KR101509246B1 - 전기 절연유 및 그 제조 방법 - Google Patents

전기 절연유 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전기 특성을 악화시키는 유동점 강하제를 사용하지 않아도 유동점이 낮고, 수소 가스 흡수성이 우수하며, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결하여 부상하는 것에 의한 절연의 파괴가 방지되고 있으며, 인화점이 높기 때문에 화재의 위험성이 낮고, 나아가 황 성분을 거의 포함하지 않기 때문에 구리에 대한 부식성이 전무하고, 우수한 전기 특성을 겸비하고 실용 성능이 뛰어난 전기 절연유를 제공한다.
유동점이 -45℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 인화점(PM)이 135℃ 이상이고, 밀도(20℃)가 0.895㎏/L 이하이고, 아닐린점이 63~90℃이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 5질량% 이상이며, 또한 산화 방지제를 0.05~0.5질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 절연유이다.

Description

전기 절연유 및 그 제조 방법{ELECTRICAL INSULATING OIL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은 전기 절연유 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 유동점이 낮고 한랭지용으로 적합함에도 불구하고 인화점이 높고, 황을 거의 포함하지 않기 때문에 구리에 대한 부식성이 전무하고, 산화 안정성이 양호하며, 실용 성능이 우수한 전기 절연유에 관한 것이다.
전기 절연유는 트랜스, 고압 케이블, 고압 차단기, 콘덴서 등의 고압 전기 기기에 충전되어 사용된다. 이들 기기 중 트랜스 등은, 코일 등에서 발생하는 열을 발열시키기 위해서 강제적으로 또는 자연 대류에 의해 전기 절연유가 순환되어 냉각되도록 설계되어 있으며, 이 때, 동점도가 낮은 전기 절연유 쪽이 냉각 성능이 우수하다. 그러나, 동점도가 낮은 전기 절연유는 인화점도 낮아져 화재의 위험이 높아진다고 하는 문제가 있다.
또, 한랭지에서는, 전기 절연유의 밀도가 얼음보다 큰 경우, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 그것이 부상함으로써 절연의 파괴가 생기는 경우가 있기 때 문에, 전기 절연유는 밀도가 낮을 필요가 있다. 또한, 적절한 황 성분은, 전기 절연유에 적절한 산화 방지 성능을 부여하지만, 트랜스에 사용되는 구리에의 영향은 전무하다고는 말할 수 없다. 또한, 방향족 성분이 적은 기름은 산화 방지제의 효과가 크지만, 전기 절연유 중에 방향족 성분이 존재하지 않게 되면, 수소 가스 흡수성이 현저히 악화되어, 전기 기기의 고장의 원인으로 될 수 있다.
그 때문에, 본 발명자들은 노멀 파라핀 함유량이 2질량% 이하이고, %CP가 45 이상인 기유(基油)에 유동점 강하제를 0.01~0.3질량% 첨가하는 것을 특징으로 하는 전기 절연유를 제안하여 왔다(특허 문헌 1 참조).
[특허 문헌 1] 일본 특허 제3690649호 공보
그러나, 종래의 전기 절연유 중에서도, 나프텐계 원유를 정제함으로써 얻어진 기유를 사용한 전기 절연유에 대해서는, 밀도(20℃)가 0.895㎏/L를 초과해 버려, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 그것이 부상함으로써 절연의 파괴가 생길 우려가 있으며, 또 인화점(PM)이 135℃보다 낮아져 화재의 가능성이 생긴다. 또한, 파라핀계 원유를 정제함으로써 얻어진 기유를 사용한 전기 절연유에 대해서는, 유동점 강하제를 사용할 필요가 있기 때문에 전기 특성에 불만이 남고, 또한 수소 가스 흡수성의 점에서 뒤떨어지고 있다.
