JPS5975503A - 改良された電気絶縁油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルキルナフタレンと芳香族２環オレフイン
とからなる改良された電気絶縁油に関する。さらに詳し
くは、金属導体または金属電極と絶縁紙および／または
ポリオレフイ〉′などのプラスチックからなる絶縁体ま
たは誘電体とを有する油含浸電気機器、たとえは油含浸
コンデンサー、油含浸ケーブルなどに含浸するために好
適な電気絶縁油に関するものである。

近年、油含浸コンデン・サー、油含浸ケーブルおよび変
圧器などの油含浸電気機器の高圧化、長寿化および小型
化の要求が高くなり、これにイ゛ｒって絶縁材料および
誘電材よ２１と、含浸油との両面から改良がＩ図られて
来た。

すなわち絶縁材料および誘゛ｉＥ材宰′ｌの面からは、
従来の絶縁紙よりも絶縁＋＋Ｗ力の優れたポリプロピレ
ンなと′のポリオし、フィン・、ポリエステル、ポリフ
・７化ビニリデン＋剤１指、ポリカーボネートなと゛の
プラスチンフカ使われている。その使用形態も、たとえ
ば、油含浸コンデ〉・サーでは、絶縁紙とこれらのプラ
スチックフィルムとを併用する形式、または、これらの
プラスチ・ンクフィルトを中伸で使用する形式などであ
る。また、紙またはプラスチ、クフィルム上に蒸着され
た金属層を金属電極とするメタライズド゛（金属化）紙
またはメタライズドプラスチックフィルムを用いたコン
デンサーも使用されている。

また、油含浸ケーブルでは、絶縁体として、絶縁紙の代
りに架橋もしくは未架橋のポリエチレンや、延伸もしく
は未延伸のポリプロピレン、ポリメチルペンテンなどの
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリフッ化ビニリデン
樹脂、ポリカーボネートなとのプラスチックフィルム弔
独もしくはこれらのプラスチンクフィルムと絶縁紙との
複合フィルムなどが開発されている。なお、この複合フ
・ｒルムとしては、たとえば、絶縁紙上にプラスチフク
を溶融押出しし、または熱圧着などにより積層したフィ
ルムや、絶縁紙とシラングラフト化ポリエチレンとをシ
ラノール縮合触媒の存在下に架橋結合した複合フィルム
や、あるいは紙パルプとポリオレフィンなどのプラスチ
ック繊維との混抄紙などがある。

−・力、含浸油の面から、従来の鋲、油、ポリブテン、
アルキルベンゼンなどのほか合成系の電気絶縁油が種々
開発されている。ジインプロピルナフタレンを代表とす
るアルキルナフタレンもその一つである。しかしながら
、アルキルナフタレンも必ずしも油含浸電気機器の小型
化、高電圧化およυ・長寿命化の要求をＪｊ４足させる
ことができるとはこえなかった。

本発明者らは上述の事情に鑑み、電気絶縁油を含浸油の
面から鋭意研究した結果、本発明を完成させたものであ
る。

すなわち、本発明は（ａ）アルキルナフタレンの１種ま
たは２種以−におよび（ｂ）縮合または非縮合型の芳香
族環を２環有するオレフｆンの１種または２種以−にか
らなる電気絶縁油に関するものである。−に記、（ａ）
項のアルキルベンゼン〉′におけるアルキル基は、メチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イ
ンブチル、５ｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、アミル
ノ、（なとであり、その数は複数であっても良いが、ア
ルキル２１における合Ａ１の炭素数は　１〜１０個であ
るアルキルナフタレンが々イましい。

また、これらのアルキルナフタレンは、Ｃｌｉ独でまた
は２種以」二の混合物として使用することができ、それ
らの４０°Ｃにおける粘度が１０ｃＳｔ以ｒのものが、
本発明の電気絶縁油の成分として使用するために好まし
い。特に好ましいものはジインプロピルナフタレンであ
る。

