ES2393370T3 - Fluido dieléctrico biodegradable - Google Patents
Fluido dieléctrico biodegradable Download PDFInfo
- Publication number
- ES2393370T3 ES2393370T3 ES07730389T ES07730389T ES2393370T3 ES 2393370 T3 ES2393370 T3 ES 2393370T3 ES 07730389 T ES07730389 T ES 07730389T ES 07730389 T ES07730389 T ES 07730389T ES 2393370 T3 ES2393370 T3 ES 2393370T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- dielectric fluid
- content
- fluid according
- oil
- oils
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 34
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims abstract description 34
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims abstract description 31
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011732 tocopherol Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229930003799 tocopherol Natural products 0.000 claims abstract description 18
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 235000019149 tocopherols Nutrition 0.000 claims abstract description 15
- QUEDXNHFTDJVIY-UHFFFAOYSA-N γ-tocopherol Chemical class OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1 QUEDXNHFTDJVIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims abstract description 12
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000006078 metal deactivator Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 14
- 238000007710 freezing Methods 0.000 claims description 10
- 230000008014 freezing Effects 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 229960001295 tocopherol Drugs 0.000 claims description 7
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 5
- 240000007817 Olea europaea Species 0.000 claims description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 4
- GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N α-tocopherol Chemical compound OC1=C(C)C(C)=C2O[C@@](CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-IEOSBIPESA-N 0.000 claims description 4
- BIGYLAKFCGVRAN-UHFFFAOYSA-N 1,3,4-thiadiazolidine-2,5-dithione Chemical compound S=C1NNC(=S)S1 BIGYLAKFCGVRAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 3
- GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N d-alpha-tocopherol Natural products OC1=C(C)C(C)=C2OC(CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C)(C)CCC2=C1C GVJHHUAWPYXKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000010384 tocopherol Nutrition 0.000 claims description 3
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 claims description 3
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 claims description 2
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000020518 Carthamus tinctorius Species 0.000 claims description 2
- 235000003255 Carthamus tinctorius Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000219146 Gossypium Species 0.000 claims description 2
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 claims description 2
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims description 2
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N Linoleic acid Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 claims description 2
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- GLOYGJPNNKTDIG-UHFFFAOYSA-N SC=1N=NSC=1S Chemical group SC=1N=NSC=1S GLOYGJPNNKTDIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 244000044822 Simmondsia californica Species 0.000 claims description 2
- 235000004433 Simmondsia californica Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 claims description 2
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000020778 linoleic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N linoleic acid Natural products CCCCC\C=C/C\C=C\CCCCCCCC(O)=O OYHQOLUKZRVURQ-IXWMQOLASA-N 0.000 claims description 2
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 claims description 2
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010465 pomace olive oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 20
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 12
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 12
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 12
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 12
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N Tert-Butylhydroquinone Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(O)=CC=C1O BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N Propyl gallate Chemical compound CCCOC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 ZTHYODDOHIVTJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerol group Chemical group OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- -1 myristic Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 description 2
- 239000004250 tert-Butylhydroquinone Substances 0.000 description 2
- 235000019281 tert-butylhydroquinone Nutrition 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- QAQJMLQRFWZOBN-LAUBAEHRSA-N L-ascorbyl-6-palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O QAQJMLQRFWZOBN-LAUBAEHRSA-N 0.000 description 1
- 239000011786 L-ascorbyl-6-palmitate Substances 0.000 description 1
- 229930182558 Sterol Natural products 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 235000010385 ascorbyl palmitate Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- SAOKZLXYCUGLFA-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) adipate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)CCCCC(=O)OCC(CC)CCCC SAOKZLXYCUGLFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 1
- 150000001982 diacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 229940067572 diethylhexyl adipate Drugs 0.000 description 1
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid ester group Chemical class C(CCCCCCCCCCC)(=O)O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 150000002759 monoacylglycerols Chemical class 0.000 description 1
- 235000021281 monounsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000003305 oil spill Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 235000010388 propyl gallate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000473 propyl gallate Substances 0.000 description 1
- 229940075579 propyl gallate Drugs 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229940058206 rosemary oil Drugs 0.000 description 1
- 239000010668 rosemary oil Substances 0.000 description 1
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 235000003702 sterols Nutrition 0.000 description 1
- 150000003432 sterols Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 150000005691 triesters Chemical class 0.000 description 1
- PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N triolein Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCC\C=C/CCCCCCCC PHYFQTYBJUILEZ-IUPFWZBJSA-N 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/20—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/08—Cooling; Ventilating
- H01F27/10—Liquid cooling
- H01F27/12—Oil cooling
- H01F27/125—Cooling by synthetic insulating and incombustible liquid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Abstract
La presente invención pertenece al campo de los fluidos dieléctricos para sistemas eléctricos, en concreto, se refiere a un fluidodieléctrico biodegradable de alta resistencia a la oxidación queconsiste en un aceite o una mezcla de aceites vegetales con muyalto contenido en ácido oleico que conservan sustancialmente todos sus tocoferoles naturales y contiene un desactivador de metales, así como a su uso para aislar y refrigerar equipos eléctricos.
