ES2917981T3 - Aparato y procedimiento para la utilización de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico - Google Patents
Aparato y procedimiento para la utilización de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico Download PDFInfo
- Publication number
- ES2917981T3 ES2917981T3 ES15732627T ES15732627T ES2917981T3 ES 2917981 T3 ES2917981 T3 ES 2917981T3 ES 15732627 T ES15732627 T ES 15732627T ES 15732627 T ES15732627 T ES 15732627T ES 2917981 T3 ES2917981 T3 ES 2917981T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- hexafluoro
- butene
- medium
- fluorinated
- carbon atoms
- 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
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
- H01B3/56—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances gases
-
- 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
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
- H01B3/307—Other macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2205/00—Aspects relating to compounds used in compression type refrigeration systems
- C09K2205/10—Components
- C09K2205/12—Hydrocarbons
- C09K2205/122—Halogenated hydrocarbons
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/53—Cases; Reservoirs, tanks, piping or valves, for arc-extinguishing fluid; Accessories therefor, e.g. safety arrangements, pressure relief devices
- H01H33/56—Gas reservoirs
- H01H2033/566—Avoiding the use of SF6
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Gas-Insulated Switchgears (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
Abstract
La invención se relaciona con un dispositivo que comprende al menos una disposición eléctrica que tiene un voltaje eléctrico de 1 kV o más en un estado operativo del dispositivo y/o que comprende al menos una disposición de aceleración de partículas. La disposición está al menos en parte en una carcasa que contiene un medio gaseoso aislante y/o de arco eléctricamente, dicho medio que consiste en 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o que contiene 1,1, 1,4,4,4-hexafluoro-2-butene. La invención también se relaciona con un método para usar 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como un medio gaseoso que aislan y/o el arco. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y procedimiento para la utilización de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico
En los aparatos que por ejemplo presentan un(os) transformador(es), línea(s) de corriente (en particular línea(s) de transmisión de energía para energía eléctrica con la ayuda de tensiones elevadas), barra(s) colectora(s), seccionadores, disyuntores, seccionadores de potencia, seccionadores de puesta a tierra, contactor(es) (de conmutación), guíaondas, etc., y en los cuales pueden presentarse tensiones eléctricas elevadas (a partir de aproximadamente 1 kV y más elevadas) y/o pueden presentarse campos eléctricos intensos, habitualmente se utiliza un gas o una mezcla de gas para el aislamiento eléctrico de sus partes eléctricamente activas (es decir, que se encuentran bajo una tensión eléctrica o está expuestas a un campo eléctrico intenso), y eventualmente para extinguir arcos eléctricos de conmutación.
Para ello, los aparatos o también sólo sus partes eléctricamente activas están dispuestos en una carcasa estanca al gas, y el gas o la mezcla de gas se encuentra en el espacio intermedio entre el aparato eléctrico, o bien la parte eléctricamente activa del aparato, y la pared de la carcasa.
Como gas o mezcla de gas aislante y/o que extingue un arco eléctrico, desde hace varias décadas, con frecuencia se utiliza SFa o una mezcla de SF6 y al menos otro componente gaseoso.
El SFa es muy adecuado para los aparatos mencionados y el fin de utilización mencionado, ya que el SF6 presenta muy buenas propiedades de aislamiento (se requiere aproximadamente sólo el 10% de la necesidad de espacio de un sistema con aislamiento de aire; la tensión no disruptiva es aproximadamente 2,7 veces mejor que el aire), como también muy buenas propiedades de extinción (una recombinación casi completa después de la aparición de un arco eléctrico, sin productos de descomposición conductores).
Además, los sistemas aislados con SF6 ofrecen un alto grado de fiabilidad, protección para el personal (el SF6 es químicamente muy estable y no es tóxico), y vida útil (de hasta 30 años), y sólo requieren una inversión muy reducida para mantenimiento. Además, el SF6, según el conocimiento científico actual, es inocuo para la capa de ozono de la estratosfera.
En contraste con esas propiedades positivas, el SF6 presenta un potencial de efecto invernadero comparativamente elevado (en inglés "Global Warming Potential", GWP) de 23900 (referido al CO2, considerado durante un periodo de 100 años) y una duración estimada de 3200 años en la atmósfera. En la actualidad, la concentración de SF6 en la atmósfera es de aproximadamente 3 a 4 ppt (1 ppt=1*10-12 partes en volumen) y el SF6 tiene una proporción, en la totalidad del efecto invernadero, de < 1 por mil. Debido a su potencial de efecto invernadero elevado, el SF6, según el Protocolo de Kyoto de 1997, ha sido incluido en la lista de los gases cuya entrada en la atmósfera debe ser limitada.
Considerando lo mencionado, sería deseable un sustituto del SF6 que al menos presente propiedades buenas similares con respecto al aislamiento eléctrico y como medio de extinción, pero que presente un potencial de efecto invernadero menor.
Hasta el momento han sido considerados los siguientes enfoques para aparatos eléctricos sin la utilización de SF6:
- instalaciones con aislamiento de aire: En las mismas, sin embargo, se requiere un volumen de construcción mayor, porque la tensión no disruptiva del aire - del modo ya mencionado - es menor en el factor 2,7, en comparación con el SF6. Las propiedades de extinción del aire también son peores que las del SF6, en un factor de aproximadamente 100.
