KR20010033393A - 유전체 겔화 혼합물, 그러한 유전체 겔화 혼합물을제조하는 방법 및 그러한 유전체 겔화 혼합물로 함침된절연 시스템을 구비하는 전기 직류 케이블 - Google Patents

Abstract

전이 온도에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는 유전체 겔화 혼합물이 개시되는데, 상기 겔은 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함한 적어도 하나의 추가 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록을 포함한 블록 공중합체를 갖는 젤라터 및 오일을 포함하고, 상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지며, 상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 견고한 백본 구조 및 오일내에서 온도 의존 용해도를 나타낸다. 상기 겔화 혼합물은, 응축 반응에 의해 상기 블록 공중합체를 제조한 후, 상기 결과로서 생성된 공중합체를 상기 겔화 혼합물의 전이 온도 이상의 온도에서 오일에 첨가함으로써 생성된다. 상기 겔화 혼합물은 적어도 하나의 도체 및 함침된 절연 시스템을 갖는 절연된 직류 케이블에서 함침재로서 이용된다. 상기 절연 시스템은 유전체 겔화 혼합물로 함침된 다공질, 섬유상 및/또는 적층 구조를 갖는 고체상의 전기적으로 절연하는 유전체부를 포함한다.

Description

유전체 겔화 혼합물, 그러한 유전체 겔화 혼합물을 제조하는 방법 및 그러한 유전체 겔화 혼합물로 함침된 절연 시스템을 구비하는 전기 직류 케이블{A DIELECTRIC GELLING COMPOSITION, A METHOD OF MANUFACTURING SUCH A DIELECTRIC GELLING COMPOSITION AND AN ELECTRIC DC-CABLE COMPRISING AN INSULATION SYSTEM IMPREGNATED WITH SUCH A DIELECTRIC GELLING COMPOSITION}

기술 분야

본 발명은 중합체 화합물을 포함한 젤라터(gelator)가 추가된 전기 절연유를 포함하는 유전체 겔화 혼합물에 관한 것이다. 이 명세서에서, 젤라터는, 겔 상태를 포함하는, 오일이 첨가되는 경우 액체 상태에서 겔 상태로 오일이 변하도록 반응하는 혼합물, 혼합물들의 블렌드 또는 시스템 또는 블렌드들을 의미하며, 겔 상태의 오일은 상기 젤 상태 오일에 높은 점도와 탄성을 주는 3차원 구조를 갖는다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 자유 흐름 액체 상태에서 겔 상태간의 열-가역성 전이, 즉, 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는 그러한 오일을 기제로 한(oil based) 겔화 혼합물에 관한 것이다.

본 발명의 다른 태양은, 열-가역성 액체-겔 전이를 갖는 그러한 유전체 겔화 혼합물을 포함하는 절연 시스템을 갖는 DC-케이블 등의, 절연 전기 장치에 관한 것이다.

배경 기술

전기 절연유 및 다른 절연 유체들은 변압기, 커패시터, 리액터, 케이블 등의, 전기 절연 시스템에 이용된다. 통상적으로, 상기 절연 유체는 다공질, 섬유상 및/또는 적층 고체부와 결합하여 이용되며, 상기 고체부는 상기 절연 유체로 함침된다. 함침된 절연체의 활성부는 고체부로 된다. 상기 오일은 수분 픽-업에 대항하여 절연체를 보호하며, 모든 구멍들, 공극들 또는 틈새들을 채움으로써, 절연체내의 유전적으로 약한 어떤 공기도 오일에 의해 대체시키게 된다. 통상적으로, 함침 공정은 시간이 걸리며, 절연체의 고체부가 도포된 후 수행되는 복잡한 프로세스는 신중하게 감시되고, 제어될 필요가 있다. 예를 들어, 수 킬로미터의 케이블이 처리되는, 전력의 장거리 전송을 위한 DC-케이블의 함침은 몇 일 또는 몇 주 또는 심지어 몇 달까지도 걸리는 프로세스 주기 시간을 통상적으로 나타낸다. 또한, 상기 시간이 많이 걸리는 함침 공정은, 완전한 함침과 섬유상 절연체의 함침까지도 보장하기 위해, 열처리, 홀딩(holding) 및 냉각도중에 이용되는 함침 용기의 온도 및 압력 조건들의 특정 램핑(ramping)을 갖는 신중하게 발전되며 엄격하게 제어되는 프로세스 주기에 따라 수행된다. 변압기, 커패시터 등의 절연 유체를 포함하는 다른 절연 시스템의 함침 공정은, DC-케이블의 함침 공정처럼 시간이 많이 걸리지는 않지만, 민감한 공정이며, 함침재, 함침되는 매체 및 함침하는 데에 이용되는 공정 변수들 상에 특정 요구 조건들이 존재하게 된다.

양호한 함침 결과를 보장하기 위해, 낮은 점도를 나타내는 유체가 요구되어 진다. 또한, 상기 유체는 다공질 절연체에서 유체의 이동을 방지하기 위해 전기 장치의 동작 조건에서 점성을 갖는 것이 바람직하다. 다아시 법칙(Darcy's law) (1) 은 다공질 또는 모세관 매체를 통한 유체의 흐름을 설명하는 데에 종종 이용된다.

(1) :

상기 법칙에서, v 는 부피 유량을 샘플 면적으로 나눈 것으로 정의된 소위 유체의 다아시 속도이며, k 는 다공질 매체의 투과율이고, △P 는 샘플을 가로지르는 압력차이며, μ는 상기 유체의 역학 점도이고, L 은 상기 샘플의 두께이다. 다공질 매체내에서 유체의 흐름 속도는 상기 점도에 거의 반비례한다. 동작 온도에서 높은 온도 의존 점도 또는 낮은 점도를 나타내는 유체는, 동작도중에 전기 장치에서 자연히 발생하는 온도 변동의 영향과 동작중에 도체 절연체를 가로질러 형성되는 온도 기울기 때문에, 이동하려는 경향을 갖게 됨으로써, 절연체내에 채워지지 않은 공극들이 형성되게 된다. 온도 변동 및 온도 기울기가 고전압 DC 케이블에 존재하므로, 유전 액체의 이동과 관련한 어떤 문제들도 신중하게 고려되어야 한다. 전기 고전압 직류 필드하에서 동작하는 절연체에서 채워지지 않은 공극들 또는 다른 채워지지 않은 틈새 또는 다공질에는 공간 전하들이 축적되는 경향이 있어, 결점을 구성하게 된다. 바람직하지 않은 상태하에서 축적된 공간 전하는 방전을 통해 유전체의 파괴를 일으킴으로써, 절연체를 저하시키며, 결국에는 절연체의 파괴에 이르게 된다.

