JPS5979902A - 改善された電気絶縁油 - 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】 本発明はノアリールアルカンと１，３−ノアリールブテ
ン誘導体とからなる電気絶゛縁油に四する。

さらに詳しくは、金属導体または金属電極と、少なくと
もその一部に付与されたポリオレフィンなどのプラスチ
ック材料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、たとえば、油含浸コンデンサー、油含浸ケー
ブルなどに含浸する場合に好適な、ジアリールアルカン
と１，３−ジアリールブテン誘導体とからなる改善され
た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電圧化および小型化に伴い
、各種のプラスチック材料が従来の絶縁紙と共に使用さ
れるようになった。油含浸電気機器の構成材料として使
用されるこれらフ０ラスチック材料は、今後益々多く使
用される順向にあり、既に従来の絶縁紙ケ全てプラスチ
ック材料に変えたものも使用され始めている。

ところで、従来の電気絶縁油、たとえば、精製された鉱
油、ポリブテン、アルキルベンゼン捷たは塩素化ビフェ
ニル゛などは、種々の欠点を有（−ている。たとえば、
塩素化ビフェニルは公害問題のために使用が避けられて
いる。また、従来の各種電気絶縁油（ｒｉ　、前記の油
含浸電気機器に使用されるポリオレフィンなどのプラス
チック材料との適合性が必ずしも満足できるものではな
い。すなわち、従来のたとえばアルキルベンゼン、前リ
ブテン、脂肪族オレフィンなどを含む電気絶縁油がこれ
らのプラスチック材料と接触すると、〕０ラスチック材
料ケ溶解し、もしくは膨潤させて、絶縁剛力を低下させ
ることがある。したがって、油含浸電気機器の高電圧化
や小型化の要求により一層適応できるような高性能の電
気絶縁油が切望されていた。

このような高性能の電気絶縁油のひとつとして、１．１
−ジアリールアルカンと１，３−ジアリールブテン誘導
体とからなる電気絶縁油が開発されているが、必らずし
も満足できるものではなかった。

本発明者らは上述の事情に鑑み、鋭意研究ｊ〜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）ジアリールアルカン１棟また
は２種以上、および（ｂ）゛下記一般式ＣＩ）ないしく
ＩＩＩ）で表わされる１，３−ジアリールブテン誘導体
の１種または２種以上とからなる電気絶縁油の発明に関
する。

一般式 前記一般式（Ｉ）ないしくｌ［［）中、Ｒ１からＲ４は
それぞれ水素原子またはメチル基であｌ’ｌ、Ｒ，から
Ｒ４の合計炭素数は０〜２の整数である。

本発明のジアリールアルカンは、その単独捷たは混合物
の４０°Ｃにおける粘度が１０ｃＳｔ以下のものが含浸
性などから好ましい。

不発間開使用するノアリールアルカン アリール基が異なる炭素原子に結合しているノア１ノー
ルアルカンであり、そのうち好ましい化合物は１、２−
ジアリールエタンであり、さらに好ましくは下記一般式
（ＩＶ）で表わされる１−アリール−２−フェニルエタ
ンである。

一般式 上式中、Ｒ５からＲ７は同一もしくは異なり、水素原子
またはＣ□から０５のアルキル基であり、がっＲ５から
Ｒ７の合計炭素数は５以下である。

ジアリールアルカンの具体例は次の通りである。

スナわチ、１．２−ノフ工ニルエタン、１，２−ノ（メ
チルフェニル）エタン、１−フェニル−２−（メチルフ
ェニル）エタン、１−フェニル−２−（シ）−’：ｆ−
ルフェニル）エタン、１−フェニル−２−（エチルフェ
ニル）エタン、１−フェニル−２−（メチルエチルフェ
ニル）エタン、■−フェニルー２−　（（ソプロビルフ
ェニル）エタン、１−フェニル−２−（）　ＩＪメチル
フェニル）エタン、１−フェ＝ルー２−（メチルフェニ
ル）プロノ９７および１−フェニル−３−（メチルフェ
ニル）プロパンなどである。