- instalaciones con aislamiento sólido: El aislamiento sólido puede ser crítico en cuanto a la obsolescencia, por ejemplo si el aislamiento se daña debido a efectos de una descarga parcial.
Por la solicitud US 8,080,185 B2 se conoce un procedimiento para utilizar un compuesto dieléctrico gaseoso, donde en un aparato eléctrico se introducen un gas, seleccionado del grupo compuesto por nitrógeno, CO2 y NO2 , y un compuesto gaseoso, donde el compuesto gaseoso está seleccionado de manera que el mismo presenta las siguientes propiedades:
un punto de ebullición en el rango de entre aproximadamente -20 °C hasta aproximadamente -273 °C; un GWP de menos de 22200; una estabilidad química medida como entalpía de formación estándar negativa (dHf<0); en tanto el gas dieléctrico salga, una toxicidad tal que la concentración diluida efectiva no supere la concentración admisible del
lugar de trabajo, y una rigidez dieléctrica mayor que el aire. En la patente mencionada también se enumera una serie de compuestos que presentan las propiedades indicadas.
En la solicitud WO 2013/004798 A1 se describe la utilización de una mezcla de hidrofluoroolefina con tres átomos de carbono, preferentemente C3H2F4 , que de manera opcional puede estar mezclada con un gas de dilución, como medio que extingue un arco eléctrico y/o medio gaseoso eléctricamente aislante, en un aparato de alta tensión. En la US 2010/163776 A1 se describen mezclas azeotrópicas o similares a mezclas azeotrópicas, de E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno con formiato de metilo, n-pentano, 2-metilbutano, trans-1,2-dicloroetileno, 1,1,1,3,3-pentafluoropropano, n-butano o isobutano. Y la solicitud WO 2013/059550 A2 tiene por objeto mezclas similares a mezclas azeotrópicas de E-1-cloro-2,3,3,3-tetrafluoropropeno con E-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o E-1,1,1,4,4,5,5,5-octafluoro-2-penteno. En esos dos documentos respectivamente también se describen procedimientos para extinguir o suprimir un fuego mediante la utilización de mezclas azeotrópicas o similares a mezclas azeotrópicas de esa clase, así como un procedimiento para la utilización de mezclas azeotrópicas o similares a mezclas azeotrópicas de esa clase, como dieléctricos.
El objeto de la presente invención consiste en proponer un sustituto para el SF6 como gas de aislamiento o gas de conmutación, que sea más adecuado que los compuestos, elementos o mezclas propuestos para ello hasta el momento.
Dicho objeto se soluciona mediante el aparato según la reivindicación 1, así como mediante el procedimiento según la reivindicación 8. En las reivindicaciones dependientes se indican perfeccionamientos ventajosos de la invención. Según la invención se propone un aparato con al menos un dispositivo eléctrico que, en un estado de funcionamiento del aparato, presenta una tensión eléctrica de 1 kV o mayor, y/o con al menos un dispositivo para la aceleración de partículas, donde el dispositivo, al menos de forma parcial, está dispuesto en una carcasa que contiene un medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico.
El aparato según la invención se caracteriza porque el medio se compone de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o contiene 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, y porque en el medio, el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno está contenido con una presión parcial en el rango de 30 mbar hasta inclusive 250 mbar.
La presente invención se basa en el conocimiento de los inventores, de que el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno (CF3CH=CHCF3), debido a su fórmula química, presenta una resistencia dieléctrica elevada. Sin la intención de determinar una explicación para ello, los inventores suponen que con el número de átomos de flúor en un hidrocarburo aumenta también su resistencia dieléctrica. Puede esperarse que el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno presente una resistencia dieléctrica relativa, referido al SF6, de > 1.
Además, la presente invención se basa en el conocimiento de los inventores, de que debido al tamaño de la molécula, es decir, en particular el número de los átomos que participan, el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno también presenta buenas propiedades de extinción. Al aumentar el número de átomos o grupos que están unidos en una molécula, aumenta el número de fragmentos de molécula que se forman en el caso de un arco eléctrico. Debido a esto, por una parte, aumenta la presión en el aparato, por otra parte, se reduce la temperatura en comparación con moléculas más reducidas. Además, el número creciente de átomos o grupos en una molécula condiciona un aumento del número de los grados de libertad y, con ello, de la capacidad térmica específica, de manera que un aumento de temperatura en el arco eléctrico requiere más energía.
El 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno ofrece la ventaja adicional de que el mismo - de forma similar al SF6 - posee seis átomos de flúor. Esos átomos de flúor están unidos en los grupos metilo terminales y, de manera correspondiente, pueden impedir descargas de gas que constituyen una etapa previa para la descarga disruptiva dieléctrica, mediante una unión disociativa (es decir, una disociación mediante la formación de iones de flúor negativos, que respectivamente fijan un electrón libre).
El 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno se caracteriza también por un valor GWP reducido de 9,4 (referido al CO2 durante un periodo de 100 años), una duración estimada sólo corta, de 24 días en la atmósfera, así como una toxicidad reducida.
