EP0176782A2

EP0176782A2 - Isolieröl für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtungen

Info

Publication number: EP0176782A2
Application number: EP19850111026
Authority: EP
Inventors: Adolph Dr. Segnitz; Alfred Dr. Hovestadt; Knut Dr. Oppenlaender
Original assignee: Chemische Fabrik Wibarco GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Wibarco GmbH
Priority date: 1984-09-06
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1986-04-09
Also published as: JPS61165906A; DE3432746A1

Abstract

Verwendung von Diphenylalkanen als Isolieröl für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtungen.

Description

Die Erfindung betrifft Isolieröle für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtungen.
Die Isolieröle werden bekanntlich zur Elektroisolation von elektrischen Transformatoren, Schaltern, Kabeln und Kondensatoren, die im Mittel- und Hochspannungsbereich betrieben werden, eingesetzt.
Wie Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Aufl., Band 20, Seite 607 bis 612, beschreibt, finden beispielsweise bestimmte Mineralölfraktionen Verwendung als Isolieröle in Mittel- und Hochspannungseinrichtungen.
Aufgrund ihrer hohen Dielektrizitätskonstanten sowie ihres hohen Flammpunktes sind vielfach halogenierte, insbesondere chlorierte Diphenyle als Isolieröle für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtung gut geeignet. Der Einsatz dieser Isolieröle hat jedoch gezeigt, daß aus ihnen bei stillen elektrischen Entladungen Halogenwasserstoff freigesetzt werden kann, der sowohl die elektrische Mittel- bzw. Hochspannungseinrichtung als auch die Umwelt zu schädigen vermag. Weiterhin können die halogenierten Diphenyle aufgrund ihrer relativ hohen° Viskosität und ihrer geringen Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen in zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten nicht eingesetzt werden.
Als Isolieröle für Kabel werden auch Alkylbenzole mit 9 bis 16 C-Atomen in den Alkylgruppen. gegebenenfalls im Gemisch mit Mineralöl, eingesetzt.
Weiterhin sind als Kondensator-Isolieröle auch Dicarbonsäureester und Polysiloxane bzw. deren fluorierte Derivate bekannt. Diese müssen jedoch erst in aufwendigen Syntheseverfahren erzeugt werden.
Die JP-PS 74 19 084 beschreibt die Verwendung des bei der Herstellung von Alkylbenzol anfallenden Schweralkylats, das aus Alkylbenolen und Diphenylalkanen besteht, als Isolieröl für Transformatoren. Nach dieser Patentschrift wird als Isolieröl die Fraktion des Schweralkylats verwendet, die bei einem Druck von 20 mbar bei einer Temperatur von über 260°C siedet. Diese Fraktion eignet sich jedoch weniger gut als Isolieröl für Kondensatoren und Kabel.
Daraus ergibt sich die Aufgabe, ein Isolieröl zu finden, das aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften als Isolieröl für Kabel und Kondensatoren besonders gut geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit der Verwendung der Diphenylalkane nach Anspruch 1 gelost.
Es wurde überraschend gefunden, daB die Fraktion der Diphenylalkane aus dem bei der Produktion von linearen Alkylbenzolen anfallenden Schweralkylat, die bei einem Druck von 20 mbar bei einer Temperatur von 230 bis 260°C siedet, als Isolieröl für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtungen besonders gut geeignet ist.
Bei der technischen Synthese linearer Alkylbenzole reichern sich im Destillatsrückstand Dialkylbenzole und Diphenylalkane an. Aus diesem Destillationsrückstand wird durch fraktionierte Destillation bei einem Druck von etwa 20 mbar und bei einer Temperatur von 230 bis 260°C das gewünschte Gemisch der Diphenylalkane mit einer Kettenlänge der linearen Alkylgruppe von 8 bis 17 C-Atomen erhalten (vgl. J. Schulze und H. Weiser. Chem. Industrie. Bd. 36. S. 752 (1984).
Demgemäß betrifft die Erfindung die Verwendung von Diphenylalkanen der Formel I

worin R¹ und R² gleiche oder verschiedene lineare Alkylreste mit insgesamt 6 bis 15 C-Atomen bedeuten mit einem Stockpunkt von <-55°C und einem Flammpunkt von >200°C, als Isolieröl für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtungen.
Insbesondere betrifft die Erfindung die Verwendung von Diphenylalkanen gemäß Anspruch 1 der Formel II

in der x, y und z die Zahlen 0 bis 11 und die Summe x+y+z 2 bis 11 betragen.
Die im folgenden angegebenen physikalischen und chemischen Daten belegen die besonderen Eigenschaften der Diphenylalkanfraktion, die erfindungsgemäß als Isolieröl verwendet wird:
Alterungsbeständigkeit nach Baader (140 h/110°C, inhibiertes Öl):

