated alkyronitrile. For example, the perfluorinated alkyronitrile can have the empirical formula C 3 F 7 CN and in particular be heptafluoroisobutyronitrile. The alkyronitriles can react with water to form an amide. An N-acylamidine can be formed by a reaction of the amide with a molecule of the alkyronitrile. These reactions are shown by way of example in reaction equation (I) using heptafluoroisobutyronitrile.
Figure DE102020213463A1_0001
 The amide can re-sublimate as flaky colorless crystals and the N-acylamidine can re-sublimate as needle-like colorless crystals. The N-acylamidine can form purple complexes with copper as shown in reaction equation (II).
Figure DE102020213463A1_0002

Es ist bevorzugt, dass das Lösungsmittel zumindest einen Stoff aufweist oder im Wesentlichen aus dem mindestens einen Stoff besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe: ionische Flüssigkeit, Glycol, Glycolester, Glycolether, insbesondere Triethylenglycoldimethylether, Kohlensäureester, insbesondere 1,2-Propylencarbonat und/oder Kohlensäurediphenylester, Sulfolan, Chinolin, Tetrahydrofurfurylalkohol, N-Methylpyrrolidon und Formamid. Alle vorgenannten Lösungsmittel haben einen niedrigen Dampfdruck. Dadurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Partialdrücke der Komponenten des Isolationsgases in dem Innenraum durch das Vorsehen des Lösungsmittels nur geringfügig abgesenkt werden und dass nur eine geringe Stoffmenge des Lösungsmittels in die Gasphase gelangt. Einen besonders niedrigen Dampfdruck hat die ionische Flüssigkeit.It is preferred that the solvent has at least one substance or essentially consists of at least one substance selected from the group: ionic liquid, glycol, glycol ester, glycol ether, in particular triethylene glycol dimethyl ether, carbonic acid ester, in particular 1,2-propylene carbonate and/or or diphenyl carbonate, sulfolane, quinoline, tetrahydrofurfuryl alcohol, N-methylpyrrolidone and formamide. All of the above solvents have a low vapor pressure. The advantageous result of this is that the partial pressures of the components of the insulating gas in the interior are only slightly lowered by the provision of the solvent and that only a small amount of the solvent gets into the gas phase. The ionic liquid has a particularly low vapor pressure.

Es ist bevorzugt, dass die ionische Flüssigkeit zumindest ein Kation aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, Guanidinium, Uronium, Thiouronium, Piperidinium, Morpholinium, Ammonium, Phosphonium, alkyliertes Imidazolium, alkyliertes Pyridinium, alkyliertes Pyrrolidinium, alkyliertes Guanidinium, alkyliertes Uronium, alkyliertes Thiouronium, alkyliertes Piperidinium, alkyliertes Morpholinium, alkyliertes Ammonium und alkyliertes Phosphonium. Es ist bevorzugt, dass die ionische Flüssigkeit zumindest ein Anion aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Halogenid, insbesondere Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Tetrafluoroborat, fluorierte Alkyl- (z.B. B(CF3)4 -), Aryl-(z.B. B(C6F5)4 -) und/oder Alkylarylborate (z.B. B(C6F4CF3)4 -), Trifluoracetat, Triflat, Hexafluorophosphat, fluorierte Alkyl- (z.B. P(C3F7)6 -), Aryl-(z.B. P (C6F5) 6 -) und/oder Alkylarylphosphate (z.B. P(C6F4CF3) 6 -), Phosphinat, Tosylat, Imid, insbesondere Trifluormethansulfonimid, und Amid. Beispielsweise kann die ionische Flüssigkeit 1-Ethyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonat und/oder 1-Butyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonimid aufweisen oder im Wesentlichen aus 1-Ethyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonat und/oder 1-Butyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonimid bestehen.It is preferred that the ionic liquid has at least one cation selected from the group: imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, guanidinium, uronium, thiouronium, piperidinium, morpholinium, ammonium, phosphonium, alkylated imidazolium, alkylated pyridinium, alkylated pyrrolidinium, alkylated guanidinium, alkylated uronium, alkylated thiouronium, alkylated piperidinium, alkylated morpholinium, alkylated ammonium and alkylated phosphonium. It is preferred that the ionic liquid has at least one anion selected from the group: halide, in particular fluoride, chloride, bromide, iodide, tetrafluoroborate, fluorinated alkyl (e.g. B(CF 3 ) 4 - ), aryl-( eg B(C 6 F 5 ) 4 - ) and/or alkylaryl borates (eg B(C 6 F 4 CF 3 ) 4 - ), trifluoroacetate, triflate, hexafluorophosphate, fluorinated alkyl (eg P(C 3 F 7 ) 6 - ), aryl (eg P(C 6 F 5 ) 6 - ) and/or alkylaryl phosphates (eg P(C 6 F 4 CF 3 ) 6 - ), phosphinate, tosylate, imide, in particular trifluoromethanesulfonimide, and amide. For example, the ionic liquid can contain 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate and/or 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonimide or consist essentially of 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate and/or 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonimide.