Description
Fluido dieléctrico biodegradable
Campo de la invención
La presente invención pertenece al campo de los fluidos dieléctricos para sistemas eléctricos, en concreto, se refiere a un fluido dieléctrico biodegradable de alta resistencia a la oxidación que consiste en un aceite o una mezcla de aceites vegetales con muy alto contenido en ácido oleico que conservan sustancialmente todos sus tocoferoles naturales y contiene un desactivador de metales, así como a su uso para aislar y refrigerar equipos eléctricos.
Generalmente, los fluidos dieléctricos que se emplean en la industria eléctrica consisten en gases o líquidos que tienen como misión más importante conseguir el aislamiento eléctrico entre partes en tensión, así como la de servir como medio de refrigeración. Los líquidos que se emplean como medios dieléctricos pueden tener diferentes procedencias.
Los líquidos más empleados como fluido dieléctrico son los aceites minerales derivados del petróleo. La gran utilización de los aceites minerales se debe a su bajo coste y fácil disponibilidad, así como a sus propiedades dieléctricas, de refrigeración, a la baja viscosidad a temperaturas elevadas y a su excelente comportamiento a temperaturas muy bajas. Igualmente, tienen una estabilidad a la oxidación alta. Pero por otro lado, los aceites minerales suponen el inconveniente de que debido a su composición química, su biodegradabilidad es muy baja, por lo que un derramamiento de dicho aceite puede provocar daños en el ecosistema y puede perdurar en el medio ambiente durante muchos años. Asimismo, los aceites minerales poseen un alto poder de combustión y tienen un punto de fuego muy bajo, por lo que suponen un alto riesgo en caso de incendio y/o explosión.
La normativa actual además requiere que cualquier fluido dieléctrico destinado para uso como refrigerante no debe estar clasificado como inflamable. De acuerdo con el empleo del fluido y el grado de riesgo, se pueden requerir una
o más medidas de seguridad. Una opción de seguridad reconocida es la sustitución de aceites minerales por líquidos menos inflamables o no inflamables. Los líquidos menos inflamables deben tener un punto de fuego igual o mayor a 300ºC. De esta forma, en ocasiones se emplean líquidos dieléctricos con alto punto de fuego (igual o mayor a 300ºC), como por ejemplo aceites de silicona, hidrocarburos de alto peso molecular (HMWH) o ésteres sintéticos. Sin embargo, los aceites de silicona y los hidrocarburos de alto peso molecular (HMWH) se caracterizan, al igual que los aceites minerales, por su nula o baja biodegradabilidad. Asimismo, todos estos líquidos tienen un coste superior al de los aceites minerales.
Entre las alternativas a los líquidos citados anteriormente que han ido apareciendo durante los últimos años, se deben destacar los ésteres naturales procedentes de aceites vegetales. Los ésteres naturales se obtienen a partir de aceites de origen vegetal a través de adecuados procesos de refinado y purificación.
Los aceites vegetales se componen de triacilgliceroles fundamentalmente, y de otros componentes en menor proporción como por ejemplo, monoacilgliceroles, diacilgliceroles, ácidos grasos libres, fosfátidos, esteroles, vitaminas solubles en el aceite, tocoferoles, pigmentos, ceras, alcoholes de cadena larga etc.