これらは、たとえば、１−フェ＝　ルー　２−　り。

ロエタンとベンゼン、トルエン、キンレン、Ｉクメンな
どとをフリーデル・クラフッ触媒の存在下にアルキレー
ションさせることにより得ることができる。

前記のノアリールアルカンは単独寸たは２種以上の混合
物として使用する。

前記一般式（１）ないしくＩＩＩ）で表わさｉ９る１、
３−ノアリールブテン誘導体はスチレンあるいはそのア
ルキル誘導体全固体酸触媒、超強酸等の酸性触媒で三量
化することによって得られ、いずれも好ましく使用でき
る。これらのプデノ誘導体は、共通の１，３−ノフェニ
ル′ブテン・Ｎ格ケ有し、その具、体側としては、１，
３−ジフニニルプテン−１，１，３−ノフェニルプテン
−２、■、３−ツメチルー１．３−ノフェニルブテン−
１〔４−メチル−２，４−ジフェニルペンテン−２）１
，１．３−ジ（メチルフェニル）ブテン−１，’１．３
−ノ（メチルフェニル）ブテン−２、および１．１−ツ
メチル−１，３−ノフェニルプテンー３　　（４−メｆ
ルー２．４−ジフェニルペンテン−１〕などを挙けるこ
とができる。

ジアリールアルカン自体は電気的諸性能れ、かつ水素ガ
ス吸収性にもすぐれているが、１．３−ノアリールブテ
ン誘導体を併用することにより、水素ガス吸収性がさら
（Ｃ向上し、かつ１，３一ジアリールゾテン誘導体のよ
うな不飽和化合物を併用したにもかかわらず熱安定性お
よび酸化安定性の劣化は認められない。

ノアリールアルカンと１，３−ノアリールブテン誘導体
との混合割付は任意であるが、前者１に対し、後者帆０
０１〜１．０（重量比）が、相乗効果の点から好捷しい
。より好適には０．０１〜０．５の範囲である。

本発明の電気絶縁油は、上記組ＩＪＭ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
の一般的な電気的諸性能を損なわない範囲で、所望の電
気的性能を改善する目的で、従来公知の電気絶縁油、た
とえばポリブテン、鉱油、アルキルベンゼン、１．１−
２了り−ルアルカ／、アルキルビフェニル、アルキルナ
フタレン−１と’ｆｘ加えて使用することができる。一
般にポリブテン全加えると、体積固有抵抗、誘電正接が
改善され、鉱油は絶縁破壊電圧全向上させ、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、誘電正接、流動点など全向上させる（順向が
ある。

また、電気絶縁油用として公知の酸化防止剤、たとえば
、フェノール系として、２，６−ノー第三ブチ／Ｌ＝　
−ｐ−クレゾール（ｎ６品名＋３ＨＴ）、２．２’−メ
チレンビス（４−メチル−６−；Ａ〜三ズブチルフェノ
ール、４，４′−ブチリデンビス（３−メチル−６−第
三ブチルフェノール）、４．４’−チオビス（３−メチ
ル−６ｍ＜　三７’チルフェノール）、ステアリル−β
−（３，５−ノー第三ブチル−４−ヒドロキンフェノー
ル）７００ロピオネート商品名Ｉｒｇａｎｏｘ　１０７
６　）　、テトラキス〔メチレン−３（３’、５’−ジ
ー第三ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）ゾロビオネ
ート〕メタン（商品名Ｔ　ｒｇａｎｏｘ　１０１０　）
、１，３．５−　）　リスチル−２，４，６−ト　リス
（３，５−ノー第三ブチル−４−ヒドロキシベンノル）
ベンゼン（商品名Ｉｏｎｏｘ　３３０　）、１．Ｌ３−
）リス（２−メチル−４−ヒドロキ７−５−　第三ブチ
ルフェノール）ブタン（商品名Ｔｏｐａｎｏｌ　ＣＡ　
）など、￥１′た硫黄系としてノラウリルチオノプｏｅ
オネート、ノステアリルチオノプロピオネート、ラウリ
ルステつ′リルチオノプロピオネート、シミリスチルチ
オノゾロビオネートなど、そしてリン系としてはトリイ
ノデンルフォスファイト、ノフェニルイノデノルフオス
ファイト、トリフェニルフォスフアイｌ−１）ＩＩノニ
ルフェニルフォスファイトなトｋ　本発明ノミ気絶縁油
に添加して用いることができる。これらの酸化防止剤は
、単独でもしくは２種以上６も合して適宜用いることが
でき、その添加量に１絶縁油に対して０．００１〜５重
量％、より好適には０．０１〜２．０重量％である。

さらに、難燃性伺与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１醪キノ系化合
物などを併用しても差支え々い。