１−記のアルキルナフタレンは、ナフタレンにプロピレ
ン、プロピルクロライド、ブテンなどをアルキレーショ
ンさせて得ることができる。

市記（ａ）項のアルキルナフタレンとｆＪｌ用する化合
物は（ｂ）項の縮合または非縮合型の芳香族環を２環有
するオレフィンである。このオレフィンには、シクロペ
ンテン、シクロヘキセンなどの環状オレフィン誘導体と
鎖状オレフィン誘導体とがあり、たとえば、このような
オレフィンには、次の一般式（Ｉ）ないしくｒｖ）で表
わされるような化合物がある。

”−（Ｉ） ここで、Ｒ１は不飽和二重結合を１個有するところのア
ルケニレン、！ｋまたはシクロアルケニレン基である・
また、ｍおよびｎは０から３の＋９．数であり１ｍ個の
Ｒ２およびｎ個のＲ３はそれぞれ同一　もしくは異なり
、それらは水素原ｒ−またはアルキル基である。

一般式 ％式％（） ココテ、Ｒ４４）：フルヶニル基またはシクロアルケニ
ル基であり、　Ｒ５はアルキレン基またはシクロアルキ
レン基である。また、ｍおよびｎは０がら３の整数であ
り、ｍ個のＲ２およびｎ個のＲ３はそれぞれ回−もしく
は異なり、それらは水素原子またはアルキルノルである
。

−四人 ・・・　（ｍ） ここで、Ｒ４はアルケニル基またはシクロアルケこル人
（である。また、ｍおよびｎはＯがら３の整数であり、
ｍ個のＲ２およびｎ個のＲ３はそれぞれ同一・もしくは
異なり、それらは水素原子またはアルキルノ１（である
。

一般式 ここで、　　Ｒ４はアルケニル基またはシクロアルケニ
ル基である。また、ｍおよびｎはＯから３の整数であり
、ｍ個のＲ２およびｎ個のＲ３はそれぞれ同一もしくは
異なり、それらは水素原子またはアルキル基である。

−１；犯人（Ｉ）におけるＲ１のアルケニレン基もしく
はシクロアルケニレン基は、エチし・ン、プロピレン、
ブテン、イソブチン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキ
セン、シクロペンテン、シクロヘキセンまたはアルキル
シクロヘキセンなどから２個の水素原子を除いた２価の
置換基であり、また、アルキル基Ｒ２およびＲ３は、メ
チル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、
イソブチル、５ｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、およ
びアミル基なとである。

式（Ｉ）の具体的な化合物としては、スチルヘン、４−
メチルスチルベン、１，２−ジフェニルプロペン、１，
３−ジフェニルプロペン、１，４−ジフェニルブテン−
１，１，４−ジフェニルブテン−２，１，１−ジフェニ
ルエチレン、１−フェニル−］−（］４−エチルフェニ
ルエチレン、１．１−ジフェニルプロペン−１，２，３
−ジフェニルプロペン、１，２−ジフェニルブテン−２
，１，３−ジフェニルブテン−１，２，４−ジフェニル
−４−メチルペンテン−１，１，２−ジフェニルシクロ
ヘキセン、フェニルベンジルシクロヘキセンなどカする
。

これらは、スチレンまたはα−メチルスチレンやビニル
トルエンなとのスチレン類の酸触媒による−ｊ、（化ま
たは共二量化によって製造することができる。

また、１，２−ジフェニルエチレンなどはへンズアルデ
ヒドと臭化ペンジルマグネシウトとを反応させ、１悦水
させれば良く、１．２−ジフェニルプロペンも同様であ
る。さらに１，１−ジフェニルエチレンはジフェニルケ
トンにヨウ化メチルマグネシウムなどのグリニヤール試
薬を反させ脱水することにより得られる。