DC 케이블 등의 전기 장치에서 다공질, 섬유상 또는 적층된 도체를 함침하는 데에 이용되는 종래 유전유들은, 온도가 증가함에 따라 거의 지수 함수적으로 감소하는 점도를 나타낸다. 따라서, 고온에서 점도의 낮은 온도 의존성으로 인한 점도의 요구된 감소를 얻기 위해 상기 함침 온도는 동작 온도보다 상당히 높아야 한다. 이와 비교하여, 동작 상태중의 대부분의 온도에서 점도의 온도 의존성은 높다. 함침 또는 동작 조건에서의 작은 변화도 절연 유체와 도체 절연체의 성능에 영향을 미치게 된다. 따라서, 동작 온도에서 뿐만 아니라 동작 도중에 전기 장치에서 발생하는 온도 변동하에서도, 오일들이 충분한 점성을 가짐으로써 절연체내에 거의 완전히 유지되도록 오일들을 선택하게 된다. 또한, 상기 유지 상태는 절연체 상에 생성되는 어떠한 온도 기울기에 의해서도 거의 영향을 받지 않아야 한다. 따라서, 절연체가 거의 완전하게 함침되는 것을 보장하기 위해, 높은 함침 온도를 이용하게 된다. 그러나, 높은 함침 온도가 절연 재료, 도체의 표면 특성에 영향을 미칠 수도 있고, 함침되는 장치내의 존재하는 어떤 재료내부와 재료 사이에서 화학 반응을 촉진할 수도 있기 때문에, 높은 함침 온도는 바람직하지 않다. 또한, 높은 함침 온도는 제조 과정의 에너지 소비와 총 제조 비용에 나쁜 영향을 주게 된다. 고려해야 할 다른 태양으로는, 냉각 과정이 제어 되고 서서히 이루어져야 하는 것을 나타내는 절연체의 수축 및 온도 팽창이 있으며, 이미 시간이 많이 걸리고 복잡한 공정에 추가 시간과 복잡성을 더하게 된다. 다른 종류의 오일 함침 케이블들은 낮은 점도의 오일을 이용한다. 그러나, 이들 케이블들은 그 후, 케이블을 따라 또는 케이블과 결합하여 탱크 또는 저장 장소를 구비함으로써, 동작 도중에 경험하는 열 사이클링때에 상기 케이블 절연체가 완전하게 함침된 상태로 유지된다. 이들 케이블이 낮은 점도 오일로 채워지는 경우, 손상된 케이블로부터 오일 유출의 위험이 존재하게 된다. 따라서, 동작 온도에서 높은 점도를 갖는 높은 온도 의존 점도를 나타내는 오일이 바람직하게 된다.

종래 미네랄 오일에 적당하게 증가된 온도 의존성을 주기 위해, 오일에 폴리이소부텐 등의 중합체를 첨가하여 용해하는 것이 공지되어 있다. 이는 높은 방향족 오일에 대해서만 달성할 수 있으며, 이러한 종류의 오일은 더 많은 나프테닉 오일과 비교하여 더 나쁜 전기 특성을 통상적으로 나타낸다. 이들 나프테닉 오일들은 전기 절연에 이용하기 적합한 형태이다. 더 높은 방향족 오일은 허용할 수 있는 전기 특성을 나타내기 위해 블리칭 어스(bleaching earth)로 처리되어야 한다. 이러한 공정은 비용이 비싸며, 상기 처리과정 후에 필터 공정 또는 분리 공정을 철저하게 수행하지 않는 경우, 오일 내에 작은 크기의 점토 입자들이 남아있게 되는 위험이 존재하게 된다. 폴리부텐 등의 3, 4 또는 5 개의 탄소 원자를 갖는 알켄으로부터 얻어진 100-900 범위의 분자량을 갖는 알켄 중합체의 중량에 의해 1 내지 50 % 까지의 첨가물들을 포함하는 US-A-3 668 128 에 개시된 다른 오일은 저온에서 낮은 점도를 갖도록 선택될 수 있다. 상기 오일은 저온에서 낮은 점도를 나타내며, 양호한 산화 저항력을 나타내고, US-A-3 668 128 에 제안된 오일과 같이 낮은 방향족 함유량을 갖는 오일이 전계에 노출되었을 때 특히 발생하는 수소 가스의 방출 등의, 가스화에 대해 양호한 저항력을 나타내게 된다. 그러나, US-A-3 668 128 의 명세서에 따른 오일은, 섬유상 또는 적층 절연체의 함침을 위한 종래 전기 절연 오일보다 상당한 진보를 제공하지만, 통상적으로 상승된 온도에서 동작하는 중에 낮은 점도 오일을 유지할 수 없기 때문에, 동작하는 중에 형성되는 온도 기울기 및/또는 온도 변동에 의한 오일 이동의 위험을 여전히 받게 된다.

앞서 출원되었지만 아직 공개되지 않은 국제 특허 출원 PCT/SE97/01095 는 오일 등의 겔화 유전성 유체로 함침된 DC-케이블을 개시하고 있다. 상기 유전체 케이블은 저온에서의 겔 상태와 고온에서의 거의 뉴턴의 쉬운 흐름 단계(Newtonian easy flowing state)간의 열-가역성 전이를 상기 유체에 주는 겔화 중합체 첨가물을 포함한다. 점도에 있어서 상기와 같은 상당한 전이는 제한 온도 범위를 초과하여 발생한다. 상기 유체와 상기 겔화 첨가물은 서로 정합되어, 액체-겔 전이 범위를 갖는 열-가역성 겔화 반응을 상기 유체에 주게 되고, 함침 공정과 동작중 모두 원하는 특성들을 만족시키게 된다. 고온에서 상기 유체는 액체 상태이며, 쉬운 흐름 뉴턴 유체의 점도를 나타내게 된다. 낮은 온도에서, 상기 유체는 탄성 겔과 같이 높은 점성의 점도를 갖는 겔 상태로 된다. 상기 전이 온도는 유체와 첨가물 및 첨가물의 함량을 선택함으로써 결정된다. 그러한 케이블은 함침을 위해 필요한 시간 주기의 감소에 대한 상당한 가능성을 나타내지만, 함침 공정중에 엄격하게 제어되는 온도 사이클을 여전히 필요로 하게 된다. 함침 공정과 상기 케이블을 이용하는 도중에 대개 상반되는 요구 조건들을 만족시키기 위해 상기 겔화 중합체 첨가물과 유전성 유체를 정합하거나 또는 최선의 방법으로 최적화시키게 된다. 당해 기술분야에서는 함침 온도를 감소시킴과 동시에 상기 DC-케이블에서의 전류 밀도를 증가시키는 것을 상당히 바라고 있다. 증가된 전류 밀도는, 동일한 도체들과 동일한 도체 치수를 이용하면서도 상기 DC-케이블에서 동작 온도를 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 이들 상반된 요구 조건들을 만족시킴으로써 함침 온도와 동작 온도간의 차이를 감소시키게 된다. 따라서, 복잡한 겔화 시스템으로 특정 요구 조건들을 정합시키는 것이 더욱 어렵게 된다. 상기 케이블 절연체의 거의 모든 공극들과 틈새들이 유체에 의해 채워질 뿐만 아니라, 동작 중에 온도가 변동하여 온도 기울기가 형성될 때 상기 유체가 상기 절연체에 유지되어야 함을 명심해야 한다. 오일 및 중합체를 포함한, 다른 목적을 위한 적절한 겔화 시스템이 유럽 특허 공보 EP-A1-0 231 402 에 개시되어 있다. 상기 공보는, 돌출 중합체와 절연체 등의, 모두 고체인 절연체를 포함하는 케이블에서의 어떤 틈새도 차단하며 양호한 실링을 보장하기 위해 캡슐로써 이용되기 위한 열 가역성 겔화 특성을 가지며 서서히 형성되는 겔-형성 혼합물을 개시하고 있다. 서서히 형성되는 열 가역성 겔화 혼합물은 나프테닉 또는 파라피닉 오일에 중합체의 혼합물을 포함할 뿐만 아니라, 오일에 공-단위체 및/또는 블록 공중합체를 더 혼합한 혼합물을 이용하는 실시예들은, 그들의 하이드로포빅 성질과 캡슐 자신의 최대 동작 온도이하의 온도에서 틈새로 그들을 채워넣을 수 있기 때문에 캡슐로서 적당한 것으로 판단된다. 또한, 예를 들어, 케이블의 길이 방향으로 물이 들어가고 확산되는 것을 방지하기 위한 캡슐로서 이용하는 등의, 동일한 목적을 위한 유사한 겔-형성 혼합물도 유럽 특허 공보 제 EP-A1-0 058 022 호 및 EP-A1-0 586 158 호로부터 알 수 있다.