本発明の電気絶縁油は一般の電気絶縁油として好適であ
る上に、特に、コンデンサー、ケーブル、変圧器などの
油含浸型電気機器の含浸用として好捷しい。

前述のようにこれらの油含浸型電気機器では、近年高圧
化、小型化の要求が強いが、それに伴ってこれらの油含
θ電気機器の絶縁材料または誘電材料として、従来の絶
縁紙の代りに、または絶縁紙と併用する形式でプラスチ
ックが使用されるようになってきた。すなわち、具体的
には、コンデンサーにおいては、コンデンサーの絶縁体
（誘電体）として延伸もしくは未延伸の；１？　＋Ｊプ
ロピレン、ポリメチルペンテン、ポリエステルなどのプ
ラスチックフィルムと絶縁紙とを併用したもの、あるい
（ｄこれらのプラスチックフィルムのみケ用いたもの、
さらにシラスチックフィルムとして、微細なエンボス加
工を施して含浸し易くしたフィルムや、表面金属層を電
極としたメタライズド（金属化）プラスチックフィルム
などがある。′−！たケー７”ル（ＯＦケ−７”ル）の
絶縁体として、絶縁紙の代りに架橋もしくけ未架橋の目
？リエチレンや、延伸もしくは未延伸の、Ｉ？リプロピ
レンｓ　’Ｉ？す）ｆルベンテンなどの前リオレフィン
フィ／Ｌ、　ｌ、　（ｉ−用いたもの、絶縁紙とこれら
のポリオレフィンとを溶融押出しにより積層した積層フ
ィルムや、絶縁紙とシラングラフト化７ｊ？リエチレン
とを７ラノ一ル縮合触媒の存在下に架橋結合した複合フ
ィルムヶ用いたもの、あるいは紙パルプとポリオレフイ
ノ繊維との混抄紙などがある。

本発明の電気絶縁油は、プラスチックとの適合性にも優
れているので、上述のように、プラスチックをその絶縁
体もしくは誘電体の一部もしくは全部に用いた油含浸型
電気機器、たとえば−、コンテ゛ンサーヤケーブルなど
の含浸用として好適である。

すなわち、プラスチック、特にポリオレフィン全絶縁体
（誘電体）の一部もしくは全部に用いたコンデンサーに
、本発明の電気絶縁油を含浸させた場合には、プラスチ
ック絶縁体の膨潤が少ないので、電気絶縁油の含浸が充
分に行なわれ、ボイド（未含浸部分）が生ずることがな
い。従って、ボイドへの電界集中に起因するコロナ放電
が生じて、絶縁破壊に到る恐れがない。また本発明の電
気絶縁油は水素ガス吸収性や、高電圧下における耐コロ
ナ放電性に優れており、長寿命であり、捷た高圧化か達
成できる。

同シくケーブルの場合には、膨潤による絶縁体の寸法変
化が少ないため、絶縁油の油流抵抗が非常に低くなり、
ケーブルに油分含浸させる際に絶縁油の含浸時間が短く
なる。もちろん含浸か容易に行なわれるために、ボイド
も生じ難いので絶縁破壊電圧がより高くなる。また、プ
ラスチックフィルムと絶縁紙との積層フィルムもしくは
複合フィルムからなる絶縁体全使用したケーブルにおい
ては、長期間、本発明の絶縁油と接触しても層間剥離や
、屈曲による剥離、シわおよび座屈などが発生する恐れ
が少ない。捷だ、絶縁油は水素ガス吸収性ＶＣ優れてい
るので、コンデンサートＰＪ　様に、耐コロナ放電性の
浸れたケーブルケ得るこトカできる。従って、ケーブル
においてもコンデンザーと同様に長寿命で高圧化の図れ
るケーブルが得られる。

さらに、複数の成分から成る絶縁油ケ含浸することによ
って、成分間の相乗効果の結果として、上記の緒特性を
改善し、かつ各成分自体の優ノ１．た電気的特性、生分
解性、耐熱性、酸化安定性を糾持すると共に、粘度や流
動点を好適な範囲に調節することができるので、油含浸
型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な・詳述する。

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な・表１にまとめ
て示す。衣１中、絶縁油Ｎ［１１，５，６は比較例とし
て使用している。

なお、いずれの試験においても、絶縁油に酸化防止剤と
してＢＨＴを０．２重量％添加し７て行なった。

（１）ポリプロピレンフィルムとの適合性所定の形状に
切断したポリプロピレンフィルム（厚み１４ｚｚ）？各
種絶縁油中に８０°Ｃで７２時間浸漬した後、フィルム
全敗り出し、浸漬前後のフィルムの体積変化率（チ）を
測定し７だ。