式（ＩＩ　）の化合物におけるＲ４はビニル、プロペニ
ル、インプロペニル、アリル、ブテニル、シクロペンテ
ニル、シクロヘキセニルなどのアルケニル基またはシク
ロアルケニル基であり、Ｒ５は鎖状飽和脂肪族炭化水素
またはシクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタ
ンなどの飽和脂環式炭化水素から水素原子が２個除かれ
た２価の置換基である。また、アルキル基であるＲ２お
よびＲ３は式（Ｉ）におけるＲ２およびＲ３と同様であ
る。

式（ＩＩ　）の具体的な化合物としては、１−フェニル
−１−（４−ビニルフェニル）エタン、　１−（４−メ
チルフェニル−１−（４−ビニルフェニル）エタン、１
−フェニル−１−（４−イソプロペニルフェニル）エタ
ン、フェニル−（４−ビニルフェニル）メタン、フェニ
ル−（シクロヘキセニルフェニル）メタンなどである。

これらは種々の合成化学的手法で合成でき、たとえば、
フェニル−（ビニルフェニル）エタンなどは、ジフェニ
ルエタンにフリーデル・クラフッ触媒によりアセチルク
ロライドを反応させ、フェニル−（アセチルフェニル）
エタンを得て、次いで、水素化ホウ素すトリウムなとで
還元した後に脱水させて得られる。フェニル−（インプ
ロペニルフェニル）エタンなどは、フェニル−（ホルミ
ルフェニル）エタンにヨウ化メチルマグネシウムなとの
グリニヤール試薬を反応させ、その後脱水させることに
よって得ることができる・ また、式（ｍ）におけるアルケニル基またはシクロアル
ケニル基であるＲ４は式（ＩＩ　）におけ、るＲ４と同
様であり、またアルキル基としてのＲ２およびＲ３も式
（Ｉｆ）におけるＲ２およびＲ３と同様である。

この式（ＩＩＩ　）の具体的化合物としては、２−イン
プロペニルビフェニル、４−インプロペニルビフェニル
、２−インプロペニル−４゛−イソプロピルビフェニル
、シクロへキセニルビフェニル、シクロペンテニルビフ
ェニルなどがある。これらのうち、たとえば、インプロ
ペニルビフェニルはイソプロピルビフェニルの脱水素な
どにより得ることができる。

さらに、式（ＩＶ）におけるアルケニル基またはシクロ
アルケニル基としてのＲ４も式（ＩＩ）におけるＲ４と
同様であり、またアルキル基としてのＲ２およびＲ３も
式（ＩＩ）におけるＲ２およびＲ３と同様である。

この式（ＩＶ）の具体的化合物としては、α−ビニルナ
フタレン、インプロペニルナフタレン、アリルナフタレ
ン、ｌ−シクロベント−２−エニルナフタし・ンなどが
ある。これらのうち、たとえば、ビニルナフタレンはホ
ルミル大フタレンにヨウ化メチルマグネシウムなとのグ
リニー・−ル試薬を反応させ、次いで脱水させることに
より得ることができる。

前記式（Ｉ）から（ＩＶ）で表わされる芳香族オレフィ
ンは、アルキルナフタレンと程合、溶解さゼて用いるも
のであり、混合、溶解後に常温液状になればよい。した
がって、常温で液体または固体のいずれであってもよい
。また、この縮合または非縮合型の芳香族環を２環有す
るオレフィンは、ｅｌｔ独または２種以」−の混合物と
してアルキルナフタレンと併用することができる。

本発明においては、！−述のように（ａ）のアルキルナ
フタレンに（ｂ）の芳６　族オレフイソヲ程合して用い
ることによって゛電気絶縁油を得るが、このようにして
得られた電気絶縁油の粘度は４０　’Ｃ！で３０ｃＳｔ
以下が好ましく、より好適には　ｌ０ｃＳｔである。し
たがって、混合後の粘度がこの範囲に入るように、（ａ
）のアルキルナフタし／ンおよび（ｂ）の芳香族オレフ
ィンとして前記式（Ｉ）がら（ＩＶ）で表わされる化合
物を適宜に選択して用いればよい。

