KR20140076008A - 식물성 저압 콘덴서유 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물성 저압 콘덴서유 조성물에 관한 것으로, 올레인산 함량이 40 ~ 60%이고 유동점이 -20℃ 이하의 채종유에, 전체 조성물을 기준으로 유동점이 -50℃ 이하인 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물 1 ~ 10 중량%가 포함된 것을 특징으로 한다.

Description

식물성 저압 콘덴서유{VEGETABLE OIL BASED INSULATION OIL}

본 발명은 저압에서의 절연성능이 우수하고 특히 수소 기체 흡수성이 우수하여 부분 방전(Partial Discharge)에 대한 내구성이 뛰어난 식물성 저압 콘덴서유 조성물에 관한 것이다. 전력용 또는 기기용 금속 증착 필름 저압콘덴서의 함침유로 사용되는 식물성 저압 콘덴서유에 관한 것으로 장기 신뢰성을 높이고 수소 기체 흡수성을 개선시키는 첨가물을 혼합한 저압 콘덴서유로 부분 방전에 의해 생성되는 수소 기체를 단시간에 흡수함으로써 콘덴서의 안전성을 보다 향상 시킬 수 있는 저압 콘덴서유 조성물에 관한 것이다.

국제특허공개공보 WO9722977A1 등에 게시되어 있는 식물성 저압 콘덴서유는 누유(漏油) 시 자연계에서 생분해되는 특성으로 광유에 비해 낮은 전기적 안정성에도 불구하고 저압 콘덴서의 함침유로 사용되고 있으며 저압 콘덴서에 적용되는 PP필름과의 상용성을 위해 광유가 아닌 식물유로 적용하여 PP필름과의 안정성을 확보하였다. 또한 기기들의 안정성을 확보하기 위해서는 수소 기체 흡수성을 개선시켜야 하며, 성능 향상을 위해 방향성 첨가제를 선택하여 성능을 향상시킬 수 있다. 밀폐된 저압콘덴서의 수소 기체 흡수성을 현저히 개선하여 부분 방전(Partial Discharge)에 대한 내구성을 확보함으로써 저압콘덴서와 같은 전기 기기의 최대 수명시간을 연장시키기 위한 요구가 크다.

국제특허공개공보 WO9722977A1

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 저압콘덴서와 같은 전기 기기의 함침유로 적용시킬 경우의 장기적인 안정성을 확보하는데 요구되는 수소기체 흡수성을 개선시키기 위하여, 유채유의 식물유를 사용하여 PP필름의 안정성이 우수하고 수소 기체 흡수성이 우수하도록 첨가제를 배합한 식물성 저압 콘덴서유 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명에 따른 식물성 절연유 조성물은 올레인산 함량이 40 ~ 60%이고 유동점이 영하 20℃이하인 채종유에, 저압 콘덴서유 조성물 전체를 기준으로 유동점이 영하 50℃ 이하인 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물 1 ~ 10 중량% 및 산화 방지제 0 ~ 0.1 중량%가 포함되어 있다.

본 발명에 따른 식물성 저압 콘덴서유는 PP필름과의 안정성과 수소 기체 흡수성이 우수해서 저압콘덴서의 함침유로 적용한 경우 부분 방전이 낮고 장기적인 저압콘덴서의 안정성을 확보할 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 유채유와 같은 식물유를 기본 조성으로 이용하여 저압 콘덴서유로 사용할 수 있도록 구성한 조성물로서, 올레인산 함량이 40 ~ 60%이고 유동점이 영하 20℃이하인 식물유에, 유동점이 영하 50℃ 이하인 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 1 ~ 10 중량% 및 산화 방지제가 0.1 중량% 이하로 포함되는 것을 특징으로 한다. 상기 식물유는 유전자 조작을 거치지 않은 유채유를 사용하며, 상기 유채유는 올레인산 함량이 40 ~ 60%이고 유동점이 영하 20℃이하이며, 조성물의 약 90 ~ 99 중량%를 차지한다. 일반적으로 유채유의 유동점은 -20 ~ -15℃이다.

인위적 조작을 거치지 않은 상태의 유채유를 탈산, 탈색, 탈취 공정을 통해 식용으로 사용되는 유채유로 -18 ~ -21℃의 유동점을 가지며, 공정을 통한 불순물의 제거로 산화 안정성이 다른 식물유에 비해 높아 일반적으로 사용되는 산화방지제를 선택, 예로 디-부틸 히드록실 톨루엔(di-Butyl hydroxyl toluene(BHT))를 일반적으로 사용할 수 있다.

본 발명에서는 식물유에 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔의 혼합물을 첨가제로 사용하여 저압 콘덴서유의 수소 흡수성의 특성을 현저히 개선 시켰다.