그래서, 본 발명은 이러한 문제를 해결하는 것으로, 전기 특성을 악화시키는 유동점 강하제를 사용하지 않아도 유동점이 낮고, 수소 가스 흡수성이 우수하며, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 부상하는 것에 의한 절연의 파괴가 방지되고 있고, 인화점이 높기 때문에 화재의 위험성이 낮고, 나아가 황 성분을 거의 포함하지 않기 때문에 구리에 대한 부식성이 전무하고, 우수한 전기 특성을 겸비하고 실용 성능이 뛰어난 전기 절연유를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 행한 결과, (1) 특정의 유동점, 동점도(40℃), 인화점(PM), 밀도(20℃) 및 아닐린점을 갖고, 황 성분, 질소 성분, 염기성 질소 및 방향족 성분이 특정의 범위에 있으며, 또한 산화 방지제를 특정량 함유하는 전기 절연유가, 수소 가스 흡수성이 우수하고, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 부상하는 것에 의한 절연의 파괴가 방지되고 있으며, 화재의 위험성이 낮고, 구리에 대한 부식성이 전무한 데다가, 산화 안정성이 양호하고, 실용 성능이 우수하며, 또한 (2) 이러한 전기 절연유가, 나프텐계 원유와 파라핀계 원유를 정제하여 얻은 기유를 특정의 비율로 혼합해서 조제한 혼합 기유에 산화 방지제를 특정량 첨가함으로써 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 전기 절연유는, 유동점이 -45℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 인화점(PM)이 135℃ 이상이고, 밀도(20℃)가 0.895㎏/L 이하이고, 아닐린점이 63~90℃이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 5질량% 이상이며, 또한 산화 방지제를 0.05~0.5질량% 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 절연유의 적합예에 있어서는, 상기 산화 방지제가 페놀계 산화 방지제 및/또는 아민계 산화 방지제이다. 또한, 본 발명의 전기 절연유는 트라이아졸 화합물의 1종 이상을 합계로 1000질량ppm 이하 더 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 전기 절연유의 제조 방법은, 나프텐계 기유와 파라핀계 기유를 혼합하는 공정을 포함하는 상기 전기 절연유의 제조 방법으로서,
상기 나프텐계 기유(N)와 상기 파라핀계 기유(P)의 질량비(N/P)가 95/5~30/70이고,
상기 나프텐계 기유는, %CN이 55 이상이고, %CP가 40 이하이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 5질량% 이상 30질량% 미만이며, 유동점이 -50℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 7~10㎟/s이고, 또한 점도 지수가 50 이하이며,
상기 파라핀계 기유는, %CP가 60 이상이고, %CN이 40 이하이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 3질량% 미만이며, 유동점이 -30℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 또한 점도 지수가 90 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 전기 절연유는, 전기 특성을 악화시키는 유동점 강하제를 사용하지 않아도 유동점이 낮고, 수소 가스 흡수성이 우수하며, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 부상하는 것에 의한 절연의 파괴가 방지되고 있으며, 인화점이 높기 때문에 화재의 위험성이 낮고, 나아가 황 성분을 거의 포함하지 않기 때문에 구리에 대한 부식성이 전무한 데다가, 산화 안정성이 양호하고, 우수한 전기 특성을 겸비하고 실용 성능이 뛰어나다. 그 때문에, 본 발명의 전기 절연유는 특히 한랭지 및/또는 한랭기(寒冷期)의 트랜스 등에 이용하는 전기 절연유로서 적합하게 사용할 수 있다.
이하에, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명의 전기 절연유는, 유동점이 -45℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 인화점(PM)이 135℃ 이상이고, 밀도(20℃)가 0.895㎏/L 이하이고, 아닐린점이 63~90℃이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 5질량% 이상이며, 산화 방지제를 0.05~0.5질량% 함유하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 전기 절연유의 유동점이 -45℃를 초과하면, 한랭지에서의 사용에 적당하지 않다. 또한, 전기 절연유의 동점도(40℃)가 6㎟/s 미만이면, 냉각시의 기름 유속이 지나치게 커져 유동 대전 발생의 가능성을 높이며, 한편 10㎟/s를 초과하면, 냉각 성능이 불충분해진다. 또한, 전기 절연유의 인화점(PM)이 135℃ 미만이면, 화재의 위험이 생기고, 전기 절연유의 밀도(20℃)가 0.895㎏/L를 초과하면, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 부상함으로써 절연의 파괴가 생기는 경우가 있다.