Das Glycol ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe: Ethylenglycol, Diethylenglycol und/oder Triethylenglycol.The glycol is preferably selected from the group: ethylene glycol, diethylene glycol and/or triethylene glycol.

Es ist bevorzugt, dass der Glycolester ein Monoester ist, insbesondere ein Methansäureester, ein Ethansäureester, ein Propansäureester, ein Butansäureester, ein Pentansäureester und/oder ein Hexansäureester, wobei der Säurerest des Glycolesters unsubstituiert, teilweise fluoriert und/oder perfluoriert ist, und/oder wobei der Glycolester ein Diester ist, insbesondere ein Methansäureester, ein Ethansäureester, ein Propansäureester, ein Butansäureester, ein Pentansäureester und/oder ein Hexansäureester, wobei der Säurerest des Glycolesters unsubstituiert, teilweise fluoriert und/oder perfluoriert ist. Sowohl bei dem Monoester als auch bei dem Diester kann der Glycolrest des Glycolesters Ethylenglycol, Diethylenglycol und/oder Triethylenglycol sein.It is preferred that the glycol ester is a monoester, in particular a methanoic ester, an ethanoic ester, a propanoic ester, a butanoic ester, a pentanoic ester and/or a hexanoic ester, wherein the acid residue of the glycol ester is unsubstituted, partially fluorinated and/or perfluorinated, and/or wherein the glycol ester is a diester, in particular a methanoic ester, an ethanoic ester, a propanoic ester, a butanoic ester, a pentanoic ester and/or a hexanoic ester, wherein the acid residue of the glycol ester is unsubstituted, partially fluorinated and/or perfluorinated. In both the monoester and the diester, the glycol residue of the glycol ester can be ethylene glycol, diethylene glycol and/or triethylene glycol.

Es ist bevorzugt, dass der Ether ausgewählt ist aus der Gruppe:

Figure DE102020213463A1_0003
wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe C1- bis C6-Alkyl, teilweise fluoriertes C1- bis C6-Alkyl und perfluoriertes C1-bis C6-Alkyl und R' ausgewählt ist aus der Gruppe C1- bis C6-Alkyl, teilweise fluoriertes C1- bis C6-Alkyl und perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl.It is preferred that the ether is selected from the group:
Figure DE102020213463A1_0003
 wherein R is selected from the group C1 to C6 alkyl, partially fluorinated C1 to C6 alkyl and perfluorinated C1 to C6 alkyl and R' is selected from the group C1 to C6 alkyl, partially fluorinated C1 to C6 C6 alkyl and perfluorinated C1 to C6 alkyl.

In untenstehender Tabelle sind einige beispielhafte Lösungsmittel zusammen mit den zugehörigen Siedetemperaturen TS unter Normaldruck aufgelistet. Dabei gelangt umso weniger des Lösungsmittels in die Gasphase und es wird umso weniger der Partialdruck des Isolationsgases abgesenkt, je höher die Siedetemperatur TS ist. Ebenfalls sind, soweit bekannt, die Löslichkeiten CS bei 25°C des in Reaktionsgleichung (I) abgebildeten Amids aufgelistet. Das Amid hat eine sehr gute Löslichkeit in Triethylenglykol und eine noch bessere Löslichkeit in 1,2-Propylencarbonat. Durch die gute Löslichkeit braucht nur eine geringe Menge des Lösungsmittels vorgesehen werden und/oder das Lösungsmittel braucht nur selten gewechselt zu werden. Lösungsmittel TS/°C Cs/ (mol/1) 1-Ethyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonat 350 Ethylenglycol 198 Diethylenglycol 245 Triethylenglycol 285 0,39 Triethylenglycoldimethylether 216 1,2-Proylencarbonat 242 1,89 Kohlensäurediphenylester 301 Sulfolan 285 Chinolin 238 Tetrahydrofurfurylalkohol 178 N-Methylpyrrolidon 202 Formamid 210 Some exemplary solvents are listed in the table below together with the associated boiling temperatures T S under atmospheric pressure. The higher the boiling point T S , the less solvent gets into the gas phase and the less the partial pressure of the insulating gas is lowered. Also, as far as is known, the solubilities C S at 25°C of the in reaction equation (I) shown amides listed. The amide has very good solubility in triethylene glycol and even better solubility in 1,2-propylene carbonate. Due to the good solubility, only a small amount of the solvent needs to be provided and/or the solvent only needs to be changed infrequently. solvent Ts/° C Cs /(mol/1) 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate 350 ethylene glycol 198 diethylene glycol 245 triethylene glycol 285 0.39 triethylene glycol dimethyl ether 216 1,2-propylene carbonate 242 1.89 carbonic acid diphenyl ester 301 sulfolane 285 quinoline 238 tetrahydrofurfuryl alcohol 178 N-methylpyrrolidone 202 formamide 210