Diese chemischen und physikalischen Eigenschaften bedingen die besonders vorteilhaften elektrischen Eigenschaften des Isolieröls der Erfindung:
Durchschlagspannung nach Trocknung (DIN 57 370) >80 kV

Dielektrischer Verlustfaktor
Der Vorteil der Verwendung der Diphenylalkane als Isolieröl liegt in deren besonders günstigen Eigenschaften, wie dem hohen flammpunkt bei gleichzeitig hoher Dielektrizitätskonstante, geringer Viskosität und sehr niedrigem Stockpunkt begründet. Weitere vorteilhafte Eigenschaften des Isolieröls sind, daß es geruchlos, praktisch unverseifbar, gegen hydrol lytische Einflüsse stabil, mit Wasser praktisch nicht mischbar und nicht hygroskopisch ist. Aufgrund ihrer hohen Gasfestigkeit eignet sich die erfindungsgemäß zu verwendende Fraktion der Diphenylalkane besonders als Isolieröl für Hochleistungskondensatoren sowie für Kabel, sie ist auch vorteilhaft als Schalteröl verwendbar.
Die Fraktion der Diphenylalkane kann erfindungsgemäß als solche direkt als Isolieröl eingesetzt werden oder auch im Gemisch mit einem Gehalt bis zu 50 Gew.% an Dialkylbenzolen einer Kettenlänge der Alkylgruppe von 8 bis 17, vorzugsweise 10 bis 14 Kohlenstoff-Atomen. Derartige Dialkylbenzole sind als Handelsprodukte bekannt. Es ergibt sich daraus ein Gemisch mit folgenden chemischen und physikalischen Eigenschaften:
Alterungsbeständigkeit nach Baader (140 h/118°C, inhibiertes Öl):
Dieses Gemisch stellt ein Isolieröl mit folgenden elektrischen Eigenschaften dar:
Durchschlagspannung nach Trocknung (DIN 57 370) >80 kV

Dielektrischer Verlustfaktor
Auch das Gemisch aus Dialkylbenzolen und Diphenylalkanen stellt ein hervorragendes Isolieröl, insbesondere für Hochleistungskondensatoren, Kabel und Schalter dar.
Zur Erhöhung der Langzeit-Beständigkeit hat es sich bewährt, dem Isolieröl ein Antioxidans, wie zum Beispiel 2.6-Di-tert.-butyl-4-methyl-phenol, in praxisüblichen Mengen von 0,1 bis 3 % bezogen auf das Isolieröl zuzusetzen.

Claims

1. Verwendung von Diphenylalkanen der Formel I

worin R¹ und R² gleiche oder verschiedene lineare Alkylreste mit insgesamt 6 bis 15 C-Atomen bedeuten mit einem Stockpunkt von <-55°C und einem Flammpunkt von >200°C, als Isolieröl für elektrische Mittel-und Hochspannungseinrichtungen.

2. Verwendung von Diphenylalkanen der gemäß Anspruch 1 der Formel II

in der x, y und z die Zahlen 0 bis 11 und die Summe x+y+z 2 bis 11 betragen.

3. Verwendung von Diphenylalkanen gemäß Anspruch 1 zusammen mit Mono-und/oder Dialkylbenzolen mit 8 bis 17 C-Atomen in der linaren Alkylkette in Mengen bis zu 50 Gew.Z, bezogen auf die Gesamtmenge an Isolieröl als Isolieröl für elektrische Mittel- und Hochspannungseinrichtungen.

4. Verwendung von Diphenylalkanen gemäß Ansprüchen 1 und 2 als Isoliermittel für Mittel- und Hochspannungskabel.

5. Verwendung von Diphenylalkanen gemäß Ansprüchen 1 und 2 als Isoliermittel für Mittel- und Hochspannungskondensatoren.

6. Verwendung von Diphenylalkanen gemäß Ansprüchen 1 und 2 als Isoliermittel für Mittel und Hochspannungsschalter.

7. Verwendung von Diphenylalkanen gemäß Ansprüchen 1 und 2 zusammen mit 0,1 bis 3 Gew.X bezogen auf die Diphenylalkane eines Antioxidans.

8. Verfahren zur Herstellung von Diphenylalkanen zur Verwendung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Diphenylalkane durch Destillation bei einer Temperatur von 230 bis 260°C und einem Druck von etwa 20 mbar aus dem bei der Produktion von linearen Alkylbenzolen anfallenden Schweralkylat gewinnt.