Los triacilgliceroles que aparecen en los aceites vegetales son triesteres formados por tres ácidos grasos químicamente enlazados a la glicerina. La fórmula general de un triacilglicerol es:
en la que R, RI, RII pueden ser los mismos o diferentes ácidos grasos con cadenas de carbono de C14 a C22 normalmente y con niveles de insaturación de 0 a 3.
Las principales diferencias entre los distintos aceites vegetales son causadas por los diferentes contenidos de ácidos grasos presentes en la composición de sus triacilgliceroles.
Existen varios ácidos grasos, incluyendo ácidos mirístico, palmítico, esteárico, oleico, linoleico, linolénico, araquídico, eicosenoico, behénico, erúcico, palmiolítico, docosadienoico, lignosérico, tetracosenoico, margárico, margaroleico, gadoleico, caprílico, cáprico, laúrico, pentadecanoico y heptadecanoico. Se diferencian entre ellos por el numero de átomos de carbono y por el número de insaturaciones (dobles enlaces carbono-carbono)
Los tres ácidos grasos en una molécula de triacilglicerol pueden ser todos los mismos o pueden ser dos o tres ácidos grasos diferentes. La composición de ácidos grasos de los triacilgliceroles varía entre especies vegetales y menos entre cepas de una especie particular. Los aceites vegetales derivados de una cepa única tienen esencialmente la misma composición de ácidos grasos en sus triacilgliceroles. Cada triacilglicerol tiene propiedades únicas dependiendo de los ácidos grasos que contenga. Por ejemplo, algunos triacilgliceroles son más susceptibles a oxidación que otros. En este sentido, los aceites formados por triacilgliceroles con ácidos grasos mono-insaturados (con un solo enlace doble C=C) tienen una estabilidad a la oxidación mayor que los aceites formados por triacilgliceroles con ácidos grasos dos o tres dobles enlaces carbono-carbono. Asimismo, los aceites formados por triacilgliceroles con ácidos grasos saturados (ningún doble enlace C=C) tendrán una estabilidad a la oxidación aun mayor que los mono-insaturados pero su mínima temperatura de fluidez sería mucho más alta.
Las mayores ventajas del empleo de aceites vegetales como fluidos dieléctricos se resumen en su excelente biodegradabilidad, su obtención a partir de fuentes naturales renovables, su no-toxicidad, su alto punto de fuego (� 360 ºC) y su reducido coste en comparación con otras opciones con alto punto de fuego como los ésteres sintéticos. Todas las tendencias medioambientales, de salud y de seguridad han reforzado la idea de utilizar los fluidos dieléctricos basados en aceites vegetales.
Sin embargo, los aceites vegetales o sus derivados no están exentos de problemas en su aplicación como fluidos dieléctricos.
Por ejemplo, el punto de congelación (o mínima temperatura de fluidez) de los aceites vegetales es una propiedad a tener en cuenta. El punto de congelación define la temperatura a la que un líquido pasa al estado sólido, con la consiguiente pérdida de propiedades refrigerantes. Según la única norma existente que especifica las propiedades de un aceite vegetal para su uso como fluido dieléctrico, la norma americana ASTM D6871-03, el punto de congelación debe ser como máximo de -10 ºC. Por ello es importante que el fluido dieléctrico esté basado en aceites vegetales que aseguren la permanencia como líquido fluyente incluso cuando el fluido dieléctrico este sometido a temperaturas moderadamente bajas (menores que -15 ºC). Habitualmente se utilizan aditivos para disminuir el punto de congelación y conseguir líquidos dieléctricos más resistentes a las bajas temperaturas. Por ejemplo se han venido utilizando aditivos como PMA (polimetacrilato), oligómeros y polímeros de acetato de polivinilo y/o oligómeros y polímeros acrílicos, dietilhexil adipato, polialquilmetacrilato.
Otros factores problemáticos en las propiedades de los aceites vegetales son la presencia de agua, crecimiento microbiano, la presencia de sólidos, etc.
