KR940003803B1

KR940003803B1 - 전기절연유

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Publication number: KR940003803B1
Application number: KR1019910000558A
Authority: KR
Inventors: 모토하루 간사쿠; 아키라 쓰치야마; 데루오 미야모토; 모토오 쓰치에
Original assignee: 미쓰비시덴키가부시키가이샤; 시키모리야; 가부시키가이샤 간사이뎃쿠; 가시오카 게이지
Priority date: 1990-01-29
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1994-05-03
Also published as: GB2240340A; GB9020745D0; GB2240340B; KR910014962A; JPH0834066B2; JPH03225704A

Abstract

내용 없음.

Description

전기절연유

제1도는 α-올레핀의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제2도는 α-올레핀의 탄소수(m)와 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제3도는 전기절연유중의 유중입자수(柚中粒子數)와 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제4도는 채종유(寀種油)의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제5도는 히드록시지방산의 에스테르의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제6도는 폴리부텐의 혼합물의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제7도는 DL-ρ-멘타-1,8-디엔의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제8도는 디페닐카르바지드의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

제9도는 ρ-히드록시페닐아세트아미드의 함유율과 절연파괴전압과의 관계를 나타내는 그래프.

본 발명은 절연파괴전압특성이 뛰어난 전기절연유에 관한 것으로서, 좀더 자세히 말하면, 광유계절연유, 광유계절연유와 알킬벤젠과의 혼합유 등에 절연파괴전압특성을 개선시키기 위해 첨가제가 첨가된 전기절연유에 관한 것이다.

근년에 와서, 유입전기기기는 대용량화, 고전압화의 추세에 있으나, 한편으로는, 소형경량화의 요구도 있어, 종래와 비교해서 한층 신뢰성확보가 요구되고 있다. 때문에, 절연면에 있어서 특성이 뛰어난 절연유의 선택, 전기기기의 건조도의 향상, 유중티끌의 제거 등 여러가지 개선노력이 이루어지고 있다.

절연유의 절연파괴전압특성을 향상시키는 방법으로는, 절연유에 여러가지 화합물을 첨가시키는 방법이 일찍부터 보고되어 있었다.

예를 들면, 일본국 특공소 63-4286호 공보에 광유계절연유에 헥사플루오로 프로피렌올리고머의 유도체를 첨가시키는 일, 일본국 특개소 50-86698호 공보에 트리알릴디메탄을 절연유에 첨가시켜 가스흡수성을 개선시켰을 경우 절연파괴전압의 개선도 부수적으로 나타나는일, 일본국 특개소 52-42478호 공보에 알킬나프탈린과 폴리부텐의 혼합유로 절연파괴정압의 개선을 도모한 컨덴서유, 일본국 특개소 69-84714호 공보에 광유와 인산에스테르의 혼합유에 비이온성계면활성제를 첨가시키는 일, 일본국 특개소 55-41667호 공보에 파라핀계절연유와 알킬벤젠의 혼합유에 디알릴알칸을 첨가하는 일 등이 개시되어 있다.

그러나, 일본국 특개소 60-84714호 공보에 개시된 계면활성제에는, 예를 들어, 절연유의 계면장력을 심히 저하시키고, 절연유의 관리기준에 부적합한 것이 되는 문제점이 있고, 계면활성제가 절연지에 흡착되어 유입전기기기가 운전 중에 농도변화를 일으킬 염려도 있다.

또, 일본국 특개소 63-4286호 공보에 개시된 불소계화합물에는, 예로서, 첨가량이 1% 전후의 소량인 겨우에도 고가가 될 뿐만 아니라, 광유계절연유에는 용해되기 어려운 점 등의 문제가 있어, 이들을 절연파괴전압특성을 향상시키기 위한 목적으로 사용하기가 어려운 문제가 있었다.

한편, 일본국 특개소 50-86698호 공보, 일본국 특개소 52-42478호 공보, 일본국 특개소 55-41667호 공보에 개시된 첨가제는 어느 것이나 벤젠고리를 갖는 화합물이고, 분자량 중에 2중결합이 차지하는 비율이 크면 절연파괴전압의 향상을 기대할 수 있다고 생각되었다.

그리하여, 본 발명자 등은, 예를 들어 첨가제로서 다환유(多環油)를 여러종류 시험했으나, 1분자 중에 차지하는 벤젠고리의 비율이 많다고 해서, 절연파괴전압이 반드시 향상되지는 안했다.

상기 종래기술로 미루어 알 수 있는 바와 같이, 첨가제가 단품(單品)으로 한정되고 있는 것은, 절연파괴의 메커니즘에 관한 이론적인 이해가 충분히 이루어지고 있지 않기 때문이다. 지금까지의 이와 같은 절연파괴전압향상제의 탐색은 시행착오의 범위를 벗어나지 못하고 있고, 종래의 예에서 상기 문제점을 해소시킬 수 있는 첨가제를 추정하는 것은 대단히 어려운 일이다.