또한, 전기 절연유의 아닐린점이 63℃ 미만이면, 전기 절연유로서의 규격을 만족시키지 않고, 한편 90℃를 초과하면, 산화 방지제나 트라이아졸 화합물 등의 첨가제가 녹기 어렵게 된다. 또, 이들의 관점에서, 전기 절연유의 아닐린점은 63~84℃의 범위가 더욱 바람직하다.
또한, 전기 절연유 중의 황 성분이 3질량ppm 이상이면, 트랜스에 사용되는 구리가 부식되어 버린다. 또한, 전기 절연유 중의 질소 성분이 3질량ppm을 초과하면, 산화 안정성에 악영향을 미치고, 염기성 질소가 1질량ppm을 초과하면, 산화 안 정성 및 유동 대전 특성에 악영향을 미친다.
또한, 전기 절연유 중의 방향족 성분이 5질량% 미만이면, 수소 가스 흡수성이 매우 악화된다. 또, 다량의 방향족 성분은 산화 안정성에 악영향을 미치기 때문에, 전기 절연유 중의 방향족 성분은 30질량% 미만인 것이 바람직하다. 또한, 이들의 관점에서, 전기 절연유 중의 방향족 성분은 10질량% 이상 25질량% 미만인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 전기 절연유 중의 산화 방지제의 함유량이 0.05질량% 미만이면, 전기 절연유의 산화 안정성이 나쁘고, 한편 0.5질량%를 초과하여 산화 방지제를 첨가하더라도 산화 안정성이 더 향상되는 일이 없다.
또한, 본 발명의 전기 절연유는, 인화점(C0C)이 145℃ 이상인 것이 바람직하고, 전체 산가(酸價)가 0.01㎎KOH/g 이하인 것이 바람직하며, 유전 정접(80℃)이 0.1% 이하인 것이 바람직하고, 부피 저항률(80℃)이 0.5TΩ·m(테라오옴 미터) 이상인 것이 바람직하고, 절연 파괴 전압이 40㎸ 이상인 것이 바람직하고, RPVOT가 195분 이상인 것이 바람직하고, 부식성 황(150℃, 48시간)의 결과가 비부식성이며, 또한 이 때의 구리판 상 황량이 5㎍/㎠ 이하인 것이 바람직하고, 수소 가스 흡수성이 40μL/min 이하인 것이 바람직하고, 30μL/min 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 전기 절연유에 이용하는 산화 방지제로서는, 페놀계 산화 방지제 및 아민계 산화 방지제가 바람직하며, 이들 산화 방지제는 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
상기 페놀계 산화 방지제로서는, 하기 화학식 1:
Figure 112008059813929-pat00001
로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 상기 화학식 1에 있어서, R1은 탄소수 1~25의 탄화수소기 또는 치환 탄화수소기이며, 에스터기를 포함하여도 된다.
상기 페놀계 산화 방지제로서, 구체적으로는 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC), 2,6-다이-t-뷰틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-다이-t-뷰틸페놀), 4,4'-뷰틸리덴비스(3-메틸-6-t-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-t-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-뷰틸페놀), 4,4'-아이소프로필리덴비스페놀, 2,4-다이메틸-6-t-뷰틸페놀, 테트라키스[메틸렌-3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]메테인, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-t-뷰틸페닐)뷰테인, 1,3,5-트라이메틸-2,4,6-트리스(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 2,6-다이-t-뷰틸-4-에틸페놀, 2,6-비스(2'-하이드록시-3'-t-뷰틸-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 비스[2-(2-하이드록시-5-메틸-3-t-뷰틸벤질)-4-메틸-6-t-뷰틸페닐]테레프탈레이트, 트라이에틸렌글라이콜-비스[3-(3-t-뷰틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥세인다이올-비스[3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트]를 들 수 있다. 이들 페놀계 산화 방지제는 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
또한, 상기 아민계 산화 방지제로서는, 하기 화학식 2:
Figure 112008059813929-pat00002
로 표시되는 화합물, 및 하기 화학식 3:
Figure 112008059813929-pat00003
으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
상기 화학식 2에 있어서, R2는 탄화수소기이며, 각 벤젠 고리에서 5개씩 합계 10개 치환될 수 있지만, 적어도 1개 이상 치환되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 탄화수소기의 탄소수는 3 이상 20 이하가 바람직하고, R2가 복수 존재하는 경우, 각 R2는 동일한 탄화수소기이어도 상이하여도 무방하다. 보다 바람직한 탄화수소기로서는, 뷰틸기로부터 노닐기까지의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 들 수 있다.