Die Siedetemperatur TS des Lösungsmittels unter Normaldruck beträgt bevorzugt mindestens 170°C, besonders bevorzugt mindestens 195°C oder besonders bevorzugt mindestens 250°.The boiling point T S of the solvent under normal pressure is preferably at least 170° C., particularly preferably at least 195° C. or particularly preferably at least 250°.

Es ist bevorzugt, dass die Anlage ein Gefäß aufweist, das offen ist, in dem Innenraum angeordnet ist und in dem das Lösungsmittel angeordnet ist. Dabei ist es denkbar, dass das Gefäß ein von dem Gehäuse separates Bauteil ist. Es ist besonders bevorzugt, dass mindestens ein oberes Ende des Gefäßes abgerundet ist. Dadurch können Überhöhungen der Feldstärke an dieser Stelle gering gehalten werden, wodurch Teilentladungen und Durchschläge vermieden werden können.It is preferred that the plant comprises a vessel which is open, is arranged in the inner space and in which the solvent is arranged. It is conceivable that the vessel is a component that is separate from the housing. It is particularly preferred that at least an upper end of the vessel is rounded. As a result, excessive increases in field strength can be kept low at this point, which means that partial discharges and breakdowns can be avoided.

Es ist bevorzugt, dass die Anlage einen Rührer aufweist, der in dem Gefäß angeordnet ist und eingerichtet ist, das Lösungsmittel zu rühren. Dadurch kann das Lösungsmittel homogenisiert werden, wodurch eine Aufnahmegeschwindigkeit für die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte auch dann hoch bleibt, wenn das Lösungsmittel bereits die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte aufgenommen hat.It is preferred that the plant has a stirrer which is arranged in the vessel and is adapted to stir the solvent. As a result, the solvent can be homogenized, as a result of which the absorption rate for the decomposition products and/or the reaction products remains high even when the solvent has already absorbed the decomposition products and/or the reaction products.

Die Anlage weist bevorzugt ein Kühlgerät auf, das eingerichtet ist, das Lösungsmittel zu kühlen. Dadurch ist das Lösungsmittel ein besonders bevorzugter Ort für eine Kondensation oder eine Resublimation der Zersetzungsprodukte und/oder der Reaktionsprodukte. Dadurch ist es möglich, die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte an einer einzigen Stelle in dem Innenraum zu sammeln. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass das Lösungsmittel und/oder das Gefäß kälter als das Gehäuse sind und die kältesten in dem Innenraum angeordneten Bauteile sind.The system preferably has a cooling device that is set up to cool the solvent. As a result, the solvent is a particularly preferred location for condensation or resublimation of the decomposition products and/or the reaction products. This makes it possible to collect the decomposition products and/or the reaction products at a single point in the interior. It is particularly preferred that the solvent and/or the vessel are colder than the housing and are the coldest components arranged in the interior.

Es ist bevorzugt, dass die Anlage einen Kanal aufweist, der eingerichtet ist, das Lösungsmittel nach außerhalb des Gehäuses und nach innerhalb des Gehäuses zu strömen. Dadurch ist es möglich, das Lösungsmittel auszutauschen, ohne das Gehäuse zu öffnen. Auch ist es möglich, das Lösungsmittel, das entnommen wurde, auf die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte hin zu untersuchen. So ist es beispielsweise möglich, eine Probe des Lösungsmittels zu entnehmen und das Lösungsmittel erst in dem Fall vollständig auszutauschen, dass die Zersetzungsprodukte und/oder die Reaktionsprodukte eine Schwellenkonzentration in dem Lösungsmittel überschritten haben.It is preferred that the system has a channel arranged to flow the solvent to the outside of the housing and to the inside of the housing. This makes it possible to replace the solvent without opening the housing. It is also possible to examine the solvent that has been removed for the decomposition products and/or the reaction products. For example, it is possible to take a sample of the solvent and only replace the solvent completely if the decomposition products and/or the reaction products have exceeded a threshold concentration in the solvent.