따라서, 좁은 온도 범위내에서, 고온에서 열-가역성 액체-겔 전이를 갖는 유전체 겔화 혼합물을 제공하는 것이 바람직하다. 상기 겔화 혼합물은 함침을 강화할 수 있으며 함침 시간을 줄일 수 있는 특성들을 나타내어야 한다. 상기 장치가 동작하도록 설계된 온도 범위내에서 높은 점도를 나타냄으로써, 열 사이클링시 및/또는 온도 기울기하에서, 공극들이 이동하며 형성되는 위험을 감소시키게 된다. 열 사이클링시의 부피 변화는 감소되어야 한다. 더욱 중요한 것은, 함침 공정후의 냉각시 수축현상 및 이러한 수축 현상과 관련된 어떤 문제도 감소되어야 한다. 또한, 상기 겔화 혼합물은 이러한 열적, 역학적 및 전기적 특성들 및 이들 특성들에서의 안정성을 나타냄으로써, 예를 들어, 상기 장치에 이용된 동작 전압 및 전류 밀도에서의 증가 등의, 부하에서의 증가에 대해 견딜 수 있어야 한다.

전력을 전송하며 배급하기 위한 많은 1차 전기 공급 시스템들은 DC 기술에 기초하고 있다. 그러나, 이들 DC 시스템들은 교류인 AC 를 이용하는 시스템에 의해 대체되고 있다. 상기 AC 시스템들은 생성, 전송 및 배급 전압들간에서 용이하게 변압할 수 있는 바람직한 특징을 가지고 있다. 금세기의 상반기에 있어서 현대 전기 공급 시스템의 발전은 AC 전송 시스템에 거의 기초하고 있다. 1950 년대에는, 장거리 전송 계획에 대한 요구가 점차 증가하였으며, DC 에 기초한 시스템을 채택함으로써 어떤 경우에 있어서는 이득을 얻을 수도 있다는 것이 명백하게 되었다. 상기 예상된 잇점들은 상기 AC 시스템의 안정성과 관련하여 발생되는 문제점들의 감소, 상기 시스템의 전력 인자(power factor)가 항상 일치할 때에 장비의 더 효율적인 이용 및 더 높은 동작 전압에서 소정의 절연 두께 또는 클리어런스(clearance)를 이용하는 능력을 포함하게 된다. 이들 매우 중요한 잇점들에 대항하여, AC 를 DC 로 전환하기 위한 장비 및 DC 를 다시 AC 전환하기 위한 열 장비의 비용을 신중히 고려해야 한다. 그러나, 소정의 전송 전력에 대해, 상기 열 비용은 일정하므로, 원거리 발전소로부터 소비자들에게 전송하기 위한 시스템들 뿐만 아니라, 전송 장비에서 절약되는 비용이 말단 공장(terminal plant)의 비용을 초과하는 전송 거리를 갖는 다른 계획들과 도서 지역에 전송하기 위한 시스템들 등의, 장거리가 개입된 계획들의 경우, DC 전환 시스템은 경제적으로 된다. DC 동작의 중요한 이득은 유전체 손실을 거의 제거함으로써, 효율면에서의 상당한 이득과 장비면에서의 비용 절약을 제공하게 된다. 상기 DC 누설 전류는 전류 레이팅 계산에서 무시될 수 있는 작은 크기로 되지만, AC 케이블에서의 유전체 손실은 전류 레이팅에서 상당한 감소를 일으키게 된다. 이는 더욱 높은 시스템 전압에 대해 상당히 중요하게 된다. 이와 유사하게, 높은 정전 용량은 DC 케이블에서는 불이익이 되지 않는다. 통상적인 DC-전송 케이블은, 내부 반도체 실드, 절연체 및 외부 반도체 실드 등의, 복수의 층들을 포함하는 절연 시스템 및 도체를 포함한다. 통상적으로, 제조, 설치 및 이용중에 물의 침투 및 어떤 역학적 마멸 및 힘들을 견디기 위해 케이싱, 보강물 등으로 상기 케이블을 보강하게 된다. 지금까지 공급된 거의 모든 DC 케이블 시스템들은 해저 횡단 또는 그와 접속된 육지 케이블 등이었다. 장거리 횡단의 경우, 압력 요구 조건으로 인한 길이 상의 제한이 없기 때문에, 대량-함침된 고체 종이 절연형 케이블이 선택되게 된다. 현재까지는 450 kV 의 동작 전압에 대해 공급되었다. 이들 전압들은 가까운 미래에 증가할 것이다. 현재까지는, 전기 절연유로 함침된 거의 모든 종이 절연체가 이용되었지만, 폴리프로필렌 종이 적층물 등의, 적층 재료의 애플리케이션은 철저히 연구되고 있다. AC 전송 케이블의 경우에서와 같이, 과도 전압은 DC 케이블의 절연 두께를 결정할 때에 고려해야 할 인자로 된다. 상기 케이블이 최대 부하를 전송할 때에 동작 전압과 반대 극성의 과도 전압이 상기 시스템에 가해지는 경우에 가장 부담이 되는 상태가 발생하게 되는 것을 발견하게 되었다. 상기 케이블이 고가선 시스템에 접속되는 경우, 이러한 상태는 순간적인 과도 현상의 결과로서 발생하게 된다. 예를 들어, 100 kV 이상의 전압 등의, 고전압에서 동작하도록 설계된 전송 또는 배급 케이블과 같은 상업적으로 이용가능한 절연 전기 DC-케이블은, 셀룰로오스 또는 종이 섬유에 기초한 다공질, 섬유상 및/또는 적층된 고체 절연체의 권선 작업 또는 스피닝 및 상기 케이블의 함침 공정을 포함하는 공정에 의해 통상적으로 제조된다. 상기 함침 공정, 소요 시간 및 이와 관련한 제어 공정은 상기 설명에서 이미 설명하였다.