또한, 상기 화학식 3에 있어서, R3은 탄소수가 3 이상 20 이하인 탄화수소기이며, 화학식 3에는 나프틸기 및 페닐기의 양쪽에 치환되어 있도록 기재하고 있지만, 적어도 어느 한쪽의 기에 1개 이상 치환되어 있는 것이라도, 양쪽의 기에 각각 1개씩 이상 치환되어 있는 것이라도 무방하다. 또, R3이 복수개인 경우, 각 R3은 동일하여도 상이하여도 무방하다. 화학식 3의 화합물 중에서도, R3이 직쇄 또는 분지쇄의 옥틸기 내지 노닐기이고, 나프틸기 및 페닐기의 어느 한쪽에 1개 치환되어 있는 것이 특히 바람직하다.
상기 아민계 산화 방지제로서, 구체적으로는 (1) 모노옥틸다이페닐아민, 모노노닐다이페닐아민 등의 모노알킬다이페닐아민, (2) 4,4'-다이뷰틸다이페닐아민, 4,4'-다이펜틸다이페닐아민, 4,4'-다이헥실다이페닐아민, 4,4'-다이헵틸다이페닐아민, 4,4'-다이옥틸다이페닐아민, 4,4'-다이노닐다이페닐아민 등의 다이알킬다이페닐아민, (3) 테트라뷰틸다이페닐아민, 테트라헥실다이페닐아민, 테트라옥틸다이페닐아민, 테트라노닐다이페닐아민 등의 폴리알킬다이페닐아민, (4) α-나프틸아민, 페닐-α-나프틸아민, 뷰틸페닐-α-나프틸아민, 펜틸페닐-α-나프틸아민, 헥실페닐-α-나프틸아민, 헵틸페닐-α-나프틸아민, 옥틸페닐-α-나프틸아민, 노닐페닐-α-나프틸아민 등의 나프틸아민 및 그의 유도체를 들 수 있다. 이들 중에서도, 다이알킬다이페닐아민 및 알킬페닐나프틸아민이 바람직하고, 탄소수 4~24의 알킬기를 갖는 다이알킬다이페닐아민 및 알킬페닐나프틸아민이 더욱 바람직하며, 탄소수 6~18의 알킬기를 갖는 다이알킬다이페닐아민 및 알킬페닐나프틸아민이 보다 더욱 바람직하다. 이들 아민계 산화 방지제는 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
본 발명의 전기 절연유는 대전 방지제로서 트라이아졸 화합물을 1종류 이상 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 전기 절연유 중의 트라이아졸 화합물의 함유량은 1000질량ppm 이하가 바람직하고, 1~1000질량ppm의 범위가 더욱 바람직하다. 전기 절연유 중의 트라이아졸 화합물의 함유량이 1000질량ppm을 초과하면, 대전 방지 효과가 포화되는 데다가, 전기 특성이 저하되는 경우가 있으며, 한편 1질량ppm 미만에서는, 대전 방지 효과가 불충분하다.
상기 트라이아졸 화합물로서는, 벤조트라이아졸 및 벤조트라이아졸 유도체를 이용할 수 있으며, 벤조트라이아졸 유도체를 이용하는 것이 바람직하고, 하기 화학식 4:
Figure 112008059813929-pat00004
로 표시되는 화합물을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 화학식 4 중, R4a는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R4b는 수소 원자, 혹은 질소 원자 및/또는 산소 원자를 함유하는 탄소수 0~20의 기를 나타내며, 질소 원자를 함유하는 탄소수 5~20의 기인 것이 바람직하다.