Im Folgenden wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnung die Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine gasisolierte elektrische Anlage.The invention is explained in more detail below with reference to the attached schematic drawing. The figure shows a section through a gas-insulated electrical system.

Wie es aus der Figur ersichtlich ist, weist eine gasisolierte elektrische Anlage ein Gehäuse 3, das einen Innenraum begrenzt, einen elektrischen Leiter 2, der in dem Innenraum angeordnet ist, ein Isolationsgas 14, das den elektrischen Leiter 2 umgibt und von dem Gehäuse 3 in dem Innenraum gehalten ist, und ein Lösungsmittel 6 auf, das in dem Innenraum angeordnet ist und eine Grenzfläche 15 mit dem Isolationsgas 14 hat. Das Gehäuse 3 kann den Innenraum einkapseln, so dass das Isolationsgas 14 nicht nach außerhalb des Gehäuses 3 gelangen kann. Um eine Gefahr von elektrischen Durchschlägen zu minimieren, kann das Lösungsmittel 6 an einer Stelle in dem Innenraum angeordnet sein, in dem eine möglichst geringe elektrische Feldstärke vorliegt.As can be seen from the figure, a gas-insulated electrical system has a housing 3 delimiting an interior space, an electrical conductor 2 arranged in the interior space, an insulating gas 14 surrounding the electrical conductor 2 and separated from the housing 3 in the interior is kept, and a solvent 6, which is arranged in the inner space and has an interface 15 with the insulating gas 14. The housing 3 can encapsulate the interior so that the insulating gas 14 cannot escape to the outside of the housing 3 . In order to minimize the risk of electrical breakdowns, the solvent 6 can be arranged at a point in the interior where the electrical field strength is as low as possible.

Die Figur zeigt zudem, dass das Gehäuse 3 einen ersten Gehäuseabschnitt 4, der einen runden Querschnitt hat, und einen zweiten Gehäuseabschnitt 5 aufweisen kann, der beispielsweise einen eckigen Querschnitt haben kann. Der elektrische Leiter 2 kann dabei konzentrisch zu dem ersten Gehäuseabschnitt 4 angeordnet sein. Das Lösungsmittel 6 kann in dem zweiten Gehäuseabschnitt 5 angeordnet sein. Zudem ist denkbar, dass der zweite Gehäuseabschnitt 5 unterhalb des ersten Gehäuseabschnitts 4 angeordnet ist.The figure also shows that the housing 3 can have a first housing section 4, which has a round cross section, and a second housing section 5, which can have an angular cross section, for example. The electrical conductor 2 can be arranged concentrically to the first housing section 4 . The solvent 6 can be arranged in the second housing section 5 . It is also conceivable that the second housing section 5 is arranged below the first housing section 4 .

Wie es aus der Figur ersichtlich ist, kann die Anlage 1 ein Gefäß 7 aufweisen, das offen ist, in dem Innenraum angeordnet ist und in dem das Lösungsmittel 6 angeordnet ist. Das Gefäß 7 kann auf einem unteren Ende des Gehäuses 3 abgestellt sein. Um Überhöhungen der elektrischen Feldstärke möglichst gering zu halten, kann ein oberes Ende 8 des Gefäßes 7 abgerundet sein. Das Gefäß 7 kann die Form einer Wanne haben. Damit kann die Grenzfläche 15 besonders groß ausgeführt werden, wodurch pro Zeiteinheit eine große Stoffmenge der Zersetzungsprodukte und/oder der Reaktionsprodukte in das Lösungsmittel 6 gelangen kann.As can be seen from the figure, the plant 1 can comprise a vessel 7 which is open, is arranged in the inner space and in which the solvent 6 is arranged. The vessel 7 can be placed on a lower end of the housing 3 . In order to keep increases in the electric field strength as low as possible, an upper end 8 of the vessel 7 can be rounded off. The vessel 7 can have the shape of a trough. The interface 15 can thus be made particularly large, as a result of which a large amount of the decomposition products and/or the reaction products can get into the solvent 6 per unit of time.