따라서, 함침 온도에 가까운 높은 동작 온도에서 동작할 때 및/또는 동작중의 절연체가 상기 절연체내의 실제 온도 기울기 및/또는 열 변동과 함께 고전압 직류 전류 필드를 받게 되는 상황하에서, 안정적인 유전체 특성을 보장하는 전기 절연 시스템을 갖는 절연된 DC-케이블을 제공하는 것이 바람직하게 된다. 상기 이용된 유전성 유체는 높은 점도 지수를 나타내므로, 함침 공정중에는 상기 유전성 유체가 예를 들어, 함침하기에 적합하며 기술적 및 경제적으로 바람직하다고 생각되는 점도와 같은 충분히 낮은 점도를 갖게 되며, 함침 공정후에는 예를 들어, 상기 DC-케이블이 동작하도록 설계된 온도 범위내의 모든 온도에서 다공질, 섬유상 및/또는 적층된 절연체에 상기 절연성 유체가 거의 유지되는 것을 보장하는 점도와 같은 높은 점도 및 탄성을 가지게 된다. 따라서, 상기 DC-케이블은 상기 범위내에서 안정적인 유량 특성과 유량 반응을 보장하기 위해 함침 공정이전과 함침 공정중에 충분히 낮은 점도를 가지며, 예를 들어, 수 백 오더의 Pas 또는 그 이상의 변화와 같은 함침 공정시의 상당한 변화를 나타내는 유전성 유체를 포함해야 한다. 이러한 높은 점도 지수를 나타내는 유체로 함침된 DC-케이블은 상기 절연 시스템의 함침을 위해 장시간이 소요되는 배치-처리(batch-treatment) 시간을 상당히 감소시킬 수 있는 기회를 제공하게 된다. 따라서, 제조 시간을 상당히 감소시킬 수 있는 가능성을 제공함으로써, 제조 비용을 상당히 줄일 수 있게 된다. 함침된 종이를 기제로 한(paper-based) 절연체를 포함하는 종래 DC-케이블의 신뢰성, 낮은 유지 보수 필요 조건들 및 긴 작업 수명을 유지하거나 또는 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 DC-케이블은 안정적이며 일정한 유전체 특성과 높고 일정한 전기 강도를 가지며, 추가 잇점으로써 전기 강도에서의 증가를 견딜 수 있게 됨으로써, 동작 전압의 증가, 향상된 조작성 및 케이블의 견고성을 제공하게 된다.

발명의 개요

본 발명에 따르면, 본 발명의 목적은 상술한 바람직한 특징들을 가지며 고온에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는 유전체 겔화 혼합물을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은, 청구항 1 의 전문에 따른 유전체 겔의 경우, 청구항 1 특징부의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 유전체 겔의 추가 전개들은 추가 청구항 2 내지 16 의 특징들에 의해 설명된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 본 발명의 목적은 이러한 유전체 겔화 혼합물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은, 청구항 17 의 전문에 따른 방법의 경우, 청구항 17 의 특징부의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 이러한 유전체 겔화 혼합물을 제조하는 방법의 추가 전개들은 추가 청구항 18 내지 21 항에 의해 설명된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 본 발명의 목적은 함침된 절연 시스템에 함침재로서 유전체 겔화 혼합물을 포함하는 절연 전기 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은, 청구항 22 의 전문에 따른 전기 장치의 경우, 청구항 22 의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 전기 장치의 추가 전개들은 추가 청구항 22 내지 26 의 특징들에 의해 설명된다. 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 본 발명의 목적은 이러한 절연 전기 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은, 청구항 30 의 전문에 따른 방법의 경우, 청구항 30 의 특징부의 특징들에 의해 달성된다. 상기 방법의 추가 전개들은 추가 청구항 31 내지 35 의 특징들에 의해 설명된다.

발명의 설명

본 발명의 가장 중요한 목적은 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는 유전체 겔화 혼합물로 달성되며, 상기 겔은 자신의 백본(backbone) 구조내에 방향족 고리들을 포함하는 적어도 하나 이상의 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록을 포함하는 블록 공중합체를 포함하는 젤라터 및 오일을 포함하고, 상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지며, 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 오일 내에서 온도 의존 용해도 및 엄격한 백본 구조를 나타낸다. 통상적으로 블록 공중합체의 베이스를 구성하는 올레핀을 기제로 한 블록 (A) 와 자신의 백본 구조에서 방향족 고리들을 포함하는 블록 (B) 간의 비율에 따라, 상기 중합체 혼합물은, 자신의 백본 구조에서 방향족 고리들을 포함하는 블록 (B) 로 엔드 블록들이 구성되는 양측 상에 포위된 중간 블록으로서 올레핀 블록 (A) 를 갖는 2중-블록 공중합체 또는 3중-블록 공중합체로 될 수 있다. 바람직하게는, 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 5000 내지 300,000 g/mole 의 분자량을 가지며, 상기 올레핀을 기제로 한 블록은 3000 내지 500,000 g/mole 의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 겔 상태의 겔화 혼합물은 물리적 교차 결합을 갖는 겔상태의 네트워크를 포함하며, 상기 교차 결합은 액체-겔 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역을 포함한다. 이들 교차 결합들은 기계적인 강도 및 유전체 강도를 상기 겔화 혼합물에 제공함으로써, 상기 절연 시스템의 향상된 역학적 특성 및 전기적인 특성들을 제공할 뿐만 아니라, 이들 특성들의 향상된 안정성에도 기여하게 된다. 자신의 물리적 교차 결합을 갖는 겔로 된 네트워크는 상기 전이 온도 이하의 온도에서 통상적으로 형성되며, 본 발명에 따른 겔화 혼합물의 경우 상기 전이 온도는 120 ℃ 로 되며, 통상적으로 상기 액체-겔 전이 온도 Tt 는 20 ℃ 내지 120 ℃ 의 범위내에 존재하며, 30 ℃ 내지 100 ℃ 의 범위 내에 존재하는 것이 바람직하다.