본 발명자 등은, 이와 같은 상황에 따라 예의 검토를 거듭한 결과, 특정적인 물질이 광유계절연유 등에 대해 용해성이 좋고, 값도 싸고 더우기 절연유의 일반특성을 손상시키지 않고 절연유의 절연파괴전압을 향상시키는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본 발명은,

(1) 절연유에 대한 첨가제로서

(A) 일반식(Ⅰ) :

CH₃-(CH₂)m-CH=CH₂…………………………………………………………(Ⅰ)

(이 식에서, m은 30이하의 정수를 표시한다)로 나타내어지는 화합물, (B) 채종유, (C) 수산기, 산기 또는 이 두 가지가 에스테르화 된 히드록시지방산의 에스테르,

(D) 일반식 (Ⅱ) :

로 나타낼 수 있는 화합물 또는 이 화합물의 혼합물로서 비등점이 120℃∼300℃ 인 것, (E) DL-ρ-멘타-1,8- 디엔, (F) 디페닐카르바지드, (G) ρ-히드록시페닐아세트아미드로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1 종이 첨가되어 이루어진 전기절연유이고, 상기 첨가제의 전기절연유 중의 비율이, (A)의 첨가제는 0.01∼10%(중량%로 이하 같음), (B)의 첨가제는 0.01∼10%, (C)의 첨가제는 0.01∼1%, (D)의 첨가제는 0.01∼1%, (F)의 첨가제는 0.1∼0.8%, (G)의 첨가제는 0.01∼0.1%인 전기절연유에 관한 것이다.

본 발명에 의해 사용되는 절연유에는 특별한 사용제한은 없고, 전기절연유로서 일반적으로 사용되고 있는 용도의 절연유를 사용할 수 있다.

이와 같은 절연유의 구체적 예로서, 예를 들면, 일본국 JIS C 2320 제1종의 1호유, 2호유, 3호유, 4호유 등의 광유계절연유; 일본국 JIS C 2320 제2종의 1호유, 2호유, 3호유, 4호유 등의 알킬벤젠; 일본국 JIS C 2320 제7종의 1호유, 2호유,3호유,4호유 등의 광유계절연유와 알킬벤젠과의 혼합유; 화재, 폭발 등의 재해를 피하기 위해 고(高)인화점화, 난연화, 불연화 등을 목적으로한 폴리올에테르; 일본국 JIS C 2320 제6종의 실리콘유; 불소화유; 인사에스테르유등을 들 수 있다.

이들 중에서 상기 (A)∼(G)의 첨가제의 용해성, 절연유의 각종 특성에 대한 악영향성에 있어서 문제점이 없다는 점 때문에 광유계절연유 또는 광유계절연유와 알킬벤젠의 혼합유가 바람직스럽다.

본 발명의 전기절연유에 첨가되는 첨가제는 절연유의 절연파괴전압을 높이기 위한 것이고, 이와 같은 첨가제로서, 상기 (A)∼(G)의 첨가제중 1종류 또는 2종류 이상이 사용된다.

상기 (A) 의 첨가제는 일반식(Ⅰ) :

CH₃-(CH₂)m-CH=CH₂…………………………………………………(Ⅰ)

로 나타낼 수 있는 화합물이나, 일반식(Ⅰ) 중의 m은 30이하, 바람직스러운 수로서는 10∼20의 정수가 된다. m이 30을 초과하면 절연파괴전압특성의 향상이 작아진다. 일반식(Ⅰ)로 나타내어지는 화합물은, 1종을 사용해도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다. 상기 (B)의 첨가제의 경우 채종유에 특별한 제한이 있는 것이 아니고, 야채의 종자로부터 착유, 정제된 채종유가 사용된다.

채종유의 구체적인 예로서는, 전산가(全酸價)가 작은 샐러드유 등을 들 수 있다.

상기 (C)의 첨가제인 히드록시지방산의 에스테르는, 리시놀산, 12-히드록시 스테아린산 등의 히드록시지방산과, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 알코올성분과의 에스테르화나 아세틸렌화에 의해 얻어지는 것이다. 이 히드록시지방산을 절연유에 첨가하면, 수산기나 산기의 영향에 의해 절연유의 계면장력과 전산화(全酸化)등을 현저히 저하시키기 때문에, 수산기 및 산기의 어느 것이나 한쪽, 바람직스럽다면 그 양쪽이 에스테르화 된 것이 본 발명에 사용된다. 히드록시지방산의 에스테르는 1종류를 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.