Es ist denkbar, dass die Anlage 1 ein Kühlgerät 11 aufweist, das eingerichtet ist, das Lösungsmittel 6 zu kühlen. Beispielsweise kann das Kühlgerät 11 das Lösungsmittel 6 direkt kühlen, beispielsweise indem das Kühlgerät 11 eine Kühlschlange aufweist, die in dem Gefäß 7 angeordnet ist und in Kontakt mit dem Lösungsmittel 6 steht. In einem anderen Beispiel kann das Kühlgerät 11 eingerichtet sein, unmittelbar das Gefäß 7 zu kühlen, wodurch das Lösungsmittel 6 indirekt gekühlt wird.It is conceivable that the system 1 has a cooling device 11 which is set up to cool the solvent 6 . For example, the cooling device 11 can cool the solvent 6 directly, for example by the cooling device 11 having a cooling coil which is arranged in the vessel 7 and is in contact with the solvent 6 . In another example, the cooling device 11 can be set up to cool the vessel 7 directly, whereby the solvent 6 is cooled indirectly.

Zudem kann die Anlage 1 einen Rührer 12 aufweisen, der in dem Gefäß 7 angeordnet ist und eingerichtet ist, das Lösungsmittel 6 zu rühren.In addition, the system 1 can have a stirrer 12 which is arranged in the vessel 7 and is set up to stir the solvent 6 .

Die Figur zeigt, dass die Anlage 1 einen Kanal 9 aufweisen kann, der eingerichtet ist, das Lösungsmittel 6 nach außerhalb des Gehäuses 3 und nach innerhalb des Gehäuses 3 zu strömen. Das obere Längsende des Kanals 9 kann dabei an einem unteren Ende eines Gefäßinnenraums des Gefäßes 7 angeordnet sein, damit möglichst das vollständige Lösungsmittel 6 aus dem Gefäß 7 nach unten abgeleitet werden kann. Die Anlage 1 kann ein Absperrorgan 10 aufweisen, mittels dem der Kanal 9 geöffnet und geschlossen werden kann. Für eine gute Zugänglichkeit des Absperrorgans 10 kann das Absperrorgan 10 außerhalb des Gehäuses 3 angeordnet sein.The figure shows that the plant 1 can have a channel 9 arranged to flow the solvent 6 to the outside of the housing 3 and to the inside of the housing 3 . The upper longitudinal end of the channel 9 can be arranged at a lower end of a vessel interior of the vessel 7 so that as much of the solvent 6 as possible can be discharged downwards from the vessel 7 . The system 1 can have a shut-off element 10, by means of which the channel 9 can be opened and closed. The shut-off element 10 can be arranged outside of the housing 3 for good accessibility of the shut-off element 10 .

Die Anlage 1 kann eine Regelungsvorrichtung 13 aufweisen, die eingerichtet ist, die Temperatur des Lösungsmittels 6 mittels des Kühlgeräts 11 zu regeln. Zudem kann die Regelungsvorrichtung 13 eingerichtet sein, den Rührer 12 und/oder das Absperrorgan 10 zu steuern.The system 1 can have a control device 13 which is set up to control the temperature of the solvent 6 by means of the cooling device 11 . In addition, the control device 13 can be set up to control the stirrer 12 and/or the shut-off element 10 .

Die Siedetemperatur TS des Lösungsmittels unter Normaldruck kann mindestens 170°C, mindestens 195°C oder mindestens 250° betragen.The boiling point T S of the solvent under normal pressure can be at least 170° C., at least 195° C. or at least 250°.

Das Lösungsmittel 6 kann zumindest einen Stoff aufweisen oder im Wesentlichen aus dem mindestens einen Stoff bestehen, der ausgewählt ist aus der Gruppe: ionische Flüssigkeit, Glycol, Glycolester, Glycolether, insbesondere Triethylenglycoldimethylether, Kohlensäureester, insbesondere 1,2-Propylencarbonat und/oder Kohlensäurediphenylester, Sulfolan, Chinolin, Tetrahydrofurfurylalkohol, N-Methylpyrrolidon, Formamid und Ether.The solvent 6 can have at least one substance or essentially consist of at least one substance selected from the group: ionic liquid, glycol, glycol ester, glycol ether, in particular triethylene glycol dimethyl ether, carbonic acid ester, in particular 1,2-propylene carbonate and/or carbonic acid diphenyl ester, sulfolane, quinoline, tetrahydrofurfuryl alcohol, N-methylpyrrolidone, formamide and ether.