Por último, debido al punto de ebullición de aproximadamente 33 °C a presión normal (fuente: US 2008/0269532 A1) también en el caso de temperaturas reducidas que deben considerarse, pueden regularse presiones parciales del 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno que contribuyen de forma esencial a la resistencia dieléctrica de gas de aislamiento, así como de mezclas de gas de aislamiento.
Puesto que los aparatos según la invención se utilizan por encima de un amplio rango de temperatura, así como pueden estar expuestos a un amplio rango de temperatura, y puesto que las propiedades aislantes y/o de extinción
del medio en gran medida dependen de su composición, en muchos casos es necesario que la composición del medio esté seleccionada de manera que tampoco en el límite inferior del rango de temperatura posible o especificado se produzca una condensación de los componentes del medio, puesto que a una condensación de esa clase inevitablemente está asociada una modificación de la composición y/o concentración del/de los componente/s del medio. Y una modificación de esa clase de la composición y/o la concentración del medio puede tener una influencia negativa en las propiedades aislantes y/o de extinción.
Según la presente invención, por ejemplo para una temperatura de aplicación de como mínimo -30 °C, el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno puede estar presente con una presión parcial de (hasta) aproximadamente 50 mbar en el medio, sin que tenga lugar una condensación. Y para una temperatura de aplicación de por ejemplo como mínimo -5 °C, el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2- buteno puede utilizarse con una presión parcial de aproximadamente (hasta) 200 mbar, sin que tenga lugar una condensación. Un experto, conociendo el punto de ebullición de un compuesto y la temperatura mínima que debe considerarse, puede determinar de manera sencilla una presión parcial adecuada/presiones parciales adecuadas del/de los componente(s) de un medio para el aparato según la invención. Según un primer perfeccionamiento ventajoso de la invención, el aparato se caracteriza porque el medio se compone de cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o de una mezcla de cis- y trans-1, 1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno.
Debido a sus propiedades físicas y químicas similares, uno de esos compuestos o una mezcla de cis- y trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno pueden conformar el medio. Si se encuentran presentes tanto cis- como también trans- 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, los isómeros pueden dar como resultado una mezcla azeotrópica.
Los procedimientos para producir cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno y trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno son conocidos. De este modo, el cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno [(Z)-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno] o bien una mezcla de cis- y trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, pueden producirse mediante la hidrogenación selectiva de hexafluoro-2-butino en un reactor tubular de Hastelloy, mediante la utilización de un catalizador Lindlar e hidrógeno (solicitud (US 2008/0269532 A1). Y el trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno [(E)-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno], por ejemplo, puede producirse mediante la adición por goteo de 1,2-dicloro-1,1,4,4,4-pentafluorobutano a una mezcla de tetrametileno sulfona y fluoruro de potasio secado a 190 °C (solicitud DE 4305163 A1).
Según otro perfeccionamiento ventajoso de la invención, el medio, junto con 1,1,1,4,4,4-hexafluoro- 2-buteno, contiene además uno o varios elementos y/o un compuesto que puede/pueden seleccionarse de
- nitrógeno,
- oxígeno y/o
- dióxido de carbono.
Según otro perfeccionamiento ventajoso de la invención, el medio contiene además uno o varios compuesto/s y/o elemento/s, que pueden seleccionarse de
- nitrilo(s) fluorado/fluorados con 3 a 5 átomos de carbono,
- cetona(s) fluorada/fluoradas con 3 a 6 átomos de carbono,
- hidrofluoroolefina(s) con 2 a 6 átomos de carbono, donde la/las otra(s) hidrofluoroolefina(s) no contiene 1, 1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno,
- monóxido de nitrógeno,
- dióxido de nitrógeno,
- monóxido de dinitrógeno,
- monóxido de carbono,
- argón y/o
- neón.
El/los compuesto(s) y/o elemento(s), así como el oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono se caracterizan porque los mismos no producen un efecto que dañe la capa de ozono de la estratosfera o sólo un efecto reducido de esa clase, y en comparación con el SF6 presentan sólo un potencial de efecto invernadero reducido.
De este modo, por ejemplo las hidrofluoroolefinas, debido al hecho de que las mismas presentan al menos un átomo de hidrógeno unido a un carbono y al menos un enlace doble carbono-carbono, son químicamente menos estables que las perfluoroolefinas, los perfluoroalcanos y el SF6. De este modo, las hidrofluoroolefinas, en comparación con el SF6, presentan una duración marcadamente más reducida en la atmósfera. Lo correspondiente aplica para las cetonas fluoradas debido a por lo menos un grupo carbonilo que se encuentra presente en las mismas.
Mediante la mezcla de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno con una o varias cetona(s) fluoradas y/o hidrofluoroolefina(s) fluoradas, de manera ventajosa, puede aumentarse la resistencia dieléctrica del medio (del gas de aislamiento, del fluido). De este modo, cada uno de los componentes del gas fluorados contribuye a impedir descargas de gas que se producen, mediante una unión disociativa. Otra ventaja de una mezcla de gas de esa clase reside en el hecho de que cada uno de los componentes del gas que contienen flúor puede estar contenido en la mezcla de gas con una presión parcial que llega hasta su presión de vapor de saturación individual, es decir que a 0°C, por ejemplo, adicionalmente con respecto a 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, 270 mbar, podrían estar contenidas en la mezcla de gas además cetona(s) fluorada(s) y/o hidrofluoroolefina(s).