자신의 백본 구조에 방향족 고리들을 갖는 블록 (B) 에 적합한 중합체로는,

-자신의 백본 구조에 폴리이미드 기를 포함하는 중합체 등의, 폴리이미드 또는 폴리이미드를 기제로 한 중합체;

-자신의 백본 구조에 폴리우레탄 기를 포함하는 중합체 등의, 폴리우레탄 또는 폴리우레탄을 기제로 한 중합체;

-자신의 백본 구조에 폴리페닐렌 기를 포함하는 중합체 등의, 폴리페닐렌 또는 폴리페닐렌을 기제로 한 중합체;

-자신의 백본 구조에 방향족 폴리이미드 기를 포함하는 중합체 등의, 방향족 폴리이미드 또는 방향족 폴리이미드를 기제로 한 중합체;

-자신의 백본 구조에 방향족 비스페놀-A-에폭시 기를 포함하는 중합체 등의, 비스페놀-A-에폭시 기 또는 비스페놀-A-에폭시 기를 기제로 한 중합체, 또는

-자신의 백본 구조에 방향족 페놀-포름알데히드 기를 포함하는 중합체 등의, 페놀-포름알데히드 또는 페놀-포름알데히드를 기제로 한 중합체 등이 있다. 통상적으로, 블록 (B) 에 대한 중합체는 열적으로 안정되며 전기적으로 절연되어, 유전체 겔화 혼합물의 향상된 열 안정성 및 전기적 강도에 기여하게 된다. 또한, 상기 중합체는 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 오일내의 제한된 용해도를 갖지만 상기 전이 온도 Tt 이상의 온도에서는 대부분 용해되게 된다. Tt 는 통상적으로 좁은 범위의 온도로 됨을 명심해야 한다. 상기 B 블록 중합체가 상온에서 및 50 ℃ 또는 60℃ 까지의 어떤 경우에서는 오일내의 제한된 용해도를 가지나, 80 ℃ 이상의 온도에서는 대부분 용해되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 겔화 혼합물은 전이 온도를 나타내거나, 또는 30 ℃ 내지 100 ℃ 까지의 온도 범위에서 좁은 범위의 전이 온도를 나타내게 된다.

상기 올레핀을 기제로 한 A 블록은 통상적으로 에틸렌/부틸렌 블록을 포함하지만 부타디엔 등의, 다른 적합한 올레핀들을 포함할 수도 있다.

본 발명에 따른 상기 겔화 혼합물에 포함된 상기 공중합체는 히드록시기 또는 아민 기를 향해 화학적인 부분들을 함유하는 중합체를 갖는 히드록시기 또는 아민 말단 에틸렌/부틸렌 또는 부타디엔의 응축 반응에 의해 통상적으로 합성된다. 히드록시기를 향한 이러한 부분들의 예들로는, 카르복실산, 산성의 염화물, 무수물 및 이소 시안산염 등이 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 종래 스티렌 블록 공중합체보다 열적으로 더욱 안정적인 블록 공중합체를 얻기 위하여, 에틸렌/부틸렌 블록을 갖는 2중 또는 3중 블록 중합체에 포함된 적합한 중합체들은, 폴리이미드, 산화 폴리페닐렌, 폴리우레탄, 방향족 폴리이미드, 비스페놀-A-에폭시, 페놀-포름알데히드 등을 포함하게 된다. 상기 응축 반응에 첨가된 올레핀을 기제로 한 블록 (A) 전구와 블록 (B) 간의 비율에 따라, 자신의 백본 구조에 방향족 고리를 포함하는 블록 (B) 로 각각 구성된 엔드 블록을 갖는 양측 상에 포위된 중간 블록으로서 올레핀 블록 (A) 을 갖는 2중-블록 공중합체 또는 3중-블록 공중합체를 형성할 수 있게 된다.

상기 유전체 겔화 혼합물과 상기 오일은 서로 반응하여, 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 물리적으로 교차 결합된 3차원 네트워크를 발전시키게 된다. 통상적으로, 상기 전이 온도 Tt 는 20 ℃ 이상이며 120 ℃ 이하의 좁은 온도 범위로 되며, 30 ℃ 내지 100 ℃ 의 범위로 되는 것이 바람직하다. 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태의 네트워크는 액체-겔 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역을 포함하게 된다. 이들 교차 결합들은 기계적인 강도와 전기적인 강도를 상기 겔화 혼합물에 제공함으로써, 상기 절연 시스템의 향상된 역학적 특성과 전기적인 특성들에 기여할 뿐만 아니라, 상기 특성들에서의 향상된 안정성에도 기여하게 된다. 상기 네트워크는 상기 오일의 점도 지수를 증가시킴으로써, 본 발명에 따른 오일내의 겔로 된 네트워크가 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 높은 점성의 탄성, 즉, 점탄성의 겔 특성들을 나타내게 된다. 본 발명에 따른 이용된 겔화 혼합물의 다른 잇점은 블록 또는 상기 오일에 추가된 블록 공중합체의 함유량을 변화시킴으로써 상기 겔화 반응 속도를 수정할 수 있으므로, 원하는 경우, 상기 지연이 어떤 경우에는 24 시간을 초과할지라도, 지연된 상당히 느린 겔화 과정을 견딜 수 있게 된다.

적어도 하나의 도체 및 함침된 절연 시스템을 갖는 DC-케이블 등의, 절연 전기 장치로서, 상기 절연 시스템은, 올레핀을 기제로 한 블록을 갖는 블록 공중합체를 포함하며 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는, 오일 및 젤라터를 포함하는 유전체 겔화 혼합물로 함침된 다공질, 섬유상 및/또는 적층 구조를 갖는 유전체부를 전기적으로 절연하는 고체를 포함하고, 상기 겔화 혼합물은, Tt 이하의 온도에서 매우 점탄성의 겔 상태로 되며, Tt 이상의 온도에서는 액체상의 자유롭게 흐르는 거의 뉴턴 상태로 되고, 본 발명에 따르면, 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함하는 적어도 하나의 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록 공중합체를 포함하고, 상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지며, 자신의 백본 구조에 방향족 고리들을 갖는 블록은 오일 내에서 견고한 백본 구조와 온도 의존 용해도를 나타낸다. 자신의 백본 구조에 방향족 고리들을 갖는 블록이 5000 내지 300,000 g/mole 의 분자량을 가지며, 올레핀을 기제로 한 블록은 3000 내지 500,000 g/mole 의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 겔 상태시의 상기 겔화 혼합물은, 이미 상세하게 상술한 바와 같이, 상기 액체-겔 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역을 포함하는 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태의 네트워크를 포함한다. 상기 전이 온도는 통상적으로 120 ℃ 이하이며, 30 ℃ 내지100 ℃ 의 범위 내로 되는 것이 적절하다.