Die ionische Flüssigkeit kann zumindest ein Kation aufweisen, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, Guanidinium, Uronium, Thiouronium, Piperidinium, Morpholinium, Ammonium, Phosphonium, alkyliertes Imidazolium, alkyliertes Pyridinium, alkyliertes Pyrrolidinium, alkyliertes Guanidinium, alkyliertes Uronium, alkyliertes Thiouronium, alkyliertes Piperidinium, alkyliertes Morpholinium, alkyliertes Ammonium und alkyliertes Phosphonium. Die ionische Flüssigkeit kann zumindest ein Anion aufweisen, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Halogenid, insbesondere Fluorid, Chlorid, Bromid, Iodid, Tetrafluoroborat, fluorierte Alkyl- (z.B. B(CF3)4 -), Aryl- (z.B. B(C6F5)4 -) und/oder Alkylarylborate (z.B. B(C6F4CF3)4 -), Trifluoracetat, Triflat, Hexafluorophosphat, fluorierte Alkyl- (z.B. P(C3F7)6 -), Aryl- (z.B. P(C6F5)6 -) und/oder Alkylarylphosphate (z.B. P(C6F4CF3)6 -), Phosphinat, Tosylat, Imid, insbesondere Trifluormethansulfonimid, und Amid. Beispielsweise kann die ionische Flüssigkeit 1-Ethyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonat und/oder 1-Butyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonimid aufweisen oder im Wesentlichen aus 1-Ethyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonat und/oder 1-Butyl-3-Methylimidazolium trifluormethansulfonimid bestehen.The ionic liquid can have at least one cation selected from the group: imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, guanidinium, uronium, thiouronium, piperidinium, morpholinium, ammonium, phosphonium, alkylated imidazolium, alkylated pyridinium, alkylated pyrrolidinium, alkylated guanidinium, alkylated uronium , alkylated thiouronium, alkylated piperidinium, alkylated morpholinium, alkylated ammonium and alkylated phosphonium. The ionic liquid can have at least one anion selected from the group: halide, in particular fluoride, chloride, bromide, iodide, tetrafluoroborate, fluorinated alkyl (e.g. B(CF 3 ) 4 - ), aryl (e.g. B(C 6 F 5 ) 4 - ) and/or alkyl aryl borates (e.g. B(C 6 F 4 CF 3 ) 4 - ), trifluoroacetate, triflate, hexafluorophosphate, fluorinated alkyl (e.g. P(C 3 F 7 ) 6 - ), aryl (eg P(C 6 F 5 ) 6 - ) and/or alkylaryl phosphates (eg P(C 6 F 4 CF 3 ) 6 - ), phosphinate, tosylate, imide, in particular trifluoromethanesulfonimide, and amide. For example, the ionic liquid can be 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate and/or 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonimide or consist essentially of 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate and/or 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonimide.

Das Glycol kann ausgewählt sein aus der Gruppe: Ethylenglycol, Diethylenglycol und/oder Triethylenglycol.The glycol can be selected from the group: ethylene glycol, diethylene glycol and/or triethylene glycol.

Der Glycolester kann ein Monoester sein, insbesondere ein Methansäureester, ein Ethansäureester, ein Propansäureester, ein Butansäureester, ein Pentansäureester und/oder ein Hexansäureester, wobei der Säurerest des Glycolesters unsubstituiert, teilweise fluoriert und/oder perfluoriert ist, und/oder der Glycolester kann ein Diester sein, insbesondere ein Methansäureester, ein Ethansäureester, ein Propansäureester, ein Butansäureester, ein Pentansäureester und/oder ein Hexansäureester, wobei der Säurerest des Glycolesters unsubstituiert, teilweise fluoriert und/oder perfluoriert ist. Sowohl bei dem Monoester als auch bei dem Diester kann der Glycolrest des Glycolesters Ethylenglycol, Diethylenglycol und/oder Triethylenglycol sein.The glycol ester can be a monoester, in particular a methanoic ester, an ethanoic ester, a propanoic ester, a butanoic ester, a pentanoic ester and/or a hexanoic ester, where the acid residue of the glycol ester is unsubstituted, partially fluorinated and/or perfluorinated, and/or the glycol ester can be a Diesters, in particular a methanoic ester, an ethanoic ester, a propanoic ester, a butanoic ester, a pentanoic ester and/or a hexanoic ester, the acid residue of the glycol ester being unsubstituted, partially fluorinated and/or perfluorinated. In both the monoester and the diester, the glycol residue of the glycol ester can be ethylene glycol, diethylene glycol and/or triethylene glycol.

Der Ether kann ausgewählt sein aus der Gruppe:

Figure DE102020213463A1_0004
wobei R ausgewählt ist aus der Gruppe C1- bis C6-Alkyl, teilweise fluoriertes C1- bis C6-Alkyl und perfluoriertes C1-bis C6-Alkyl und R' ausgewählt ist aus der Gruppe C1- bis C6-Alkyl, teilweise fluoriertes C1- bis C6-Alkyl und perfluoriertes C1- bis C6-Alkyl.The ether can be selected from the group:
Figure DE102020213463A1_0004
 wherein R is selected from the group C1 to C6 alkyl, partially fluorinated C1 to C6 alkyl and perfluorinated C1 to C6 alkyl and R' is selected from the group C1 to C6 alkyl, partially fluorinated C1 to C6 C6 alkyl and perfluorinated C1 to C6 alkyl.