Por una "cetona fluorada", según la presente solicitud, se entiende un compuesto que, como grupo funcional, presenta al menos un grupo carbonilo (>C=O) y cuyo grupo cetona (C-C(O)-C) presenta tres átomos de carbono. Al menos un átomo de flúor está unido a por lo menos un átomo de carbono de una "cetona fluorada".
Además, la expresión "cetona fluorada" , como se utiliza en esta solicitud, comprende:
- perfluorocetonas e hidrofluorocetonas,
- compuestos saturados e insaturados,
- compuestos con cadenas de carbono lineales, ramificados o cíclicos, y/o
- compuestos con dos o más grupos carbonilo.
Las "cetonas fluoradas" que según la invención pueden formar parte del medio, de este modo, presentan 3, 4, 5 ó 6 átomos de carbono. A excepción del carbono de carbonilo, en cada otro carbono uno, dos o todos los puntos de unión pueden estar ocupados con un átomo de flúor.
Como cetonas fluoradas con 3 átomos de carbono pueden mencionarse: fluoroacetona 1,3-difluoroacetona, 1,1,3-trifluoroacetona, 1,1,1-trifluoroacetona, 1,1,1,3-tetrafluoroacetona, 1,1,3,3-tetrafluoroacetona, 1,1,1,3,3 pentafluoroacetona, hexafluoroacetona.
Otros ejemplos de mono-cetonas o di-cetonas fluoradas preferentes con 4, 5 ó 6 átomos de carbono, son:
Los radicales R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 y R12 indicados en las fórmulas estructurales para las cetonas, independientemente unos de otros, respectivamente representan un átomo de hidrógeno o un átomo de flúor. La numeración de los radicales R en las distintas fórmulas estructurales se utiliza sólo para una ilustración y no es sistemática. Esto significa que un radical con una numeración determinada en una fórmula estructural puede ser un átomo de hidrógeno y un radical con la misma numeración, en otra fórmula estructural, puede ser un átomo de flúor, y de forma inversa.
En particular en el caso de fluorocetonas con 3 ó 4 átomos de carbono, debido a la toxicidad que a menudo se encuentra presente en esos compuestos, debe prestarse atención a la seguridad correspondiente en cuanto a la protección de las personas (concentración máxima en el lugar de trabajo, medidas de seguridad al salir hacia el ambiente, etc.).
Una hidrofluoroolefina, según la presente solicitud, es un compuesto orgánico con al menos un enlace doble de carbono-carbono. En el caso de al menos un átomo de carbono, en al menos un punto de unión está unido un átomo de hidrógeno, y en el caso de al menos un átomo de carbono en al menos un punto de unión está unido un átomo de flúor.
Además, las hidrofluoroolefinas, según la presente solicitud, pueden presentar
- varios enlaces dobles, y/o
- una cadena de carbono lineal, ramificada y cíclica.
Son ejemplos de hidrofluoroolefina con 2 átomos de carbono el 1-fluoroeteno, 1,2-difluoroeteno y trifluoroeteno. Son ejemplos de una hidrofluoroolefina con 3 átomos de carbono el 1-fluoropropeno, 2-fluoropropeno, 3-fluoropropeno, 1,1-difluoropropeno, 1,2-difluorpropeno, 1,3-difluoropropeno, 1,1,2-trifluoropropeno,1,1,3-trifluoropropeno, 1,2,3-trifluoropropeno, 2,3,3,-trifluoropropeno, 1,2,3,3-tetrafluoropropeno, 1,3,3,3-tetrafluoropropeno, 2,3,3,3-tetrafluorpropeno, 1,1,2,3,3-pentafluorpropeno, 1,1,3,3,3-pentafluoropropeno, 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno, 1,1-difluoropropadieno, 1,2-difluorpropadieno, trifluoropropadieno.
Otros ejemplos preferentes de hidrofluoroolefinas con 4, 5 ó 6 átomos de carbono, son:
Los radicales R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11 y R12 indicados en las fórmulas estructurales para las hidrofluoroolefinas, independientemente unos de otros, respectivamente representan un átomo de hidrógeno o un átomo de flúor. La numeración de los radicales R en las distintas fórmulas estructurales se utiliza sólo para una ilustración y no es sistemática. Esto significa que un radical con una numeración determinada en una fórmula estructural puede ser un átomo de hidrógeno y un radical con la misma numeración, en otra fórmula estructural, puede ser un átomo de flúor, y de forma inversa.
La presente invención no sólo comprende los cis- y trans- isómeros, sino también - en tanto se encuentren presentes en los respectivos compuestos - las configuraciones (S) y (R) de las fluorocetonas y/o hidrofluoroolefinas.
En el caso de la/las fluorocetona(s) que se encuentra/n presente(s) en el medio de manera opcional, adicionalmente con respecto al 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, se considera preferente que ese/esos compuesto(s) no presenten más de dos átomos de hidrógeno en la molécula. En el caso de un número más elevado de átomos de hidrógeno en la molécula aumenta la combustibilidad de esos compuestos y, con ello, también el riesgo de explosión - por ejemplo en el caso de un arco eléctrico.