アルキルナフタレン自体は生分解性、耐熱性、醇化安定
性と共に電気的緒特性に１Ωれ、かつ水素カス吸収性に
も優れ−（いるが、本発明の芳香族オし・フィンをイ〕
１川することにより、水素ガス吸収性がさらに向上し、
かつ芳香族オレフィンのようなイく飽和化合物を併用し
ているにもかかわらず、生分解性、熱安定性および醇化
安定性の低ドは認められず、その他の電気的緒特性は更
に向上する。

（ａ）のアルキルナフタレンと（ｂ）の芳香族オレフィ
ンとの混合割合は任意であるが、両者の合＋’ｊ’ｌ’
　Ｒ１’に対して後名の芳香族オレフィンは０．０１か
ら５０重Ｍ％の範囲にすることが相乗効果の点から好ま
しい。より好適には１．０〜３０屯量％の範囲である。

本発明の電気絶縁油は−１−記組成の混合物からなるも
のであるが、これのみに限定されない。すなわち、その
−罷°的な電気的諸性能を損なわない範囲で所ｑ！の電
気的性能を改善するために、従来公知の電気絶縁油、た
とえば、ポリブテン、鈷、油、アルキルペンセン、ジア
リールアルカン、アルキルビフェニル　などを加えて使
用することができる。一般にポリブテンを加えると、体
積固有抵抗や誘電１接が改善され、η、油は絶縁破壊電
圧を向上させ、アルキルベンゼンを初めとするその他の
芳香族系絶縁油では、絶縁破壊電圧、誘゛１シ正接、流
動点なとを向」ニさせる傾向がある。

また、電気絶縁油田どして公知の酸化防１１−剤、たと
えば、フエメ′−ル系とし゛Ｃ１２，６−ジー第三ブチ
ルーｐ−クレゾール（商品名：　ＢＨＴ）　、２，２°
−メチレンビス（４−メチル−〇−第二ブチルフェノー
ル）　、４．４°−ブチリデンビ′ス（３−メチル−６
−第三ニブチルフェノール）　、　４，４°−チオビス
（３−メチル−〇−第三ブチルフェノール）、ステアリ
ル−β−（３，５−ジー第三ブチル−４−ヒドロキシフ
ェノール）プロピオネート（商品名：　Ｉｒｇａｎｏｘ
　１０７Ｂ）　、テトラキス［メチレン−３（３’　、
５°−シー第三ブチル−４°−ヒドロキシフェニル）プ
ロピオネ−Ｉ・］　メタン（商品名：　Ｉｒｇａｎｏｘ
　１０１０）　、１，３．５−ｌ−リメチル−２．４．
６−　トリス（３，５−ジー第三ブチル−４−ヒドロキ
シベンジル）ベンゼン（商品名：　Ｉｏｎｏｘ　３３０
）、１．１．３−　トリス（２−メチル−４−ヒドロキ
シ−５−第三ブチルフェノール）ブタン（商品名：　Ｔ
ｏｐａｎｏｌ　ＧＡ）など、また値数系としてジラウリ
ルチオジプロピオネ−１・、ジステアリルチオジプロピ
オネ−１・、ラウリルステアリルチオジプロピオネート
、シミリスチルチオ゛ジプロピオネートなど、そしてリ
ン系としては、トリイソデシルフォスファイト、ジフェ
ニルイソデシルフォスファイト、Ｉ・リフェニルフォス
フフイト、トリノニルフェニルフォスファイト ることができる。これらの酸化防止剤は、単独もしくは
２種以」二混合して適宜用いることができ、その添加量
は絶縁油に対してｏ．ｏｏｔ〜５重量％、より好適には
０．０１〜２．０重量％である。