일 실시예에 따른 상기 유전체 겔화 혼합물은, 다공질의 표면 및/또는 적층 구조와 반응하는 기들(groups) 또는 다른 첨가물들을 포함하도록 선택된다. 상기 유전체 겔화 혼합물과 다공질 및/또는 적층 구조의 표면은, 충만 공정시 다공질 및/또는 적층 구조내에 공극들 및 모세관 틈새에 오일 침투를 증가시키는 조건을 제공할 수 있으며, 고온에서, 변동하는 온도 및/또는 상당한 온도 기울기 하에서 동작시에 상기 다공질 및/또는 적층 구조내에 오일 유지를 증가시키는 조건을 제공할 수도 있다. 따라서, 상기 절연체의 고체부들간의 상호 작용은, 충만 공정시의 다공질 및/또는 적층 구조내에 공극들 및 모세관 틈새들로 오일 침투가 증가함으로써 상기 함침 시간 주기를 단축하는 향상된 웨팅(wetting)을 자신의 성질에 따라 제공할 수 있게 된다. 또한, 다른 상황하에서 상기 상호 작용은 고온에서, 변동하는 온도 및/또는 상당한 온도 기울기 하에서 동작시에 상기 다공질 및/또는 적층 구조내에 오일 유지를 증가시킬 수도 있다.

일 실시예에 따른 상기 절연 시스템은 함침 공정중에 상기 웨팅을 더 강화시키기 위해 계면 활성제를 포함한다. 상기 계면 활성제는, 상기 함침 시간을 더 단축하는 기회를 제공하며, 더 미세한 다공질, 공극들 또는 다른 틈새들이 함침재로 충만되는 절연 시스템에서 고체부를 이용할 기회를 제공하게 된다. 상기 계면 활성제는 예를 들어, 경우에 따라 적합한 것으로 사료되어 절연되는 함침재 또는 고체 다공질, 섬유상 및/또는 적층부 등의, 상기 겔화 혼합물에 첨가될 수도 있다.

다른 실시예에 따른 상기 겔화 혼합물은 상기 네트워크에 포획되거나 또는 결합된 나노미터 범위의 입자 크기를 갖는 미세한 유전체 입자들을 포함한다.

절연 전기 장치를 제조하는 방법으로서, 상기 장치의 절연 시스템에 포함되는 다공질, 섬유상 및/또는 적층 구조를 갖는 유전체부를 전기적으로 절연하는 고체가, 유전성 유체 및 젤라터를 포함하며, 올레핀을 기제로 한 블록을 갖는 블록 공중합체를 포함하고, 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는 유전체 겔화 혼합물로 함침되고, 상기 겔화 혼합물은, Tt 이하의 온도에서 높은 점탄성 겔 상태로 되며, 온도 Tt 이상의 온도에서는 액체상의 자유롭게 흐르는 거의 뉴턴 상태로 되고, 겔화 혼합물이 중합체 혼합물을 포함하며, 자신의 백본 구조에 방향족 고리들을 포함하는 적어도 하나의 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록을 포함하는 블록 공중합체로 구성되는 단계를 본 발명에 따라 포함하고, 상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지며, 자신의 백본 구조에 방향족 고리들을 갖는 블록은 오일 내에서 견고한 백본 구조 및 온도 의존 용해도를 나타내는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 중합체 혼합물은 함침 이전에 상기 겔화 혼합물에 첨가되거나 또는 함침 이전에 상기 중합체 혼합물로 통상적으로 침투되며, 함침되거나 또는 코팅되는 상기 절연 시스템의 고체부에 첨가되게 된다.

본 발명에 따른 DC-케이블은 중심으로부터 외부로 향하면서;

-꼬아 만든 다중-배선 도체, 고체 도체 또는 조립식 도체 등의, 어떤 원하는 형태 및 구성을 갖는 도체;

-상기 도체의 외부와 상기 도체 절연체의 내부 및 주위에 배치된 제 1 반도체 실드;

상술한 바와 같이 오일로 함침되는 다공질 및/또는 적층 구조를 나타내는 고체부를 전기적으로 절연하는 유전체를 갖는 본 발명에 따른 감겨지고 함침된 절연체;

상기 도체 절연체 외부에 배치된 제 2 반도체 실드; 및

외부 보호 피복을 포함한다. 또한, 상기 2개의 반도체 실드는, 오일을 기제로 한 겔화 혼합물로 상술한 바와 같이 함침되는 다공질 및/또는 적층 구조를 나타내는 고체부를 전기적으로 절연하는 유전체를 갖는, 본 발명에 따른 통상적으로 감겨지며 함침되는 절연체로 된다. 적당하다고 판단될 때, 상기 케이블은 상기 도체의 내부 및 주위의 어떤 틈새를 충만하기 위해 강화제 및 실링용 혼합물 또는 물 팽창 파우더로 보강될 수 있고, 다른 금속/중합체 틈새들은 물이 이러한 틈새들을 따라 확산하는 것을 방지하기 위해 실링될 수 있다.

향상된 전기 및 기계적인 특성들의 장시간 안정성을 보장하기 위해, 가스를 흡수하는 첨가물이 상기 절연 시스템에 포함된다. 적합한 가스를 흡수하는 첨가물로는 1000 g/mole 이하의 분자량을 갖는 낮은 분자상 폴리이소부텐이 있다.

본 발명에 따른 DC-케이블은, 전이 온도이하의 온도에서 겔 상태 네트워크의 향상된 전기적인 강도 및 기계적인 강도 및 전이 온도에 근접하는 증가된 온도에서도 이들 향상된 특성들의 장기간 안정성을 통해, 이러한 함침된 다공질 및/또는 적층체를 포함하는 어느 종래의 DC-케이블과 같거나 또는 향상된 장기간 안정적이며 일정한 유전체 특성들 및 높고 일정한 전기 강도를 보장하게 된다. 따라서, 이는 이러한 장치가 통상적으로 설계되는 긴 수명과 이러한 장치를 유지 보수에 있어서의 제한된 액세스 때문에 특히 더 중요하게 된다. 겔 상태 첨가물로서 이용된 특정 구성의 블록 공중합체와 오일들은 겔 상태의 함침재를 제공하여, 상승된 온도에서, 초과된 온도 변동 및/또는 온도 기울기하에서 이용될 때에도, 상기 절연 시스템의 장기간동안 안정한 특성을 보장하게 된다. 따라서, 증가된 전압과 전류 밀도와 관련하여 동작 부하에서의 증가를 허용할 수 있게 된다. 또한, 이용된 블록 공중합체의 적절한 설계 및 상기 젤라터 시스템에 첨가된 어느 다른 성분과 오일과의 정합에 의해 제조시의 온도 민감도를 감소시켜, 겔화를 지연시킬 수 있게 됨으로써, 충만 단계 이후의 민감도를 감소시키게 된다.

도면의 간단한 설명

본 발명은 도면과 예들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 도 1 은 본 발명에 따른 감겨지며 함침된 절연체를 포함하는 전력 전송용 통상의 DC-케이블의 단면도를 도시한다.