De manera alternativa o adicional con respecto a las fluorocetonas y/o hidrofluoroolefinas, en el medio pueden estar presentes uno u otros varios componentes gaseosos. Ese/esos componente(s) gaseoso(s), por ejemplo, puede(n) tratarse de (un) componente(s) natural(es) del aire y/o de (un) gas(es) noble(s), preferentemente oxígeno, nitrógeno, monóxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno, monóxido de dinitrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, argón y/o neón.
Si en el medio está contenido oxígeno, como otro componente gaseoso, entonces su proporción en el medio preferentemente debería ascender a < 5 % en volumen. En el caso de una proporción reducida de esa clase de oxígeno en el medio, también en el caso de hidrofluoroolefinas y/o fluorocetonas inflamables, se supera su límite de inflamabilidad superior.
Según la invención pueden estar contenidos otros componentes gaseosos que aumentan la resistencia dieléctrica, cuyos potenciales de efecto invernadero o valores límite del lugar de trabajo pueden situarse también por encima de aquellos de los componentes mencionados hasta el momento, donde su concentración se selecciona tan reducida que se observan valores límite para el potencial de efecto invernadero y concentraciones máximas en el lugar de trabajo, mediante la mezcla. Son ejemplos de sustancias de esa clase por ejemplo los nitrilos fluorados con la fórmula molecular CnF2n+1CN, cuyo punto de ebullición y resistencia dieléctrica aumenta al aumentar el número de los átomos de C, pero cuyo potencial de efecto invernadero y toxicidad disminuyen al aumentar el número de los átomos de C.
En el aparato según la invención y en sus perfeccionamientos ventajosos, el medio, de manera ventajosa, está formado o compuesto de manera que el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno presenta una presión parcial menor que la presión atmosférica. Anteriormente ya han sido mencionados ejemplos de presiones parciales adecuadas en función de un límite de temperatura inferior que debe considerarse. Si en el medio está contenido otro componente además de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, con ello, el mismo, en el aparato, presenta una presión negativa en comparación con la presión atmosférica. Si en el medio están contenidos otros componentes gaseosos - en particular en caso de utilizar uno o varios de los componentes naturales del aire antes mencionados y/o gases nobles, como por ejemplo oxígeno, nitrógeno, monóxido de nitrógeno, dióxido de nitrógeno, monóxido de dinitrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, argón y/o neón, el medio en el aparato puede presentar una presión igual o mayor que la presión atmosférica, por ejemplo en un rango de aproximadamente 1,5 bar a aproximadamente 7 bar.
El aparato según la invención no está sujeto a limitaciones especiales y puede tratarse de cualquier aparato que presente un dispositivo que, en un estado de funcionamiento del aparato, presente una tensión eléctrica de 1 kV o mayor, o en el cual se aplique una tensión de esa clase. Son ejemplos de dispositivos de esa clase un transformador, una línea de corriente, una barra colectora, un seccionador, un disyuntor, un seccionador de potencia, un seccionador de puesta a tierra, un contactor, un relé, etc.
Una tensión eléctrica en el rango de 1 kV hasta aproximadamente 72 kV a menudo se denomina como tensión media; una tensión eléctrica en el rango a partir de 72 kV se denomina como alta tensión, donde el límite entre tensión media y alta tensión no está definido de forma precisa, así como puede sufrir desplazamientos con el paso del tiempo. El aparato según la invención, así como el dispositivo que se encuentra presente dentro, en cualquier caso, se trata de uno que está proporcionado para una tensión media o alta tensión, en un sentido amplio.
El aparato según la invención también puede tratarse de un aparato en el que se presenten campos eléctricos intensos, tal como es el caso por ejemplo en las instalaciones de acelerador. En las instalaciones de acelerador para partículas cargadas o neutrales, como por ejemplo electrones, neutrones, protones o iones pesados, a menudo está proporcionado al menos un así llamado guíaondas que, al menos de forma parcial, está rodeado por un medio aislante y/o que extingue un arco eléctrico.
Se conocen distintas clases de instalaciones de acelerador que, entre otras cosas, se diferencian en el hecho de si la aceleración de las partículas tiene lugar en línea recta o de forma cíclica. Son ejemplos de instalaciones de acelerador con aceleración en línea recta comprendidos por la presente invención por ejemplo los aceleradores de Van-de-Graaff, el acelerador Pelletron, el acelerador Tándem, el acelerador de Cockcroft-Walton, el acelerador Dynamitron, el acelerador lineal y el acelerador Kielfeld. Son ejemplos de instalaciones de acelerador con aceleración cíclica (es decir con trayecto cerrado en forma de espiral, en forma de roseta o anular) comprendidos por la presente invención, el acelerador betatrón, el acelerador ciclotrón, el acelerador microtron, el acelerador sincrotrón, el acelerador de anillo de almacenamiento y el rodotrón.