Pero de hecho uno de los problemas más importantes que presentan los aceites vegetales es el de la oxidación. Los aceites vegetales son normalmente susceptibles a la polimerización cuando se exponen al oxigeno. La exposición al oxigeno activa los enlaces no saturados presentes en los ácidos grasos de los triacilgliceroles de los aceites causando la polimerización oxidativa del aceite, con efectos potencialmente adversos sobre las propiedades del propio fluido dieléctrico. Su susceptibilidad a la oxidación es un fuerte obstáculo para su utilización como dieléctrico.
El problema de la oxidación de los aceites se ha solucionado habitualmente mediante la adición a los aceites de antioxidantes sintéticos como BHA (hidroanisol butilado), BHT (hidrotolueno butilado), TBHQ (butilhidroquinona terciaria), THBP (tetra-hidro-butro-fenona), palmitato de ascorbilo (aceite de romero), galato de propilo etc. Por otro lado, el problema de la oxidación de los fluidos dieléctricos basados en aceites vegetales se acentúa en aparatos eléctricos debido a la actividad catalítica del cobre o de otros metales presentes en este tipo de aparatos.
Todos los problemas anteriormente citados ya han sido planteados anteriormente en las patentes EP1365420, US 2004069975, US6613250, US6340658, US6645404, US6280659, JP2000090740 y JP2005317259, con soluciones dispares.
El documento US 2006/0030499 divulga composiciones de triglicérido alto oleico usadas como fluidos dieléctricos.
Los inventores de la presente invención proponen un líquido dieléctrico que aporta una solución técnica alternativa al problema de la oxidación y que proporciona unas características muy ventajosas al líquido para su aplicación como aislante y refrigerante de aparatos eléctricos.
La solución al problema de la oxidación del fluido dieléctrico de la invención proviene del uso de aceites con muy alto contenido en ácido oleico, y obtenidos por procedimientos de refinado que permiten conservar en un alto porcentaje los tocoferoles naturales presentes en dichos aceites vegetales, dado que los procedimientos tradicionales de refinado comportan la pérdida de una importante cantidad de sus tocoferoles. Un ejemplo de procedimiento apropiado para los fines de la presente invención viene descrito en la patente US 5928696. Los inventores han descubierto que determinados aceites vegetales con muy altos contenidos en ácido oleico y bajos contenidos en linoleico y que conserven en gran medida sus tocoferoles naturales tienen suficiente poder antioxidante para evitar tener que añadir aditivos antioxidantes, como por ejemplo aditivos antioxidantes sintéticos no biodegradables, como se venía haciendo hasta ahora. Los tocoferoles, sin embargo, además de ser sustancialmente biodegradables, son sustancias presentes de forma natural en la composición de los aceites y que poseen importantes propiedades antioxidantes. Existen cuatro tipos de tocoferoles a-, �-, y- y o-tocoferol que poseen diferente poder antioxidante y que se presentan en diferentes proporciones dependiendo del tipo de aceite vegetal y de la variedad de la cual se obtenga.
Además para solucionar el problema de la aceleración de la oxidación por causa de la actividad catalítica de los metales, los inventores de la presente invención prevén la incorporación de desactivadores de metales como derivados de triazol, de benzotriazol, de dimercaptotiadiazol, etc.
Objeto de la invención
Un primer objeto de la invención es un fluido dieléctrico biodegradable exento de aditivos antioxidantes añadidos, sintéticos o no, que comprende un aceite o una mezcla de aceites vegetales con un contenido en ácido oleico (C18:1) superior al 75%, un contenido en tocoferoles naturales superior a 200 ppm y que incorpora un aditivo desactivador de metales en una proporción inferior al 1% en peso. A partir de ahora se denominará a este fluido dieléctrico, fluido de la invención.
Otro objeto de la invención es el uso del fluido de la invención como aislante y refrigerante de aparatos o equipos eléctricos.