상기 트라이아졸 화합물로서, 구체적으로는 2-(2'-하이드록시-5'-메틸페닐)-벤조트라이아졸, 2-[2'-하이드록시-3',5'-비스(α,α'-다이메틸벤질)페닐]-벤조트라이아졸, 2-(2'-하이드록시-3',5'-다이-t-뷰틸페닐)-벤조트라이아졸, 1-[N,N-비스(2-에틸헥실)아미노메틸]-벤조트라이아졸, N-비스(2-에틸헥실)-아미노메틸-톨릴 트라이아졸 등을 들 수 있다. 이들 트라이아졸 화합물은 1종 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
상술한 본 발명의 전기 절연유는, 예컨대, 나프텐계 원유를 수소화 정제함으로써 얻어진 황 성분 3질량ppm 미만의 나프텐계 기유(N)와, 파라핀계 원유를 수소화 정제함으로써 황 성분 3질량ppm 미만으로 하고, 탈납 처리, 바람직하게는 수소화 탈납 처리를 더 행함으로써 얻어진 파라핀계 기유(P)를, 질량비(N/P)로 95/5~30/70, 바람직하게는 95/5~50/50의 범위로 혼합하고, 산화 방지제를 0.05~0.5질량% 더 첨가함으로써 제조할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 트라이아졸 화합물 등의 첨가제를 적절히 첨가하여도 된다.
나프텐계 원유를 수소화 정제함으로써 얻어진 황 성분 3질량ppm 미만의 나프텐계 기유(N)의 비율이 상기 혼합 기유 중 95질량%를 초과하면, 전기 절연유의 밀도(20℃)가 0.895㎏/L를 초과해 버려, 트랜스 내에 혼입된 수분이 동결되어 그것이 부상하는 것에 의해 절연의 파괴가 생기는 경우가 있으며, 또한 인화점(PM)이 135℃보다 낮아져 화재의 위험이 생긴다. 한편, 나프텐계 원유를 수소화 정제함으로써 얻어진 황 성분 3질량ppm 미만의 나프텐계 기유(N)가 상기 혼합 기유 중 30질량% 미만이면, 유동점이 -45℃보다 높아져 한랭지에서의 사용에 부적합하며, 또한 방향족 성분이 너무 적어서 수소 가스 흡수성이 매우 악화된다.
상기 나프텐계 원유를 수소화 정제함으로써 얻어진 나프텐계 기유(N)는, %CN이 55 이상, 보다 바람직하게는 58 이상, 보다 더욱 바람직하게는 60 이상이며, %CP가 40 이하이고, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이며, 방향족 성분이 5질량% 이상 30질량% 미만, 보다 바람직하게는 10질량% 이상 25질량% 미만이며, 유동점이 -50℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 7~10㎟/s이며, 또한 점도 지수가 50 이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 파라핀계 원유를 수소화 정제하고, 탈납 처리를 더 행함으로써 얻어진 파라핀계 기유(P)는, %CP가 60 이상, 보다 바람직하게는 63 이상, 보다 더욱 바람직하게는 65 이상이며, %CN이 40 이하이고, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 3질량% 미만, 보다 바람직하게는 2질량% 미만이며, 유동점이 -30℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 또한 점도 지수가 90 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 전기 절연유에 기유로서 이용하는, 나프텐계 원유 유래의 기유 성분 및 파라핀계 원유 유래의 기유 성분은, 원유를 통상적 방법에 의해 정제하여 얻을 수 있지만, 상기 성상(性狀)을 확보하기 위해서 정제 조건을 주의 깊게 조정하는 것이 중요하다.
예컨대, 상기 나프텐계 원유 유래의 기유 성분은 수소화 정제 촉매를 이용하여 수소화 처리해서 황 성분 3질량ppm 미만으로 한다. 한편, 파라핀계 원유 유래의 기유 성분은 수소화 정제 촉매를 이용하여 수소화 처리해서 황 성분 3질량ppm 미만으로 함과 아울러, 탈납 처리, 바람직하게는 수소화 탈납 처리를 행하여 유동점, 동점도(40℃), 점도 지수 등을 상기의 범위로 한다.