En las instalaciones de acelerador en las que por ejemplo se utilizan neutrones, protones o iones pesados (por ejemplo iones de carbono), con un fin médico-terapéutico, para una aplicación precisa de las partículas aceleradas se necesitan articulaciones rotativas que a menudo presentan una tasa de fuga comparativamente elevada. Por ese motivo, en las instalaciones de acelerador de esa clase obligatoriamente se necesita un llenado posterior del medio comparativamente frecuente. Mediante la presente invención, también para instalaciones de acelerador de esa clase resulta la ventaja de que el SF6, utilizado mayormente hasta el momento, puede reemplazarse por un fluido con un potencial de efecto invernadero mucho más reducido. En el caso de utilizar el medio según la invención para esas instalaciones de acelerador, la salida del medio hacia la atmósfera, inevitable en cuanto a la técnica, no provoca una proporción mensurable en el efecto invernadero.
La presente invención también hace referencia a un procedimiento para la utilización de un fluido gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico. El procedimiento comprende las etapas:
- la puesta a disposición de un aparato con al menos un dispositivo eléctrico que, en un estado de funcionamiento del aparato, presenta una tensión eléctrica de 1 kV o mayor, y/o con al menos un dispositivo para la aceleración de partículas, donde el dispositivo, al menos de forma parcial, está dispuesto en una
recipiente que está proporcionado para un medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico, y
- la introducción de un medio, que se compone de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o contiene 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico, en el recipiente, donde un medio se introduce en el recipiente, en el cual 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno está contenido con una presión parcial en el rango de 30 mbar hasta inclusive 250 mbar.
En este caso, la introducción del medio naturalmente puede tener lugar de manera que la presión parcial mencionada del 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno se presente sólo después de la introducción del medio que contiene 1.1.1.4.4.4- hexafluoro-2-buteno en el recipiente. Por ejemplo, un medio gaseoso ya puede estar presente en el recipiente, y el medio que contiene 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno se introduce hasta que se haya presentado la presión parcial mencionada.
Según un primer perfeccionamiento ventajoso del procedimiento, en el recipiente se introduce un medio que se compone de cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o una mezcla de cis- y trans-1.1.1.4.4.4- hexafluoro-2-buteno.
Según un segundo perfeccionamiento ventajoso del procedimiento, un medio se introduce en el recipiente, el cual, junto con 1,1,1,4,4,4- hexafluoro-2-buteno, contiene además uno o varios elementos y/o un compuesto, que pueden seleccionarse de
- nitrógeno,
- oxígeno y
- dióxido de carbono.
Y según otro perfeccionamiento ventajoso del procedimiento, un medio se introduce en el recipiente, el cual, además, contiene uno o varios compuestos y/o elementos, que pueden seleccionarse de
- nitrilo(s) fluorado/fluorados con 3 a 5 átomos de carbono,
- cetona(s) fluorada/fluoradas con 3 a 6 átomos de carbono,
- hidrofluoroolefina(s) con 3 a 6 átomos de carbono,
- monóxido de nitrógeno,
- dióxido de nitrógeno,
- monóxido de dinitrógeno,
- monóxido de carbono,
- argón y/o
- neón.
Según la invención, la selección puede contener otros componentes gaseosos que aumentan la resistencia dieléctrica, como nitrilos fluorados CnF2n+1CN, cuyos potenciales de efecto invernadero o valores límite del lugar de trabajo también pueden situarse por encima de aquellos de los componentes mencionados hasta el momento, donde su concentración se selecciona tan reducida que se observan valores límite para el potencial de efecto invernadero y concentraciones máximas en el lugar de trabajo, mediante la mezcla.
También en esta forma de ejecución del procedimiento según la invención los componentes del medio pueden introducirse en el recipiente separados unos de otros en el espacio y/o en el tiempo.
Por último, en un cuarto perfeccionamiento ventajoso del procedimiento, uno de los medios antes mencionados, desde un depósito, en el instante del procedimiento de conmutación en una instalación de conmutación con aislamiento de gas, puede introducirse por soplado en el área en la que tiene lugar el proceso de conmutación. Los dispositivos y procedimientos conocidos para ello son conocidos por el experto.
Las explicaciones anteriores relativas al aparato según la invención, a sus perfeccionamientos ventajosos, así como las ventajas que pueden alcanzarse con ello, de manera correspondiente, aplican también para el procedimiento según la invención. Del mismo modo, la presente solicitud comprende formas de ejecución del procedimiento según la invención que resulten de forma sencilla para un experto a partir de la descripción del aparato según la invención, así como de sus perfeccionamientos ventajosos.
En la presente solicitud se describen formas de ejecución según la invención, preferentes y/o ventajosas, de la presente invención. Sin embargo, el ámbito de protección de la presente invención no está limitado a ello, sino que resulta mediante las reivindicaciones que se adjuntan, donde al determinar el área de protección de la solicitud, de manera conveniente, deben considerarse aquellos elementos que son equivalentes a los elementos mencionados en las reivindicaciones.
Claims (10)
1. Aparato con al menos un dispositivo eléctrico que, en un estado de funcionamiento del aparato, presenta una tensión eléctrica de 1 kV o mayor, y/o con al menos un dispositivo para la aceleración de partículas, donde el dispositivo, al menos de forma parcial, está dispuesto en una carcasa que contiene un medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico, caracterizado porque el medio se compone de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o contiene 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno , y porque en el medio, el 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno está contenido con una presión parcial en el rango de 30 mbar hasta inclusive 250 mbar.
2. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio se compone de cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno, trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o de una mezcla de cis- y trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno.