En un primer aspecto, la invención se refiere a un fluido dieléctrico biodegradable exento de aditivos antioxidantes sintéticos añadidos al mismo que comprende un aceite o una mezcla de aceites vegetales con un contenido en ácido oleico (C18:1) superior al 75%, caracterizado por tener un contenido en tocoferoles naturales superior a 200 ppm y un aditivo desactivador de metales en una proporción inferior al 1%.
En una realización preferida de la invención el contenido de tocoferoles naturales es superior a 300 ppm y en una realización aun más preferida es superior a 400 ppm.
En una realización preferida de la invención el contenido en ácido oleico del aceite o los aceites vegetales es superior al 80% y en una realización aun más preferida dicho contenido es superior al 90%.
Como en la mayor parte de las aplicaciones de los líquidos dieléctricos estos suelen estar en contacto con metales, el fluido dieléctrico incluye como aditivo un desactivador de metales para evitar que el cobre u otro metal en contacto con el aceite actúe como catalizador de las reacciones de oxidación del mismo. Por lo tanto, es adecuado incluir en la composición del líquido dieléctrico un desactivador de metales como por ejemplo cualquier derivado del triazol, del benzotriazol o del dimercaptotiadiazol.
Además, el fluido dieléctrico de la invención comprende preferiblemente:
a) un contenido en ácido linoleico (C18:2) inferior al 3,5%
b) un contenido en ácido linolénico (C18:3) inferior al 1%
c) un contenido en ácido palmítico (C16:0) inferior al 4%
d) un contenido en ácido esteárico (C18:0) inferior al 2,5%
Se hacen especialmente adecuados para su uso como fluido dieléctrico de acuerdo con la presente invención aceites o mezclas de aceites de girasol, de colza, de soja, de algodón, de jojoba, de cártamo, de oliva o de orujo de oliva con alto contenido oleico, aunque la realización preferida de la invención supone el uso de aceite de girasol alto oleico. Estos aceites, además de niveles altos de ácido oleico, poseen de manera natural tocoferoles en una cantidad elevada que se pierden en gran parte en los procesos normales de refinado. El refinado de dichos aceites de acuerdo con procedimientos capaces de conservar en gran medida sus tocoferoles naturales contribuye a que estos aceites sean muy adecuados para su uso como fluidos dieléctricos sin peligro de oxidación de los mismos. Por ejemplo, los procedimientos descritos en la patente US 5928696 permiten obtener aceites con concentraciones de tocoferoles superiores a 400 ppm y con bajos contenidos en fosfátidos, ácidos grasos libres y ceras.
El aceite o aceites resultantes de los procedimientos citados pueden someterse a un proceso posterior de destilación a vacío, utilizando una combinación de calor y vacío, para eliminar una gran parte de su humedad. La deshumidificación del aceite es necesaria debido a que el aceite puede presentar un nivel inicial de humedad que lo hace inapropiado para ser utilizado como líquido dieléctrico. De esta forma, el aceite vegetal es procesado con objeto de eliminar la humedad excesiva hasta un nivel inferior a 50 ppm.
Los aceites así obtenidos se caracterizan por tener unos tiempos de inducción superiores a 25 hs en ensayo Rancimat (EN 14112) y un índice de biodegradabilidad superior al 99% después de 21 días (CEC-L-33-A-93). Es decir, usando los mencionados aceites o sus mezclas se consiguen fluidos dieléctricos de alta calidad y rendimiento excelente que satisfacen o exceden los estándares de seguridad y que a su vez no son tóxicos, son inocuos con el
5 medioambiente y de menor coste que otros fluidos dieléctricos.
El fluido dieléctrico de la invención puede llevar además aditivos adicionales dependiendo del tipo de aplicación a la cual se le vaya a someter.
Para aplicaciones en ambientes donde la temperatura puede descender a temperaturas inferiores a -15 ºC es recomendable añadir además un aditivo para disminuir el punto de congelación preferiblemente del tipo
10 polialquilmetacrilato. El uso de estos aditivos permite obtener fluidos dieléctricos con puntos de congelación igual o inferiores a -18º C.