바람직한 실시예들, 예들의 설명

도 1 에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 DC-케이블은 중심으로부터 외부로 향하면서;

-꼬아 만든 다중-배선 도체 (10);

-상기 도체 (10) 의 주위 및 외부와 도체 절연체 (12) 의 내부에 배치된 제 1 반도체 실드 (11);

-상술한 바와 같이 겔 상태 첨가물을 포함하는 감겨지며 함침된 도체 절연체 (12);

-상기 도체 절연체 (12) 외부에 배치된 제 2 반도체 실드 (13);

-금속 스크린 (14); 및

-상기 금속 스크린 (14) 외부에 배치된 보호 피복 (15) 를 포함한다. 상기 강화재로 보강되며, 실링 화합물 또는 물 팽창 파우더가 도체 (10) 내부와 주위의 어떤 틈새에 주입된다.

본 발명의 겔화 혼합물은 유전성 유체 또는 매스(mass)로 함침된 고체 다공질 또는 적층부를 포함하는 절연 시스템을 갖는 어떤 임의의 DC-케이블에도 적용할 수 있다. 본 발명의 애플리케이션은 도체 형상과는 관계가 없다. 또한, 이는, 이들 층들이 형성되는 방법에 관계 없이 어떤 임의의 기능층(들)을 포함하는 상기 형태의 절연 시스템을 갖는 DC-케이블로 이용될 수도 있다. 또한, 상기 형태의 DC-케이블의 애플리케이션도 상기 케이블이 포함된 전력 전송용 시스템의 구성과 관계가 없다.

본 발명에 따른 상기 DC-케이블로는 도 1 에 도시된 바와 같이 단일 다중-배선 도체 DC-케이블 또는 2개 이상의 도체들을 갖는 DC-케이블 등이 있다. 2개 이상의 도체들을 포함하는 DC-케이블로는 편평한 케이블 배치에서 또는 동심으로 배치된 제 2 외부 도체에 의해 포위된 하나의 제 1 중심 도체를 갖는 2개의 도체 배열에서 나란히 배치된 도체들을 갖는 어떤 공지된 형태일 수 있다. 상기 외부 도체는 전기적으로 도전성인 피복, 스크린 또는 실드의 형태로 통상적으로 배치되며, 통상적으로 금속 스크린은 상기 케이블의 유연성을 제한하지 않는다.

본 발명에 따른 DC-케이블은 전력 전송용 바이폴라 DC-시스템과 모노폴라 DC-시스템 또는 장치에서 이용하기에 적합하다. 통상적으로, 바이폴라 시스템은 2개 이상의 결합된 단일 도체 케이블 또는 적어도 하나의 다중 도체 케이블을 구비하지만, 모노폴라 장치는 적어도 하나의 케이블 및 적합한 전류 복귀 경로 장치를 구비한다.

예 1

양단에서 히드록시기로 종결된 에틸렌/부틸렌 중합체는 크실렌내에 용해되며, 활성화된 상태로 질소 대기하에서 150 ℃ 로 가열되었다. 한쪽 단부에서 고리 모양의 산성 무수물로 종결된 폴리-(2,6-디메틸-페닐렌 옥사이드)는 활성상태에서 상기 수용액에 첨가되었다. 상기 혼합물은 150 ℃ 에서 60 분동안 유지되었다. 그 후, 상기 혼합물은 실온으로 냉각되었다. 상기 중합체는 메탄올내에서 침전되고, 시클로 헥산으로 세척되며 건조되었다. 4% 중량의 상기 결과로서 생성된 중합체는 나프테닉 무기물 오일에 첨가되고 상기 블렌드는 120 ℃ 로 가열되며 상기 온도에서 60 분동안 유지되었다. 거의 모든 중합체가 용해되었다. 상기 블렌드는 냉각되며 상기 블렌드 또는 오일 혼합물은 50 ℃ 내지 100 ℃ 의 온도 범위에서 액체-겔 전이를 나타내게 되었다.

예 2

양단에서 히드록시기로 종결된 에틸렌/부틸렌 중합체는 트리 클로로 벤젠에 용해되고 활성화된 상태로 질소 대기하에서 150 ℃ 로 가열되었다. 한쪽 단부에서 에폭사이드 기로 종결된 에폭시 예비 중합체는 활성 상태로 상기 수용액에 첨가되었다. 상기 혼합물은 150 ℃ 에서 80 분동안 유지되었다. 그 후, 상기 혼합물은 실온에서 냉각되었다. 상기 혼합물은 메탄올에서 침전되고 아세톤으로 세척되며 건조되었다. 6% 중량의 결과로서 생성된 중합체는 나프테닉 무기물 오일에 첨가되고 상기 블렌드는 120 ℃ 로 가열되며 상기 온도에서 60 분동안 유지되었다. 거의 모든 중합체들이 용해되었다. 상기 블렌드는 냉각되고 상기 블렌드 또는 오일 혼합물은 30 ℃ 내지 100 ℃ 의 온도 범위에서 액체-겔 전이를 나타내게 되었다.

Claims (36)

1. 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는, 유전체 겔화 혼합물로서,

   상기 겔화 혼합물은 올레핀을 기제로 한 블록을 갖는 중합체 화합물을 포함하는 젤라터 및 오일을 포함하고,

   상기 중합체 화합물은 올레핀을 기제로 한 블록 및 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함한 적어도 하나의 추가 블록을 포함한 블록 공중합체로 이루어지고,

   상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지며, 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 상기 블록은 견고한 백본 구조 및 오일 내에서 온도 의존 용해도를 나타내는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 5000 내지 300,000 g/mole 의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 올레핀을 기제로 한 블록은 3000 내지 500,000 g/mole 의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 겔 상태에서의 상기 겔화 혼합물은 상기 액체-겔 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 겔 상태에서의 상기 겔화 혼합물은 120 ℃ 에 이르는 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 겔 상태에서의 상기 겔화 혼합물은 100 ℃ 에 이르는 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
7. 선행한 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 액체-겔 전이 온도 Tt 는 20 ℃ 내지 120 ℃ 의 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 액체-겔 전이 온도 Tt 는 30 ℃ 내지 100 ℃ 의 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
9. 선행한 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

   상기 자신의 백본 구조에 방향족 고리들을 갖는 블록은 폴리우레탄 또는 폴리우레탄을 기제로 한 중합체인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
10. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 폴리페닐렌 또는 폴리페닐렌을 기제로 한 중합체인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
11. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 폴리이미드 또는 폴리이미드를 기제로 한 중합체인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
12. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 방향족 폴리이미드 또는 방향족 폴리이미드를 기제로 한 중합체인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
13. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 비스페놀-A-에폭시 또는 비스페놀-A-에폭시를 기제로 한 중합체인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
14. 제 1 항 내지 제 8 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 페놀-포름알데히드 또는 페놀-포름알데히드를 기제로 한 중합체인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
15. 선행한 항들 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 올레핀을 기제로 한 블록은 에틸렌/부틸렌 블록인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
16. 제 1 항 내지 제 14 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 블록은 부타디엔 블록인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.
17. 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는, 겔화 혼합물을 제조하는 방법으로서,