3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el medio, junto con 1,1,1,4,4,4-hexafluoro- 2-buteno, contiene además uno o varios elementos y/o un compuesto que puede/pueden seleccionarse de
- nitrógeno,
- oxígeno y/o
- dióxido de carbono.
4. Aparato según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio contiene además uno o varios compuesto(s) y/o elemento(s), que pueden seleccionarse de
- nitrilo(s) fluorado/fluorados con 3 a 5 átomos de carbono,
- cetona(s) fluorada/fluoradas con 3 a 6 átomos de carbono,
- hidrofluoroolefina(s) con 2 a 6 átomos de carbono, donde la/las otra(s) hidrofluoroolefina(s) no es 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno,
- monóxido de nitrógeno,
- dióxido de nitrógeno,
- monóxido de dinitrógeno,
- monóxido de carbono,
- argón y/o
- neón.
5. Aparato según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el aparato presenta un transformador, una línea de corriente, una barra colectora, un seccionador, un disyuntor, un seccionador de potencia, un seccionador de puesta a tierra, un contactor, un relé y/o un guíaondas, o al menos uno de los dispositivos antes mencionados.
6. Aparato según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el aparato es un dispositivo acelerador para electrones, neutrones, protones o iones pesados.
7. Procedimiento para utilizar un medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico, con las etapas
puesta a disposición de un aparato con al menos un dispositivo eléctrico que, en un estado de funcionamiento del aparato, presenta una tensión eléctrica de 1 kV o mayor, y/o con al menos un dispositivo para la aceleración de partículas, donde el dispositivo, al menos de forma parcial, está dispuesto en un recipiente que está proporcionado para un medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico, e introducción de un medio que se compone de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o contiene 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2- buteno, como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico, en el
recipiente, donde un medio se introduce en el recipiente, en el cual 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno está contenido con una presión parcial en el rango de 30 mbar hasta inclusive 250 mbar.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, donde un medio se introduce en el recipiente, el cual se compone de cis-1.1.1.4.4.4- hexafluoro- 2-buteno, trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno o de una mezcla de cis- y trans-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno.
9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, donde un medio se introduce en el recipiente, el cual, junto con 1.1.1.4.4.4- hexafluoro-2-buteno, contiene además uno o varios elementos y/o un compuesto, que pueden seleccionarse de
- nitrógeno,
- oxígeno y
- dióxido de carbono.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 a 9, donde un medio se introduce en el recipiente, el cual, además, contiene uno o varios compuestos y/o elementos, que pueden seleccionarse de
- nitrilo(s) fluorado/fluorados con 3 a 5 átomos de carbono,
- cetona(s) fluorada/fluoradas con 3 a 6 átomos de carbono,
- hidrofluoroolefina(s) con 3 a 6 átomos de carbono,
- monóxido de nitrógeno,
- dióxido de nitrógeno,
- monóxido de dinitrógeno,
- monóxido de carbono,
- argón y/o
- neón.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014212884 | 2014-07-03 | ||
| DE102014220985.4A DE102014220985A1 (de) | 2014-07-03 | 2014-10-16 | Vorrichtung und Verfahren zur Verwendung von 1,1,1,4,4,4-Hexafluor-2-Buten als gasförmiges, elektrisch isolierendes und/oder Lichtbogen-löschendes Medium |
| PCT/EP2015/064366 WO2016001054A1 (de) | 2014-07-03 | 2015-06-25 | Vorrichtung und verfahren zur verwendung von 1,1,1,4,4,4-hexafluor-2-buten als gasförmiges, elektrisch isolierendes und/oder lichtbogen-löschendes medium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2917981T3 true ES2917981T3 (es) | 2022-07-12 |
Family
ID=54866270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES15732627T Active ES2917981T3 (es) | 2014-07-03 | 2015-06-25 | Aparato y procedimiento para la utilización de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3138106B1 (es) |
| KR (1) | KR20170023177A (es) |
| CN (1) | CN106663495A (es) |
| DE (1) | DE102014220985A1 (es) |
| ES (1) | ES2917981T3 (es) |
| WO (1) | WO2016001054A1 (es) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3040525B1 (fr) * | 2015-08-28 | 2017-08-11 | Arkema France | Utilisation d'hexafluorobutenes pour l'isolation ou l'extinction d'arcs electriques |
| CN109196600B (zh) | 2016-03-23 | 2020-06-23 | Abb瑞士股份有限公司 | 直链八氟丁烯在环境安全的介电绝缘或灭弧流体中作为介电化合物的用途 |
| ES2767732A1 (es) * | 2018-12-18 | 2020-06-18 | Ormazabal Corporate Tech A I E | Sistema de aislamiento eléctrico de bajo impacto ambiental para aparamenta eléctrica de media y alta tensión |
| ES2781127A1 (es) * | 2019-02-27 | 2020-08-28 | Ormazabal Corporate Tech A I E | Sistema de aislamiento eléctrico de bajo impacto ambiental para aparamenta eléctrica de media y alta tensión |
