JP4740429B2 - 電気絶縁油組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気絶縁油組成物に関し、さらに詳しくは、油入り変圧器、油入り遮断器、油入りケーブル、油入りコンデンサなどに使用される酸化安定性に優れた電気絶縁油組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
電気絶縁油の用途の中で、油入り変圧器、特に開放式変圧器用の電気絶縁油は絶縁油と空気が接しているため、酸化安定性に優れていることが要求される。そこで、酸化防止剤、特にフェノール系酸化防止剤を含有したものが検討されている(特開平9−272891号)。しかし、例えば、0.3重量%のDBPC(2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール)を添加した電気絶縁油は、JIS C 2101−1993の酸化安定性試験において、120℃×75Hrで、既に酸化現象による全酸価の上昇(0.02〜0.03mgKOH/g)がみられる。すなわち、75Hrで既に酸化の誘導期が終了し、これ以後全酸価の上昇が急激に進むと考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、従来品よりも酸化安定性に優れた電気絶縁油組成物を提供することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは鋭意研究の結果、特定の油が酸化防止剤と組み合わせた際に、上記の安定性試験において、120℃×75Hr後の全酸価が0.01mgKOH/g以下であり、従来油にフェノール系酸化防止剤を添加した油に比べ酸化安定性が極めて優れた電気絶縁油組成物となることを見出し、本発明を完成したものである。
【0005】
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
(1)ASTM D 2007−93(組成分析)に従って測定される極性物質の含有量が0.36重量%以下である精製鉱油に、組成物全量基準で、0.03〜3.0重量%のフェノール系酸化防止剤を配合することを特徴とする電気絶縁油組成物であり、該電気絶縁油組成物が、JIS C 2101−1993の酸化安定性試験において、120℃×75Hr後の全酸価が0.01mgKOH/g以下である開放式変圧器用電気絶縁油組成物。
(2)硫黄分を5〜2,000重量ppm含有するものである(1)記載の電気絶縁油組成物。
(3)全窒素分の含有量が5重量ppm以下、塩基性窒素分の含有量が3重量ppm以下であり、40℃における動粘度が5〜15mm2 /sである(1)又は(2)に記載の電気絶縁油組成物。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
本発明の電気絶縁油組成物は、製造方法に応じて多種多様な組成や性状のものとして実現することができるが、ASTM D 2007−93(組成分析)に従って測定される極性物質(以下、極性物質という。)の含有量が0.36重量%以下である精製鉱油に、組成物全量基準で、0.03〜3.0重量%のフェノール系酸化防止剤を配合することが肝要である。
【0007】
先ず、精製鉱油の好適な製造方法について説明する。
原料の原油として、パラフィン基系原油,ナフテン基系原油,および混合基系原油いずれも使用できるが、パラフィン基系原油が好ましい。
上記の原油を蒸留して得られた留出油(常圧換算で250〜500℃)を水素化改質、溶剤脱蝋、水素化脱蝋、水素化精製、水素化仕上げ、溶剤精製、硫酸処理、アルカリ中和の各公知の精製プロセスを適宜組み合わせて製造したものを適宜混合し、その後白土処理することによって精製鉱油を得ることができる。なお、留出油とは原油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧蒸留して得られたものを意味する。特に、水素化改質、水素化脱蝋、水素化精製、水素化仕上げ、溶剤精製及び硫酸処理の条件を適宜選定することによって極性物質の含有量を0.36重量%以下にすることができる。該極性物質が0.36重量%を超えると電気絶縁油組成物の酸化安定性の悪化、スラッジの発生等の問題が発生する。
【0008】
次に、上記の精製鉱油に配合されるフェノール系酸化防止剤としては、例えば2,6−ジ−tert−p−クレゾール;2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールなどのモノフェノール系、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール);2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)などのジフェノール系を挙げることができる。
該フェノール系酸化防止剤は一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記のフェノール系酸化防止剤の配合量は、組成物全量基準で、0.03〜3.0重量%である。0.03重量%未満では酸化防止効果は見られず、3.0重量%を超えても、量に見合う酸化防止効果は見られない。
【0009】
また、本発明の電気絶縁油組成物は、硫黄分を5〜2,000重量ppm含有するものであることが好ましい。5重量ppm未満であると、理由は不明であるが、銅腐食性が悪化する場合があり、2,000重量ppmを超えると酸化安定性の悪化、スラッジの発生、銅腐食性の問題が発生する場合がある。5〜50重量ppmであるのが、より好ましい。なお、硫黄分はJIS K 2541−1996に従って測定される値である。
【0010】
また、本発明の電気絶縁油組成物は、全窒素分の含有量が5重量ppm以下、塩基性窒素分の含有量が3重量ppm以下であり、40℃における動粘度が5〜15mm2 /sであるのが好ましい。順に説明すると、