El segundo aspecto de la invención se refiere al uso del fluido dieléctrico de la invención como aislante y refrigerante de aparatos o equipos eléctricos. Como se mencionaba anteriormente el fluido puede ser usado en celdas de maniobra y/o protección, transformadores, transformadores autoprotegidos con fusibles limitadores de corriente o
15 centros de transformación con múltiples elementos de maniobra y múltiples dispositivos de protección.
Realización preferente de la invención
La especial composición en ácidos grasos de los triacilgliceroles de los aceites vegetales empleados y el proceso de obtención de los mismos, así como su secado final, confieren al líquido resultante unas propiedades físicas específicas que le hacen particularmente adecuado para su uso como líquido dieléctrico.
20 Un ejemplo preferido de líquido dieléctrico al que se refiere esta invención posee la siguiente composición:
Aceite de girasol de alto contenido en ácido oleico con:
a) tocoferoles naturales
- ppm
- a-tocoferol
- 402,0
- �-tocoferol
- 17,1
- y-tocoferol
- 8,6
- o-tocoferol
- Total
- 427,7
b) triacilgliceroles, con la siguiente composición de ácidos grasos
- %
- C16:0
- < 4,0
- C18:0
- < 2,5
- C18:1
- > 90
- C18:2
- < 3,5
- C18:3
- < 1,0
- 25
- c) 5000 ppm de un aditivo desactivador de metales derivado de dimercaptotiadiazol (Additin RC 8210 de Rhein Chemie) que corresponde a menos de 1% peso del total de la composición. El líquido dieléctrico con la composición arriba indicada tiene las siguientes propiedades:
- 30
- Propiedad
- Valor
- contenido en agua
- < 50 ppm
- rigidez dieléctrica
- > 40 kV
- pto. combustión
- > 350 ºC
- pto. inflamación (copa abierta)
- > 300 ºC
- pto. congelación
- < -15 ºC
- estabilidad a la oxidación - Rancimat EN14112 (110 ºC, 10L/h aire)
- > 25 hrs
- estabilidad a la oxidación - Rancimat EN14112 (110 ºC, 10l/h aire) con cobre(*)
- > 6,5 hrs
- (*) ensayo realizado introduciendo 1.144 cm2/g de cobre en la muestra. Sin la presencia del desactivador de metales la estabilidad a la oxidación en presencia del cobre se reduce a 1,3 horas
Opcionalmente, para algunas realizaciones más exigentes, en lugares donde los equipos eléctricos están sometidos a temperaturas extremadamente bajas, la temperatura de fluidez puede reducirse más añadiendo al aceite un aditivo para obtener un punto de congelación menor. De esta forma, pueden utilizarse aditivos comercialmente disponibles que sean compatibles con los aceites vegetales, como por ejemplo el producto conocido como Viscoplex 10-310.
Claims (14)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Fluido dieléctrico biodegradable exento de aditivos antioxidantes sintéticos añadidos al mismo que comprende un aceite o una mezcla de aceites vegetales con un contenido en ácido oleico (C18:1) superior al 75%, con un contenido en tocoferoles naturales superior a 200 ppm y un aditivo desactivador de metales en una proporción inferior al 1%.
-
- 2.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende un aceite o mezcla de aceites con un contenido en ácido oleico (C18:1) superior al 80%.
-
- 3.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende un aceite o mezcla de aceites con un contenido en ácido oleico (C18:1) superior al 90%.
-
- 4.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el contenido de tocoferoles naturales es superior a 300 ppm.
-
- 5.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el contenido de tocoferoles naturales es superior a 400 ppm.
-
- 6.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque tiene un punto de fuego superior a 350 ºC.
-
- 7.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aceite o aceites vegetales comprenden: a) un contenido en ácido linoleico (C18:2) inferior al 3,5 % b) un contenido en ácido linolénico (C18:3) inferior al 1 %
c) un contenido en ácido palmítico (C16:0) inferior al 4 % d) un contenido en ácido esteárico (C18:0) inferior al 2,5 % -
- 8.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el fluido dieléctrico comprende un aditivo para disminuir el punto de congelación.
-
- 9.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el aditivo es del tipo polialquil metacrilato.
-
- 10.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por tener un punto de congelación igual o inferior a -18 ºC.