본 발명의 식물성 저압 콘덴서유는 올레인산이 40 ~ 60%이며, 전체 불포화지방산의 함량을 나타내는 요오드화 값이 130 이하, 바람직하게는 95~127인 유채유에 1 ~ 10 중량%의 상기의 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물 사용 및 산화방지제, 즉 전술한 바와 같은 BHT와 같은 산화방지제를 0.1% 이하로 첨가하여 혼합함으로써 이루어질 수 있다.

상기 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물은 벤질톨루엔 70 ~ 80 중량%, 디벤질 톨루엔 20 ~ 30 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.

이렇게 제조된 식물성 저압 콘덴서유는 수소 기체 흡수성이 -18μL/min 으로 수소 기체를 전혀 흡수하지 않는 식물유에 비해 월등히 우수한 수소 기체 흡수성을 보인다. 이 값은 일반 광유계 절연유의 가스 흡수성을 나타내는 해외 규격의 경우 수소기체 흡수성이 최대 +30μL/min으로 저압 콘덴서유는 수소 기체 특성의 우수성을 가늠할 수 있다.

본 발명의 식물성 저압 콘덴서유는 전력용 또는 기기용 저압콘덴서의 함침에 사용되며, 본 저압콘덴서는 알루미늄이나 아연 같은 금속이 폴리프로필렌 필름(PP필름)에 박막으로 증착된 금속 박막 증착 필름을 저압 콘덴서유에 함침시켜 제작되는 것으로 저압 콘덴서유와 금속 박막 필름 사이의 상용성이 제품의 내구성에 중요한 역할을 하는 또 하나의 요인이 된다. 이런 상용성은 저압 콘덴서유의 전기적 특성이 우수한 것은 물론 금속이 증착된 필름을 팽윤시키지 않는 성질을 말한다. 필름에 대한 팽윤이 크면 금속 박막이 증착된 필름의 팽윤으로 전극 역할을 하는 금속 박막에 금이 생겨서 단절되어 전체적으로 전극의 저항이 커지고 이로 인해 열이 발생해 저압콘덴서의 안정성을 현저히 떨어뜨리게 된다. 필름의 팽윤성에 대한 실험을 통해 팽윤 정도가 낮고 필름의 저항을 높이는 현상이 없으며 이로 인해 안정적으로 식물성 저압콘덴서유의 가스 흡수성을 개선할 수 있는 것이다.

<실시예>

이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하나, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 식물성 저압 콘덴서유의 원료로 사용된 채종유와 방향족 첨가제인 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물과 비교를 위한 대두유와 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물의 물리적 특성 및 전기적 특성을 다음의 표 1에 정리하였다.

<표 1>

표 2는 본 발명의 저압 콘덴서유의 실시예를 정리한 것이다. 실시예 1은 상기의 일반 유채유에, 벤질톨루엔, 디벤질톨루엔 혼합물을 혼합한 것이며, 비교예 1은 실시예 1과 동일한 유채유에 수소 기체 흡수성을 개선하는 첨가제가 포함되지 않은 저압 콘덴서유이다.

본 실시예와 비교예의 모든 저압콘덴서유는 산화방지제를 포함하고 있다.

<표 2>

수소기체 흡수성은 ASTM D 2300에 따라 측정되며, 0보다 작은 값을 나타낼수록 수소기체 흡수성이 우수한 것임.

캐패시터 수명 : 온도 55℃에서 385V 인가하여 충전, 방전을 반복하여 1500hr 측정 후 용량손실 없으면 1500시간 이상으로 표기

상기 실험 결과에 의해 채종유를 활용하여 수소흡수성능을 향상시키는 첨가제를 사용 저압콘덴서의 안정성을 확인한 바, 본 발명에 따른 식물성 저압콘덴서 조성물에 의하면, 식용으로 사용되는 채종유를 이용하여 가스흡수성 첨가제를 첨가한 저압콘덴서유를 제공할 수 있고 산업용 저압 콘덴서에 안정적으로 이용 가능하다.

Claims (4)

1. 올레인산 함량이 40 ~ 60%이고 유동점이 -20℃이하의 채종유에, 전체 조성물을 기준으로 유동점이 -50℃ 이하인 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물 1 ~ 10 중량%가 포함된 것을 특징으로 하는 식물성 저압 콘덴서유 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 0.1중량% 이하의 산화방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성 저압 콘덴서유 조성물.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 벤질 톨루엔, 디벤질 톨루엔 혼합물은 벤질톨루엔 70 ~ 80 중량%, 디벤질 톨루엔 20 ~ 30 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물성 저압 콘덴서유 조성물.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 채종유의 요오드화 값은 95~127인 것을 특징으로 하는 식물성 저압 콘덴서유 조성물.