Das Isolationsgas 14 kann ein fluoriertes Alkyronitril aufweisen oder im Wesentlichen aus dem fluorierten Alkyronitril bestehen. Das fluorierte Alkyronitril kann ein perfluoriertes Alkyronitril sein. Beispielsweise kann das perfluorierte Alkyronitril die Summenformel C3F7CN haben und insbesondere Heptafluoroisobutyronitril sein.The isolation gas 14 may include a fluorinated alkyronitrile or consist essentially of the fluorinated alkyronitrile. The fluorinated alkyronitrile can be a perfluorinated alkyronitrile. For example, the perfluorinated alkyronitrile can have the empirical formula C 3 F 7 CN and in particular be heptafluoroisobutyronitrile.

Claims (15)

Gasisolierte elektrische Anlage mit einem Gehäuse (3), das einen Innenraum begrenzt, einem elektrischen Leiter (2), der in dem Innenraum angeordnet ist, einem Isolationsgas (14), das den elektrischen Leiter (2) umgibt und von dem Gehäuse (3) in dem Innenraum gehalten ist, und einem Lösungsmittel (6), das in dem Innenraum angeordnet ist und eine Grenzfläche (15) mit dem Isolationsgas (14) hat.Gas-insulated electrical system with a housing (3) which delimits an interior space, an electrical conductor (2) which is arranged in the interior space, an insulating gas (14) which surrounds the electrical conductor (2) and from the housing (3) held in the inner space, and a solvent (6) disposed in the inner space and having an interface (15) with the insulating gas (14). Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 1, wobei das Isolationsgas (14) ein fluoriertes Alkyronitril aufweist oder im Wesentlichen aus dem fluorierten Alkyronitril besteht.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 1 , wherein the insulating gas (14) comprises a fluorinated alkyronitrile or consists essentially of the fluorinated alkyronitrile. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 2, wobei das fluorierte Alkyronitril ein perfluoriertes Alkyronitril ist, insbesondere hat das perfluorierte Alkyronitril die Summenformel C3F7CN und ist insbesondere Heptafluoroisobutyronitril.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 2 , wherein the fluorinated alkyronitrile is a perfluorinated alkyronitrile, in particular the perfluorinated alkyronitrile has the molecular formula C 3 F 7 CN and is in particular heptafluoroisobutyronitrile. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Lösungsmittel (6) zumindest einen Stoff aufweist oder im Wesentlichen aus dem mindestens einen Stoff besteht, der ausgewählt ist aus der Gruppe: ionische Flüssigkeit, Glycol, Glycolester, Glycolether, insbesondere Triethylenglycoldimethylether, Kohlensäureester, insbesondere 1,2-Propylencarbonat und/oder Kohlensäurediphenylester, Sulfolan, Chinolin, Tetrahydrofurfurylalkohol, N-Methylpyrrolidon, Formamid und Ether.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 1 until 3 , wherein the solvent (6) comprises at least one substance or essentially consists of at least one substance selected from the group: ionic liquid, glycol, glycol ester, glycol ether, in particular triethylene glycol dimethyl ether, carbonic acid ester, in particular 1,2-propylene carbonate and/or or carbonic acid diphenyl ester, sulfolane, quinoline, tetrahydrofurfuryl alcohol, N-methylpyrrolidone, formamide and ether. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 4, wobei die ionische Flüssigkeit zumindest ein Kation aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Imidazolium, Pyridinium, Pyrrolidinium, Guanidinium, Uronium, Thiouronium, Piperidinium, Morpholinium, Ammonium, Phosphonium, alkyliertes Imidazolium, alkyliertes Pyridinium, alkyliertes Pyrrolidinium, alkyliertes Guanidinium, alkyliertes Uronium, alkyliertes Thiouronium, alkyliertes Piperidinium, alkyliertes Morpholinium, alkyliertes Ammonium und alkyliertes Phosphonium.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 4 , wherein the ionic liquid has at least one cation selected from the group: imidazolium, pyridinium, pyrrolidinium, guanidinium, uronium, thiouronium, piperidinium, morpholinium, ammonium, phosphonium, alkylated imidazolium, alkylated pyridinium, alkylated pyrrolidinium, alkylated guanidinium, alkylated uronium, alkylated thiouronium, alkylated piperidinium, alkylated morpholinium, alkylated ammonium and alkylated phosphonium. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 5, wobei die ionische Flüssigkeit zumindest ein Anion aufweist, das ausgewählt ist aus der Gruppe: Halogenid, Tetrafluoroborat, fluorierte Alkyl-, Aryl- und/oder Alkylarylborate, Trifluoracetat, Triflat, Hexafluorophosphat, fluorierte Alkyl-, Aryl- und/oder Alkylarylphosphate, Phosphinat, Tosylat, Imid, insbesondere Trifluormethansulfonimid, und Amid.