その結果を表２に示すが、数値の小をいもの、すなわち
体積変化率の小さいものほとフィルムを膨潤させず、寸
法安定性が優れているので、醪リフ０ロピレンフィルム
との適合性が良いといウコトができる。

表２に示す結果から解るように、本発明の絶縁油はいず
れも、Ｑ　ＩＪプロピレンとの良好な適合性ケ有する。

（２）油含浸コンデンサーの試験 誘電体として厚み２８μのポリプロピレンフィルム（幅
６２朔）と、厚み１２μの絶縁紙（幅６２ｍｍ）とを重
ねたもの全使用し、電極として厚み７μのアルミニウム
箔（幅５０　ｍｍ　）を用いて常法に従って、巻回、積
層することにより油含浸用のモデルコンデンサーを作製
した。

このコンデンサーに、真空下で各種絶縁油を含浸させ、
静電容量的０．７μＦ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（ＣＥ
Ｖ）全測定した。測定温度は３００Ｃである。この測定
結果を表２に示す。

捷た、別に、同様にして作製し７、含浸芒ぜた油含浸コ
ンデンサーに一定の交流電圧全課電Ｌ−，そのコンデン
サーが破壊するまでの時間全測定することによってコン
デンサーの寿命゛を求めた。この場合、同一の絶縁油で
含浸した７個のコンデンサーの中から、最大と最小の破
壊時間を除外し、残りの５個のコンデンサ−−の破壊時
間のＸＪｉ均値を求め、その結果を表２に示した。また
、その数値は相対値で示した。すなわち、■、２−ノア
リールアルカン１００係の絶縁油の破壊時間を１とした
相対値である。

表　　　　　１ 表　　　　　２ 表２に示した結果から、本発明品はべ一亥の１．２−ジ
アリールアルカンよりも格段に性能が１つ・れているこ
とがわかる。また、本発明品の絶縁油Ｎ［Ｌ　２．３お
よび４と、１，１−タイプのノアリールアルカンを含む
絶縁油Ｎｏ、　５および６とを比較すると、本発明品は
、■、１−タイプのノアリールアルカンを含む絶縁油よ
りさらに優れているのは明らかである。

以上、説明したように、本発明の電気絶縁ン由はプラス
チックフィルムとの適合性に優ｉ’ｔ　、その絶縁耐力
を向上させ、また、放電ニオ、ルギーに対して安定性の
優れた電気絶縁油である。

特許出願人　　日本石油化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （，１，）（ａ）ノアリールアルカンの１種才たは２種
   以上、および （１））斗記一般式（Ｉ）ないしくＩＩＩ）で表わされ
   る１、３−ソアリールプテン誘導体の１種または２種Ｉ
   ゾ、上からなる電気絶縁油。 一般式 ％式％ 上記一般式中、ＲからＲ４はそれぞれ水素原子またはメ
   チル基であり、Ｒ１からＲ４の合網炭素級はＯ〜２の整
   数である。 （２）前記一般式（Ｉ）の１，３−ノアリールズデン誘
   導体が１，３−ジフェニルブテン−１捷たは４−メチル
   −２，４−ノフェニルベンテン−２で？１）　ル％　許
   請求の範囲第１項に記載向電気絶縁油。 （３）前記一般式（ｎ）の１，３−ノアリールブテン誘
   導体力１，３−ノフエニルプテン−２である特許請求の
   範囲第１項に記載の電気絶縁／ＩＩＩ。 （４）前記一般式（ＩＩＩ）の１，３−ノアリールプデ
   ン誘導体が４−メチル−２，４−ノブエニル被ンテン−
   １である特許請求の範囲第コ項に記載のｔｈ電気絶縁油
   （５）前記ノアリールアルカンが１，２−ノアリールア
   ルカンである特許請求の範囲第」項ない１〜第４項のい
   ずれかに記載の電気絶縁油。 （６）　前Ｍ己ｖ　７　＋Ｊ−ルアルカンが１〜フェニ
   ル−２−（イソプロピルフェニル）エタンである特許請
   求の範囲第５項に記載の電気絶縁油。 （７）前記電気絶縁油が０．０吋から５重量係の酸化防
   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
   ないし第６項のいずれかに記載の電気絶縁油。