▲1▼全窒素分の含有量が5重量ppm以下である。
JIS K 2609−1990に従って測定される値である。5重量ppmを超えると色相劣化を引き起こし、また誘電正接(tan δ)を悪化させる場合がある。3重量ppm以下であるのが特に好ましい。
【0011】
▲2▼塩基性窒素分の含有量が3重量ppm以下である。
米国UOP社試験法(UOP Method,No.313〜70)に従って測定される値である。3重量ppmを超えると酸化安定性を低下させる場合がある。1重量ppm以下であるのが特に好ましい。
▲3▼40℃における動粘度は5〜15mm2 /sである。
JIS K 2283−1993に従って測定される値である。粘度が低すぎると揮発性が高くなり、引火点が低下し、取扱いにおいて安全上問題がある場合がある。逆に高すぎると流動性が低く、取扱いに難点がある場合がある。特に好ましくは、6〜13mm2 /sである。
【0012】
さらに、本発明の電気絶縁油組成物は、JIS C 2101−1993の酸化安定性試験において、120℃×75Hr後の全酸価が0.01mgKOH/g以下であるのが好ましい。
本発明の電気絶縁油組成物には、水素ガスの吸収性をもたせるため、長鎖アルキルベンゼンを、基油の混合時に、組成物全量基準で、0〜40重量%配合することができる。長鎖アルキルベンゼンは、電気絶縁油として公知のものであり、具体的には炭素数8〜38の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基で置換されたアルキルベンゼンが好ましい。
【0013】
また、必要に応じて、ベンゾトリアゾールなどの金属不活化剤を、組成物全量基準で、0〜40重量ppm、ポリアルキルメタクリレートなどの流動点降下剤を0〜0.5重量%、本発明の目的を阻害しない範囲で、白土処理後に配合することができる。
なお、本発明の電気絶縁油組成物については、酸化防止剤を含む以外は、日本工業規格(JIS C 2320−1993)のうち、電気絶縁油1種2号の規格に合格するのは勿論である。
【0014】
【実施例】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例になんら制限されるものではない。
(1)電気絶縁油組成物の調製
〔実施例1〕
パラフィン基系原油を常圧蒸留、残渣油の減圧蒸留、減圧留出油のフルフラールによる溶剤抽出精製、メチルエチルケトン/トルエン混合溶剤による溶剤脱蝋、水素化仕上げ、活性白土処理の順に処理して得た、0.35重量%の極性物質を含有する精製鉱油に、組成物全量基準で0.3重量%のDBPCを配合し、電気絶縁油組成物を得た。その物性と性状を第1表に示す。
〔実施例2〕
パラフィン基系原油の常圧蒸留、残渣油の減圧蒸留、減圧留出油の水素化改質、メチルエチルケトン/トルエン混合溶剤による溶剤脱蝋、活性白土処理の順に処理して得た、0.32重量%の極性物質を含有する精製鉱油に、組成物全量基準で0.3重量%のDBPCを配合し、電気絶縁油組成物を得た。その物性と性状を第1表に示す。
【0015】
〔実施例3〕
ナフテン基系原油の常圧蒸留、残渣油の減圧蒸留、減圧留出油の水素化精製、活性白土処理の順に処理して得た、0.26重量%の極性物質を含有する精製鉱油に、組成物全量基準で0.3重量%のDBPCを配合し、電気絶縁油組成物を得た。その物性と性状を第1表に示す。
〔実施例4〕
パラフィン基系原油の常圧蒸留、残渣油の減圧蒸留、減圧留出油の2段水素化改質、水素化脱蝋、活性白土処理の順に処理して得た、0.24重量%の極性物質を含有する精製鉱油に、組成物全量基準で0.3重量%のDBPCを配合し、電気絶縁油組成物を得た。その物性と性状を第1表に示す。
【0016】
〔比較例1〕
市販のJIS1種2号の電気絶縁油(極性物質;0.39重量%)の物性と性状を第1表に示す。
〔比較例2〕
市販のJIS1種2号の電気絶縁油(極性物質;0.39重量%)に、組成物全量基準で0.3重量%のDBPCを配合し、電気絶縁油組成物を得た。その物性と性状を第1表に示す。
〔比較例3〕
ナフテン基系原油の常圧蒸留、残渣油の減圧蒸留、減圧留出油のフルフラールによる溶剤抽出精製、水素化仕上げ、活性白土処理の順に処理して得た、0.59重量%の極性物質を含有する鉱油に、組成物全量基準で0.3重量%のDBPCを配合し、電気絶縁油組成物を得た。その物性と性状を第1表に示す。
【0017】
(2)酸化安定性の評価
上記の製造された各電気絶縁油組成物について、JIS C 2101−1993に準拠して酸化安定性の試験を行った。120℃×75Hr後の全酸価と全酸価が0.3mgKOH/gに到達した時間(Hr)で評価した。これは電気絶縁油の更油の目安となる全酸価のレベルである。結果を第1表に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】
本発明の電気絶縁油組成物は、従来品よりも酸化安定性に優れ、特に開放式変圧器用の電気絶縁油として有効である。
Claims (3)
- ASTM D 2007−93(組成分析)に従って測定される極性物質の含有量が0.36重量%以下である精製鉱油に、組成物全量基準で、0.03〜3.0重量%のフェノール系酸化防止剤を配合することを特徴とする電気絶縁油組成物であり、該電気絶縁油組成物が、JIS C 2101−1993の酸化安定性試験において、120℃×75Hr後の全酸価が0.01mgKOH/g以下である開放式変圧器用電気絶縁油組成物。
- 硫黄分を5〜2,000重量ppm含有するものである請求項1記載の電気絶縁油組成物。
- 全窒素分の含有量が5重量ppm以下、塩基性窒素分の含有量が3重量ppm以下であり、40℃における動粘度が5〜15mm2 /sである請求項1又は2に記載の電気絶縁油組成物。
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