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 5 , wherein the ionic liquid has at least one anion selected from the group: halide, tetrafluoroborate, fluorinated alkyl, aryl and/or alkylaryl borates, trifluoroacetate, triflate, hexafluorophosphate, fluorinated alkyl, aryl and/or alkylaryl phosphates, phosphinate , tosylate, imide, especially trifluoromethanesulfonimide, and amide. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Glycol zumindest einen Stoff aufweist, der ausgewählt ist aus der Gruppe: Ethylenglycol, Diethylenglycol und/oder Triethylenglycol.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 4 until 6 , wherein the glycol has at least one substance selected from the group: ethylene glycol, diethylene glycol and/or triethylene glycol. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der Glycolester ein Monoester ist, insbesondere ein Methansäureester, ein Ethansäureester, ein Propansäureester, ein Butansäureester, ein Pentansäureester und/oder ein Hexansäureester, wobei der Säurerest des Glycolesters unsubstituiert, teilweise fluoriert und/oder perfluoriert ist, und/oder wobei der Glycolester ein Diester ist, insbesondere ein Methansäureester, ein Ethansäureester, ein Propansäureester, ein Butansäureester, ein Pentansäureester und/oder ein Hexansäureester, wobei der Säurerest des Glycolesters unsubstituiert, teilweise fluoriert und/oder perfluoriert ist.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 4 until 7 , wherein the glycol ester is a monoester, in particular a methanoic ester, an ethanoic ester, a propanoic ester, a butanoic ester, a pentanoic ester and/or a hexanoic ester, wherein the acid residue of the glycol ester is unsubstituted, partially fluorinated and/or perfluorinated, and/or wherein the glycol ester is is a diester, in particular a methanoic ester, an ethanoic ester, a propanoic ester, a butanoic ester, a pentanoic ester and/or a hexanoic ester, where the acid residue of the glycol ester is unsubstituted, partially fluorinated and/or perfluorinated. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 8, wobei der Glycolrest des Glycolesters Ethylenglycol, Diethylenglycol und/oder Triethylenglycol ist.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 8 wherein the glycol residue of the glycol ester is ethylene glycol, diethylene glycol and/or triethylene glycol. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Siedetemperatur TS des Lösungsmittels unter Normaldruck mindestens 170°C, bevorzugt mindestens 195°C und besonders bevorzugt mindestens 250° beträgt.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 1 until 9 , where the boiling point T S of the solvent under normal pressure is at least 170° C., preferably at least 195° C. and particularly preferably at least 250°. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Anlage (1) ein Gefäß (7) aufweist, das offen ist, in dem Innenraum angeordnet ist und in dem das Lösungsmittel (6) angeordnet ist.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 1 until 10 , wherein the plant (1) comprises a vessel (7) which is open, is arranged in the inner space and in which the solvent (6) is arranged. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 11, wobei mindestens ein oberes Ende (8) des Gefäßes (7) abgerundet ist.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 11 , wherein at least one upper end (8) of the vessel (7) is rounded. Gasisolierte elektrische Anlage gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Anlage (1) einen Rührer (12) aufweist, der in dem Gefäß (7) angeordnet ist und eingerichtet ist, das Lösungsmittel (6) zu rühren.Gas-insulated electrical system in accordance with claim 11 or 12 , wherein the plant (1) has a stirrer (12) which is arranged in the vessel (7) and is set up to stir the solvent (6). Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Anlage (1) ein Kühlgerät (11) aufweist, das eingerichtet ist, das Lösungsmittel (6) zu kühlen.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 1 until 13 , wherein the system (1) has a cooling device (11) which is set up to cool the solvent (6). Gasisolierte elektrische Anlage gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anlage (1) einen Kanal (9) aufweist, der eingerichtet ist, das Lösungsmittel (6) nach außerhalb des Gehäuses (3) und nach innerhalb des Gehäuses (3) zu strömen.Gas-insulated electrical system according to any of Claims 1 until 14 , wherein the system (1) has a channel (9) which is adapted to flow the solvent (6) to the outside of the housing (3) and to the inside of the housing (3).
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