-
- 11.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el desactivador de metales es un derivado del triazol, de benzotriazol o dimercaptotiadiazol.
-
- 12.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con la reivindicación 11 en el que el desactivador de metales es un derivado de dimercaptotiadiazol.
-
- 13.
- Fluido dieléctrico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el aceite o mezcla de aceites vegetales pueden ser de aceite de girasol, de colza, de soja, de algodón, de jojoba, de cártamo, de oliva o de orujo de oliva con alto contenido oleico.
-
- 14.
- Uso de un fluido dieléctrico de acuerdo con cualquiera de la reivindicaciones 1-13 como aislante y refrigerante de aparatos o equipos eléctricos.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/ES2007/000148 WO2008113865A1 (es) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Fluido dieléctrico biodegradable |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2393370T3 true ES2393370T3 (es) | 2012-12-20 |
Family
ID=39765410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES07730389T Active ES2393370T3 (es) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Fluido dieléctrico biodegradable |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100065792A1 (es) |
| EP (1) | EP2128873B1 (es) |
| BR (1) | BRPI0721470A2 (es) |
| EG (1) | EG26057A (es) |
| ES (1) | ES2393370T3 (es) |
| PL (1) | PL2128873T3 (es) |
| PT (1) | PT2128873E (es) |
| UA (1) | UA93147C2 (es) |
| WO (1) | WO2008113865A1 (es) |
| ZA (1) | ZA200906415B (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2731684C (en) * | 2008-10-16 | 2013-11-26 | Prolec-Ge Internacional, S. De R.L. De C.V. | Vegetable oil of high dielectric purity, method for obtaining same and use in an electrical device |
| CA2747543C (en) * | 2008-12-19 | 2013-09-10 | Prolec-Ge Internacional, S. De R.L. De C.V. | Dielectric fluid composition containing vegetable oils and free of antioxidants |
| WO2011090685A1 (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-28 | Dow Global Technologies Llc | Algae oil based dielectric fluid for electrical components |
| IT1403878B1 (it) * | 2011-02-14 | 2013-11-08 | A & A Flii Parodi Srl | Fluido dielettrico vegetale per trasformatori elettrici |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1152192B (it) * | 1982-05-19 | 1986-12-31 | Apital Prod Ind | Composti per stabilizzare i polimeri |
| IT1246170B (it) * | 1990-07-24 | 1994-11-16 | Ciba Geigy Spa | Composizione stabilizzante per polipropilene comprendente composti triazinici contenenti gruppi piperidinici e composti metallici |
| US5260077A (en) * | 1991-02-12 | 1993-11-09 | The Lubrizol Corporation | Vegetable oil compositions |
| US5413725A (en) * | 1992-12-18 | 1995-05-09 | The Lubrizol Corporation | Pour point depressants for high monounsaturated vegetable oils and for high monounsaturated vegetable oils/biodegradable base and fluid mixtures |
| EP0776356B1 (de) | 1994-08-16 | 1999-06-30 | Dr. Frische GmbH | Verfahren zur gewinnung von nicht wasserlöslichen, nativen produkten aus nativen stoffgemengen mit hilfe der zentrifugalkraft |
| TW399094B (en) * | 1995-04-11 | 2000-07-21 | Ciba Sc Holding Ag | Compounds with (benzo)triazole radicals |
| US6398986B1 (en) | 1995-12-21 | 2002-06-04 | Cooper Industries, Inc | Food grade vegetable oil based dielectric fluid and methods of using same |
| US6037537A (en) * | 1995-12-21 | 2000-03-14 | Cooper Industries, Inc. | Vegetable oil based dielectric coolant |
| US6280659B1 (en) * | 1996-03-01 | 2001-08-28 | David W. Sundin | Vegetable seed oil insulating fluid |