    상기 겔은 올레핀을 기제로 한 중합체 화합물을 포함한 젤라터 및 오일을 포함하고,

    자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함하며 3000 g/mole 이상의 분자량을 갖는 블록이, 상승된 온도에서 수행되는 응축 반응에 의해 3000 g/mole 이상의 분자량을 갖는 올레핀을 기제로 한 블록에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    -올레핀을 기제로 한 블록 또는 자신의 선구 물질이 오일 또는 다른 탄화 수소를 기제로 한 유전성 유체내에 용해되고,

    -자신의 백본 구조 또는 자신의 선구 물질내에 방향족 고리들을 포함한 블록이 오일 또는 다른 탄화 수소를 기제로 한 유전성 유체 및 블록을 포함한 올레핀의 블렌드에 첨가되고,

    -상기 블렌드는 상기 전이 온도 이상의 온도에서 충분한 시간 기간동안 유지되어, 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함한 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록을 갖는 블록 공중합체가 응축 반응에 의해 형성되고, 상기 블렌드는 상기 전이 온도 이하로 냉각시 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크에 의해 겔 상태로 되는 겔화 혼합물로 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
19. 제 17 항에 있어서,

    한쪽 단부 또는 양단에서 히드록시기로 종결된 올레핀을 기제로 한 블록이 용매에 용해되고,

    자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함하며 카르복실산, 산염화물, 무수물 또는 이소시안화산 등의 히드록시기에 대해 반응하는 작용기로 종결되는 블록이 상기 용매에 첨가되고,

    상기 용매를 충분한 시간 기간동안 충분한 온도에서 유지하여, 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함한 블록이 올레핀을 기제로 한 블록에 첨가되는 응축 반응에 의해 블록 중합체를 형성하고,

    상기 결과로서 생성된 블록 공중합체를 상기 전이 온도이상의 온도에서 오일에 첨가하고 상기 온도에서 충분한 시간 기간동안 유지하여, 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크에 의해 상기 전이 온도이하의 온도로 냉각시에 겔 상태로 되는 겔화 혼합물로 상기 오일이 변형되는 것을 특징으로 하는 방법.
20. 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

    상기 응축 반응은 100 ℃ 이상의 온도에서 수행되며 양 블록들에 대한 선구 물질들을 함유한 상기 용매 또는 블렌드는 상기 온도에서 30 분 이상동안 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
21. 제 17 항, 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

    상기 결과로서 생성된 블록 공중합체는 100 ℃ 이상의 온도에서 상기 오일에 첨가되며, 상기 오일 중합체 블렌드는 상기 온도에서 30 분동안 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
22. 적어도 하나의 도체 및 함침된 절연 시스템을 갖는 절연 전기 장치로서, 상기 절연 시스템은, 올레핀을 기제로 한 블록을 갖는 블록 공중합체를 포함한 젤라터 및 오일을 포함하며 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는, 유전체 겔화 혼합물로 함침된 다공질, 섬유상 및/또는 적층 구조를 갖는 고체상의 전기적으로 절연하는 유전체부를 포함하고, 상기 겔화 혼합물은 Tt 이하의 온도에서 매우 높은 점탄성 겔 상태로 되며, Tt 이상의 온도에서는 자유롭게 흐르는 뉴턴 상태의 액체로 되는 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 16 의 어느 한 항에 따른 절연 전기 장치로서,

    상기 블록 공중합체는 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함한 적어도 하나의 추가 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록을 포함하고,

    상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지고,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 견고한 백본 구조 및 오일내에서 온도 의존 용해도를 나타내는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
23. 제 22 항에 있어서,

    상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 5000 내지 300,000 g/mole 의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,

    상기 올레핀을 기제로 한 블록은 3000 내지 500,000 g/mole 의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
25. 제 22 항 내지 제 24 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 겔 상태시의 상기 겔화 혼합물은 상기 액체-겔 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 겔 상태시의 상기 겔화 혼합물은 120 ℃ 에 이르는 온도에서 방향족 고리들을 갖는 블록에 의해 형성된 영역들을 포함한 물리적 교차 결합을 갖는 겔 상태 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
27. 제 26 항에 있어서,

    상기 액체-겔 전이 온도 Tt 는 30 ℃ 내지 100 ℃ 의 범위내에 존재하는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
28. 제 22 항 내지 제 27 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 겔화 혼합물은 상기 네트워크내에 포획되거나 상기 네트워크와 결합된 나노미터 범위의 입자 크기를 갖는 미세한 유전체 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
29. 제 22 항 내지 제 28 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 겔화 혼합물은 계면 활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 전기 장치.
30. 상기 장치의 절연 시스템에 포함된 다공질, 섬유상 및/또는 적층 구조를 갖는 고체상의 전기적으로 절연된 유전체부는, 올레핀을 기제로 한 블록을 갖는 블록 공중합체를 포함한 젤라터 및 유전성 유체를 포함하며 전이 온도 Tt 에서 열-가역성 액체-겔 전이를 나타내는, 유전체 겔화 혼합물로 함침되고, 상기 겔화 혼합물은 전이 온도 Tt 이하의 온도에서 매우 높은 점탄성 겔 상태로 되며, 전이 온도 Tt 이상의 온도에서는 자유롭게 흐르는 거의 뉴턴 상태로 되는 것을 특징으로 하는 제 22 항 내지 제 29 항의 어느 한 항에 따른 절연 전기 장치를 제조하는 방법으로서,

    자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 포함한 적어도 하나의 추가 블록 및 올레핀을 기제로 한 블록을 포함한 블록 공중합체로 이루어진, 중합체 화합물을 포함하는 겔화 혼합물이 제조되고,

    상기 2개의 블록들 각각은 3000 g/mole 이상의 분자량을 가지고, 상기 자신의 백본 구조내에 방향족 고리들을 갖는 블록은 견고한 백본 구조 및 오일내에서 온도 의존 용해도를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
31. 제 30 항에 있어서,

    상기 중합체 화합물은 함침 이전에 상기 겔화 혼합물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
32. 제 30 항에 있어서,

    상기 절연체 시스템의 고체부는 함침 이전에 중합체 화합물로 전처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
33. 제 30 항 내지 제 32 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 함침 공정은 계면 활성제의 존재하에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
34. 제 33 항에 있어서,

    상기 계면 활성제는 함침 이전에 상기 겔화 혼합물에 첨가되는 것을 특징으로 하는 방법.
35. 제 33 항에 있어서,

    상기 절연 시스템의 고체부는 함침 이전에 상기 계면 활성제로 전처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
36. 제 1 항 내지 제 16 항의 어느 한 항에 있어서,

    저분자 폴리이소부텐 등의, 가스 흡입 첨가제인 것을 특징으로 하는 유전체 겔화 혼합물.