さらに難燃外付ｌその他の目的で電気絶縁油の添加剤と
して公知のリン酸エステル系化合物やエポキシ系化合物
などを併用しても差支えない。

本発明の電気絶縁油は一般の電気絶縁油とじて好適であ
る１，に、特にコンデンサー、ケーブルおよび変圧器な
どの油含浸電気機器の含浸用として好ましい。なお、こ
れら機器の構造は既に述べたようなものである。すなわ
ち、本発明の電気絶縁油を含浸させることにより油含浸
電気機器の高圧化、小型化および寿命の延長が達成でき
る。

５らに、複数の成分から成る絶縁油を含浸することによ
って、成分間の相乗効果の結果として、に記の緒特性を
改善し、かつ各成分自体の優れた゛１１気的特性、生分
解Ｐ１、１耐熱＋ｌ　、酸化安定１ノ１を却持すると共
に、粘度や流動点を（Ｉｆ適な範囲に調節することがで
きるので、油含浸電気機器の製造が効率的かつ容易に行
，なわれ、使用条件による制約なしに高い性能を発揮す
る油含浸型電気機器を得ることができる。

次に実施例および比較例により本発明をｎ’（述する。

実施例および比較例 本実施例および比較例で用いた絶縁油を表１にまとめて
示す。表１中、絶縁油ＮＯ．１とＮｏ．１９は比１咬例
として使用している。

なおいずれの試験においても、絶縁油に酸化防１１、剤
としてＢＨＴを　０．２重量％添加して行なった。

才だ、いずれの絶縁油の粘度も４０°Ｃで４．５〜６．
５ＣＳｔであった。

（油含浸コンデンサーによる試験） 、１秀重体として、厚み２８川，幅６２ｏ＋ｍのポリプ
ロピレンフィルムと，厚み１２ＩＬ、幅同じ＜６２１１
１ｍの絶縁紙を市ねたものを使用し、電極として厚み７
川、’ｌｌｉＩｉ５０ｍｍのアルミニウム箔を使用して
、常法に従って巻回して積層し、モデルコンデンサーを
作製した。

このコンデンサーに、真空下で各種の絶縁油を含浸させ
、静電容星約０．７，ｕＦの油含浸コンデンサーを作製
した。

次にこれらのコンデンサーに電圧を印加し、コロナ放電
開始電圧（ＣＳＶ）およびコロナ放電消滅電圧（ＣＥＶ
）を４１１１定した。測定温度は３０°Ｃである。この
ｉ！ＩＩ＋定結果を表２に示す。

また、別に同様にして作成した油含浸コンデンサーに一
定の交流電圧を印加し、そのコンデンサーが破壊するま
での１１ν間をＡｌｌ＋定することによってコンデンサ
ーの寿命を求めた。表２には、１」・の絶縁油で含浸さ
れた７個のコンデンサーの破壊時間の中から，最大値と
最小（（（ｊを除外し、残の５個のコンデンサーの破壊
時間の平均値を示す。なお表の数値は和文４値を示した
。すなわち、ベースのアルキルナフタレン１００ｚの絶
縁油を１として破壊時間を示した。

表　　　　２ 表２の結果から、本発明の電気絶縁油を含ｔｔさせたコ
ンデンサーはＣ５Ｖ、　ＣＥＶバに高く、その寿命が格
段に改善されていることは明らかである。

また脂肪族オレフィンを含むものよりも、本発明の芳香
族オレフィンを含むものの力がはるかに優れている。

以１−に説明したＪ：うに、本発明の電気絶縁油は放電
エネルギーに対して安定性の優れた電気絶縁油であり、
油含浸電気機器の含浸用として好適である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）アルキルナフタレンの１種または２種以」
   −１および （ｂ）縮合または非縮合型の芳香族環を２環有するオレ
   フィンの１種または２種以」二からなる電気絶縁油。
2. （２）前記アルキルナフタレンがジインプロピルナフタ
   レンである特許請求の範囲￥ｆＳＩ　ＪＪｉ記載の電気
   絶縁油・
3. （３）　ｊｉｉｊ記電気絶縁油が０．００１〜５重量％
   の酸化防止剤を含有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の電気絶縁油。