본 발명의 전기 절연유용의 기유는 처리 공정을 적절히 조합하여 제조할 수 있다. 이 기유는, 상기한 물성을 만족시키는 한 특별히 제한되지 않으며, 여러 가 지의 처리 공정을 적절히 조합하여 제조할 수 있고, 반드시 상기의 공정을 거칠 필요는 없으며, 경우에 따라서는 생략할 수도 있고, 처리 공정을 변경하거나, 동일한 공정을 복수회 반복하는 것도 임의적이다. 또한, 비용 상승으로 연결되는 용제 탈납 처리나 활성 백토(白土) 처리는 상기 기유의 제조에 특별히 필요하지 않지만, 이들 처리 공정을 경유하여 얻어진 기유를 사용하는 것도 가능하다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 조금도 한정되는 것이 아니다.
<기유>
(1) 나프텐계 원유를 수소화 정제함으로써, 황 성분이 3질량ppm 미만인 나프텐계 기유(%CN=62.2, %CP=32.9, 황 성분=1질량ppm 미만, 질소 성분=1질량ppm 미만, 염기성 질소=1질량ppm 미만, 방향족 성분=17.1질량%, 유동점=-57.5℃, 동점도(40℃)=8.820㎟/s, 점도 지수=29)를 얻었다.
(2) 파라핀계 원유를 수소화 정제함으로써, 황 성분을 3질량ppm 미만으로 하고, 수소화 탈납 처리함으로써, 파라핀계 기유(%CP=67.7, %CN=32.4, 황 성분=1질량ppm 미만, 질소 성분=1질량ppm 미만, 염기성 질소=1질량ppm 미만, 방향족 성분=0.5질량%, 유동점=-37.5℃, 동점도(40℃)=8.665㎟/s, 점도 지수=98)를 얻었다.
<전기 절연유>
다음에, 상기 나프텐계 기유 및/또는 파라핀계 기유를 이용하여, 이하와 같 이 해서 실시예 1~4 및 비교예 1~4의 전기 절연유를 조제하였다.
(실시예 1)
상기 (1)에서 얻은 나프텐계 기유 90질량%와 상기 (2)에서 얻은 파라핀계 기유 10질량%의 혼합 기유에, 산화 방지제로서 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC)을 0.3질량% 첨가하여 전기 절연유 A를 조제하였다.
(실시예 2)
상기 (1)에서 얻은 나프텐계 기유 80질량%와 상기 (2)에서 얻은 파라핀계 기유 20질량%의 혼합 기유에, 산화 방지제로서 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC)을 0.3질량% 첨가하여 전기 절연유 B를 조제하였다.
(실시예 3)
실시예 1에서 이용한 것과 동일한 혼합 기유에, 산화 방지제로서 4,4'-다이노닐다이페닐아민(ADPA)을 0.3질량% 첨가하여 전기 절연유 C를 조제하였다.
(실시예 4)
실시예 1에서 조제한 전기 절연유 A에, 대전 방지제로서 벤조트라이아졸(BTA)을 10질량ppm 더 첨가하여 전기 절연유 D를 조제하였다.
(비교예 1)
상기 (1)에서 얻은 나프텐계 기유에, 산화 방지제로서 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC)을 0.3질량% 첨가하여 전기 절연유 E를 조제하였다.
(비교예 2)
상기 (1)에서 얻은 나프텐계 기유 20질량%와 상기 (2)에서 얻은 파라핀계 기 유 80질량%의 혼합 기유에, 산화 방지제로서 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC)을 0.3질량% 첨가하여 전기 절연유 F를 조제하였다.
(비교예 3)
상기 (2)에서 얻은 파라핀계 기유에, 산화 방지제로서 2,6-다이-t-뷰틸-4-메틸페놀(DBPC)을 0.3질량% 첨가하여 전기 절연유 G를 조제하였다.
(비교예 4)
상기 (1)에서 얻은 나프텐계 기유 90질량%와 상기 (2)에서 얻은 파라핀계 기유 10질량%를 혼합하여 전기 절연유 H를 조제하였다.