| CN111211515B (zh) * | 2020-01-10 | 2023-07-18 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种灭弧和/或绝缘电气设备 |
| CN116741432A (zh) * | 2022-12-09 | 2023-09-12 | 西安近代化学研究所 | 一种绝缘混合气体及其应用 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4667111C1 (en) * | 1985-05-17 | 2001-04-10 | Eaton Corp Cleveland | Accelerator for ion implantation |
| DE4305163A1 (de) | 1993-02-19 | 1994-08-25 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Hexafluorbuten |
| US7807074B2 (en) | 2006-12-12 | 2010-10-05 | Honeywell International Inc. | Gaseous dielectrics with low global warming potentials |
| US8618339B2 (en) | 2007-04-26 | 2013-12-31 | E I Du Pont De Nemours And Company | High selectivity process to make dihydrofluoroalkenes |
| CN103980521B (zh) * | 2007-06-12 | 2016-11-23 | 纳幕尔杜邦公司 | E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的共沸和类共沸组合物 |
| DE202009018239U1 (de) * | 2009-06-12 | 2011-06-01 | Abb Technology Ag | Schalteinrichtung mit dielektrischem Isolationsmedium |
| CN101651303B (zh) * | 2009-08-07 | 2011-11-02 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | 一种金属外壳气体绝缘的大容量组合开关装置 |
| US20110144216A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-16 | Honeywell International Inc. | Compositions and uses of cis-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene |
| US8901360B2 (en) * | 2010-05-21 | 2014-12-02 | Honeywell International Inc. | Process for cis 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene |
| CN103430244A (zh) * | 2010-12-14 | 2013-12-04 | Abb研究有限公司 | 介电绝缘介质 |
| FR2977708B1 (fr) | 2011-07-05 | 2014-05-23 | Alstom Grid Sas | Utilisation d'une hydrofluoroolefine comme milieu d'isolation et/ou d'extinction d'arc en haute tension et appareil electrique haute tension a isolation gazeuse le comprenant |
| FR2980628B1 (fr) * | 2011-09-22 | 2014-07-25 | Schneider Electric Ind Sas | Melange d'hydrofluoroolefine et de fluorocetone pour l'utilisation comme milieu d'isolation et/ou d'extinction d'arc et appareil electrique moyenne tension a isolation gazeuse le comprenant |
| AU2012325962B2 (en) * | 2011-10-20 | 2016-05-19 | The Chemours Company Fc, Llc. | Azeotrope-like compositions of E-1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and uses thereof |
-
2014
- 2014-10-16 DE DE102014220985.4A patent/DE102014220985A1/de not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-06-25 KR KR1020177002913A patent/KR20170023177A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-06-25 WO PCT/EP2015/064366 patent/WO2016001054A1/de active Application Filing
- 2015-06-25 EP EP15732627.3A patent/EP3138106B1/de active Active
- 2015-06-25 ES ES15732627T patent/ES2917981T3/es active Active
- 2015-06-25 CN CN201580036362.9A patent/CN106663495A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3138106B1 (de) | 2022-04-13 |
| DE102014220985A1 (de) | 2016-01-07 |
| WO2016001054A1 (de) | 2016-01-07 |
| KR20170023177A (ko) | 2017-03-02 |
| CN106663495A (zh) | 2017-05-10 |
| EP3138106A1 (de) | 2017-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2917981T3 (es) | Aparato y procedimiento para la utilización de 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno como medio gaseoso, eléctricamente aislante y/o que extingue un arco eléctrico | |
| RU2621900C2 (ru) | Диэлектрическая изолирующая среда | |
| ES2525938T3 (es) | Medio de aislamiento dieléctrico | |
| US9510493B2 (en) | Mixture of hydrofluoroolefin and fluoroketone for use as an insulation and/or ARC extinguishing medium and a gas insulated medium-voltage electrical device comprising same | |
| RU2553678C2 (ru) | Диэлектрическая изоляционная среда | |
| US9293280B2 (en) | Mixture of hydrofluoroolefine and hydrofluorocarbide to improve the internal ARC resistance in medium and high voltage electric apparatus | |
| US9491877B2 (en) | Use of a mixture comprising a hydrofluoroolefin as a medium-voltage arc-extinguishing and/or insulating gas and medium-voltage electrical device comprising same | |
| JP4134403B2 (ja) | 送配電機器 | |
| US10490372B2 (en) | Use of hexafluorobutenes for isolating or extinguishing electric arcs | |
| KR20140040086A (ko) | 유전성 절연 매질 | |
| Seeger et al. | Recent development of alternative gases to SF6 for switching applications | |
| Yokomizu et al. | Electrical and thermal conductivities of high-temperature CO2–CF3I mixture and transient conductance of residual arc during its extinction process | |
| WO2016162572A1 (en) | Compounds for dielectrically insulating electric active parts | |
| ES2811304T3 (es) | Métodos para el aislamiento dieléctrico de piezas eléctricas activas | |
| ES2790380T3 (es) | Métodos para aislar dieléctricamente partes eléctricas activas | |
| ES2790379T3 (es) | Procedimientos para aislar dieléctricamente partes activas eléctricas | |
| ES2794631T3 (es) | Métodos para aislar dieléctricamente partes eléctricas activas | |
| KR102608855B1 (ko) | Sf6 가스를 대체하여 전기 절연 또는 아크 소호에 사용되는 절연 가스와 이를 이용한 전기 장치 | |
| CA2821218A1 (en) | Dielectric insulation medium |