| US5949017A (en) | 1996-06-18 | 1999-09-07 | Abb Power T&D Company Inc. | Electrical transformers containing electrical insulation fluids comprising high oleic acid oil compositions |
| US6159913A (en) * | 1998-05-11 | 2000-12-12 | Waverly Light And Power | Soybean based transformer oil and transmission line fluid |
| US6340658B1 (en) | 1998-05-11 | 2002-01-22 | Wavely Light And Power | Vegetable-based transformer oil and transmission line fluid |
| US6291409B1 (en) * | 1998-07-02 | 2001-09-18 | Cargill, Inc. | Process for modifying unsaturated triacylglycerol oils; Resulting products and uses thereof |
| JP2000090740A (ja) | 1998-09-14 | 2000-03-31 | Kansai Tech Corp | エステル系電気絶縁油及びその製造法並びに電気機器 |
| US20010019120A1 (en) * | 1999-06-09 | 2001-09-06 | Nicolas E. Schnur | Method of improving performance of refrigerant systems |
| JP2005317259A (ja) | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電気絶縁油を用いた電気機器及び油入変圧器 |
-
2007
- 2007-03-16 ES ES07730389T patent/ES2393370T3/es active Active
- 2007-03-16 BR BRPI0721470-7A2A patent/BRPI0721470A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-03-16 US US12/531,681 patent/US20100065792A1/en not_active Abandoned
- 2007-03-16 PT PT07730389T patent/PT2128873E/pt unknown
- 2007-03-16 PL PL07730389T patent/PL2128873T3/pl unknown
- 2007-03-16 UA UAA200909472A patent/UA93147C2/uk unknown
- 2007-03-16 WO PCT/ES2007/000148 patent/WO2008113865A1/es not_active Ceased
- 2007-03-16 EP EP07730389A patent/EP2128873B1/en active Active
-
2009
- 2009-09-15 ZA ZA2009/06415A patent/ZA200906415B/en unknown
- 2009-09-15 EG EG2009091356A patent/EG26057A/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2128873A4 (en) | 2010-12-29 |
| EG26057A (en) | 2013-01-17 |
| US20100065792A1 (en) | 2010-03-18 |
| WO2008113865A1 (es) | 2008-09-25 |
| ZA200906415B (en) | 2010-05-26 |
| BRPI0721470A2 (pt) | 2014-06-10 |
| PL2128873T3 (pl) | 2013-03-29 |
| PT2128873E (pt) | 2012-11-20 |
| EP2128873B1 (en) | 2012-08-15 |
| UA93147C2 (uk) | 2011-01-10 |
| EP2128873A1 (en) | 2009-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8801975B2 (en) | Vegetable oil dielectric fluid composition | |
| KR101792297B1 (ko) | 전기 부품용 조류 오일계 유전성 유체 | |
| CA2786816C (en) | Vegetable oil dielectric fluid composition | |
| ES2734349T3 (es) | Fluido dieléctrico de origen vegetal para transformadores eléctricos | |
| ES2393370T3 (es) | Fluido dieléctrico biodegradable | |
| JP2002523864A (ja) | 高オレイン酸油組成物及びそれを含有する電気デバイス | |
| ES2423480T3 (es) | Equipo eléctrico aislado con un fluido dieléctrico biodegradable | |
| JP5876489B2 (ja) | 熱に安定な誘電性流体 | |
| Samikannu et al. | Assessing the dielectric performance of Sclerocarya birrea (Marula oil) and mineral oil for eco-friendly power transformer applications | |
| ES2212117T3 (es) | Fluidos de aislamiento electrico de alto acido oleico y procedimiento de fabricacion de los mismos. | |
| US8632704B2 (en) | Dielectric fluid composition containing vegetable oils and free of antioxidants | |
| JPH0657247A (ja) | 酸化防止剤組成物 | |
| CN102473477B (zh) | 包含芥酸介电油的电气设备 | |
| EP2388784A1 (en) | Vegetable oil dielectic fluid composition | |
| RU2411599C1 (ru) | Биологически разлагаемый жидкий диэлектрик | |
| JP2009076288A (ja) | 電気絶縁油 | |
| RU2405223C1 (ru) | Электроизоляционная жидкая композиция на основе растительного масла | |
| AU2015258763B2 (en) | Dielectric fluid for electrical apparatus | |
| BR102014032073B1 (pt) | Processo de produção de fluidos dielétricos vegetais estáveis com base nos óleos de maracujá e soja e produto obtido |