<전기 절연유의 특성 평가>
실시예 및 비교예의 전기 절연유의 특성의 측정 결과를 표 1 및 2에 나타낸다. 또, 표 1 및 표 2에 나타내는 각 물성은 다음에 나타내는 시험 방법에 준하여 구하였다.
· 밀도(20℃): JIS K 2249
· 동점도, 점도 지수: JIS K 2283
· 유동점: JIS K 2269
· 인화점(PM: 펜스키-마텐스(Pensky-Martens) 밀폐식): JIS K 2265
· 인화점(C0C: 클리블랜드(Cleveland) 개방식): JIS K 2265
· 굴절률(20℃): JIS K 0062
· 황 성분: JIS K 2541(자외 형광법)
· 질소 성분: JIS K 2609
· 염기성 질소 성분: 미국 UOP사 시험법(UOP Method) No. 313-70 「Nitrogen Bases in Distillates by Indicator Titration」에서 규정하는 방법
· n-d-M 고리 분석(%CA, %CN, %CP): ASTM D3238
· 방향족 성분: ASTM D2007
· 수소 가스 흡수: ASTM D2300
· 산화 안정성(RPVOT(140℃)): ASTM D2112
· 절연 파괴 전압(BDV): JIS C 2101
· 부피 저항률: JIS C 2101
· 유전 정접: JIS C 2101
· 부식성 황: ASTM D1275-06(Method B: 150℃, 48시간)
또한, 부식성 황 시험 후의 구리판 상 황량의 측정은 일본 석유학회 제품부회 절연유 성분과회 석유 학회지 Vol. 19, No. 4, p 309-315, 절연유의 구리 부식성 평가(1976)에 기재된 방법에 따랐다.
Figure 112008059813929-pat00005
표 1에 있어서, 실시예 1 및 2의 전기 절연유는 밀도(20℃), 동점도, 유동점, 인화점 등이 적합하다. 한편, 파라핀계 기유를 전혀 포함하지 않는 비교예 1의 전기 절연유는 밀도(20℃)가 0.9008㎏/L로 크고, 또한 인화점(PM)에 대해서도 132℃로 낮아져 있다. 또한, 비교예 2의 전기 절연유는 기유 중 나프텐계 기유가 20질량%이고, 파라핀계 기유가 80질량%이지만, 유동점이 -42.5℃로 높아져 있다. 또한, 나프텐계 기유를 포함하지 않는 비교예 3의 전기 절연유는 유동점이 -37.5℃로 더 높아져 있어, 비교예의 전기 절연유는 모두 한랭지용의 전기 절연유로서는 부적합하였다.
Figure 112008059813929-pat00006
표 2로부터, 산화 방지제가 첨가되어 있는 실시예 1, 3 및 4의 전기 절연유는 산화 방지제가 첨가되어 있지 않은 비교예 4의 전기 절연유에 비하여 RPVOT의 값이 높아, 전기 절연유로서 적합한 것을 알 수 있다.

Claims (4)

  1. 유동점이 -45℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 인화점(PM)이 135℃ 이상이고, 밀도(20℃)가 0.895㎏/L 이하이고, 아닐린점이 63~90℃이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 5질량% 이상이며, 또한 산화 방지제를 0.05~0.5질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 절연유.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화 방지제가 페놀계 산화 방지제 및/또는 아민계 산화 방지제인 것을 특징으로 하는 전기 절연유.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    트라이아졸 화합물의 1종 이상을 합계로 1000질량ppm 이하 더 함유하는 것을 특징으로 하는 전기 절연유.
  4. 나프텐계 기유와 파라핀계 기유를 혼합하는 공정을 포함하는 제 1 항에 기재된 전기 절연유의 제조 방법으로서,
    상기 나프텐계 기유(N)와 상기 파라핀계 기유(P)의 질량비(N/P)가 95/5~30/70이고,
    상기 나프텐계 기유는, %CN이 55 이상이고, %CP가 40 이하이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 5질량% 이상 30질량% 미만이며, 유동점이 -50℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 7~10㎟/s이고, 또한 점도 지수가 50 이하이며,
    상기 파라핀계 기유는, %CP가 60 이상이고, %CN이 40 이하이며, 황 성분이 3질량ppm 미만이고, 질소 성분이 3질량ppm 이하이고, 염기성 질소가 1질량ppm 이하이고, 방향족 성분이 3질량% 미만이고, 유동점이 -30℃ 이하이고, 동점도(40℃)가 6~10㎟/s이고, 또한 점도 지수가 90 이상인 것을 특징으로 하는 전기 절연유의 제조 방법.
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5363336B2 (ja) * 2007-11-21 2013-12-11 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 電気絶縁油の製造方法
JP5396320B2 (ja) * 2010-03-26 2014-01-22 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 電気絶縁油及びその製造方法
CN102794515A (zh) * 2011-05-24 2012-11-28 昆山市瑞捷精密模具有限公司 短电弧加工工作液
CN102626559A (zh) * 2012-04-24 2012-08-08 湖南省电力公司科学研究院 一种从电气设备绝缘油中去除铜离子的方法
CN102660363B (zh) * 2012-05-23 2013-10-16 上海中孚特种油品有限公司 一种变压器油及其制备方法
US20160042830A1 (en) * 2013-03-25 2016-02-11 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Electrical insulating oil composition
CN104250577A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 中国石油化工股份有限公司 电气绝缘油及其用途
CN104250578A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 中国石油化工股份有限公司 电气绝缘油组合物及其用途
CN104694219A (zh) * 2013-12-06 2015-06-10 中国石油天然气股份有限公司 一种高级别环烷基变压器油的生产方法
CN106244304A (zh) * 2016-07-26 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 低倾点电气绝缘油组合物及其用途
CN106244305A (zh) * 2016-07-26 2016-12-21 中国石油化工股份有限公司 低倾点电气绝缘油及其用途
CN106350169A (zh) * 2016-08-26 2017-01-25 穆勇华 一种电气柜适用的导热油媒介
CN107619706B (zh) * 2017-05-09 2021-10-29 中海油气(泰州)石化有限公司 一种变压器油及其制备方法
JP7042163B2 (ja) * 2018-05-31 2022-03-25 出光興産株式会社 電気絶縁油組成物
JP2020001028A (ja) * 2018-07-02 2020-01-09 出光興産株式会社 反応塔内容物の処理方法、反応塔内容物の抜出し方法及び炭化水素油
JP2023151681A (ja) * 2022-03-31 2023-10-16 出光興産株式会社 電気絶縁油組成物
CN115651289B (zh) * 2022-11-15 2024-01-26 中国海洋石油集团有限公司 一种高ca值的芳香基橡胶增塑剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007027782A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A mineral insulating oil, a process for preparing a mineral insulating oil, and a process for using a mineral insulating oil
KR20070064587A (ko) * 2004-10-13 2007-06-21 가부시키가이샤 저펜에너지 전기 절연유

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000164034A (ja) * 1998-11-30 2000-06-16 Nippon Mitsubishi Oil Corp 電気絶縁油
US6355850B1 (en) * 2000-01-18 2002-03-12 Exxon Research And Engineering Company Manufacture of electrical oil enriched with hydrofined gas oil for improved oxidation and electrical resistance
JP2002260445A (ja) * 2001-03-05 2002-09-13 Idemitsu Kosan Co Ltd 電気絶縁油
JP2002367431A (ja) * 2001-06-05 2002-12-20 Nippon Oil Corp 電気絶縁油組成物
TW200728447A (en) * 2005-06-23 2007-08-01 Shell Int Research Oxidative stable oil formulation
JP5102452B2 (ja) * 2006-02-16 2012-12-19 昭和シェル石油株式会社 電気絶縁油

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070064587A (ko) * 2004-10-13 2007-06-21 가부시키가이샤 저펜에너지 전기 절연유
WO2007027782A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-08 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. A mineral insulating oil, a process for preparing a mineral insulating oil, and a process for using a mineral insulating oil

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Publication number Publication date
CN101372645B (zh) 2014-06-04
JP5165307B2 (ja) 2013-03-21
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