이와 같은 히드록시지방산의 에스테르의 구체적인 예로서는, 예를 들어, 머틸리산놀레이산염, 부틸리신놀레이산염, 메틸아세틸리신놀레이산염, 부틸아세틸리신놀레이산염 등을 들 수 있다. 또, 히드록시지방산의 에스테르는 절연유의 계면장력 및 산화안정도에 대한 영향의 점에서 정제해서 사용하는 것이 바람직스럽다. 이 정제는 여러가지 특성 특히 계면장력의 개선효과를 향상시킬 수 있다는 점에서 히드록시지방산의 에스테르를 단독으로 정제하는 것보다, 절연유에 첨가시킨 상태로 행하는 것이 바람직스럽고, 정제법의 간이한 예로서는, 활성백토, 활성알루미나 등을 사용하여 화학흡착처리를 행하는 방법 등이 채용될 수 있다.

상기 (D)의 첨가제는 일반식(II) :

(이 식에서, n은 정수를 표시한다)로 나타내어지는 화합물의 1종류 또는 이 화합물의 2종류 이상의 혼합물로서, 비등점이 120℃∼300℃, 바람직스러운 것으로는 123℃∼263℃의 것이다. 비등점이 120℃ 미만일 경우는 인화점의 저하나 증발량의 증대등 절연유에 대한 영향이 크게되고, 300℃를 초과하면, 절연파괴전압특성의 향상이 작아진다.

상기 (E)의 첨가제인 DL-ρ-멘타-1,8-디엔은, 다른 첨가제와 비교하여 소량으로 같은 정도의 첨가효과를 발휘할 수 있다.

다음에는 상기 첨가제의 전기절연유 중의 비율을 설명한다.

첨가제가 일반식(I)로 나타내어지는 화합물일 경우에는, 이 비율은 0.01∼10%, 바람직스러운 것으로는 0.1∼2%, 보다 바람직스러운 것으로는 0.03∼1%이고, 0.01% 미만에서는 첨가에 따른 효과를 충분히 얻을 수 없고, 10%를 초과하면 절연파괴전압의 향상이 작게 된다.

첨가제가 채종유일 경우에는, 이 비율은 0.01∼10%, 바람직스러운 것으로는 0.05∼5%, 보다 더 바람직스러운 것으로는 0.1∼3%이고, 0.01% 미만에서는 첨가에 따른 효과가 충분히 얻어질 수 없고, 10%를 초과하면 산화안정도, 계면 장력이 저하하고, 절연파괴전압도 별로 향상되지 않게 된다.

첨가제가 수산기, 산기 또는 그 양쪽이 에스테르화된 히드록시지방산의 에스테르일 경우에는 이 비율은 0.01∼1%, 바람직스러운 것으로는 0.05∼0.8%, 좀 더 바람직스러운 것으로는 0.1∼0.5%이고, 0.01% 미만에서는, 첨가에 따른 효과가 충분히 나타나지 않고, 1%를 초과하면 산화안정도, 계면장력이 저하한다.

첨가제가 일반식(II)로 나타내어지는 화합물 또는 그 혼합물이고, 비등점이 120℃∼300℃인 것일 경우에는, 이 비율은 0.01∼1%이고, 바람직스러운 것으로는 0.05∼0.8%, 보다 더 바람직스러운 것으로는 0.4∼0.5%이고, 0.01미만일 경우에는 첨가에 의한 효과가 충분히 나타나지 않고, 1%를 초과하면 인화점이 저하하고 증발량이 많아진다.

첨가제가 DL-ρ-멘타-1,8-디엔일 경우에는, 이 비율은 0.01∼1%이고, 바람직스러운 것으로는 0.02∼0.5%, 보다 더 바람직스러운 것으로는 0.04∼0.3%이고, 0.01% 미만일 경우에는 첨가에 의한 효과가 충분히 나타나지 않고, 1%를 초과하면 인화점이 현저히 저하하고 증발량이 많아진다.

첨가제가 디페닐카르바지드일 경우에는, 이 비율은 0.1∼0.8%이고, 바람직스러운 것으로는 0.2∼0.6%, 보다 더 바람직스러운 것으로는 0.3∼0.6%이고, 0.1% 미만일 경우에는 첨가에 의한 효과가 충분히 나타나지 않고, 0.8%를 초과해도 절연파괴전압은 별로 향상되지 않는다.

첨가제가 ρ-히드록시페닐아세트아미드일 경우에는, 이 비율은 0.01∼0.1%이고, 0.01% 미만일 경우에는 첨가에 의한 효과가 충분히 나타나지 않고, 0.1%를 초과해도 절연파괴전압은 별로 향상되지 않는다.

본 발명의 전기절연유는, 상기와 같은 절연유와 첨가제를(통상적인 방법에 의해) 혼합함으로써 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 전기절연유를 실시예에 따라, 좀 더 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이와 같은 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 및 비교예 1]

광유로만 이루어진 절연유(일본국 JIS C 2320 제1종 2호유(이하, 일본국 JIS 제1종 2호유라 한다)에 α-올레핀(일반식(I)중의 m이 16인 화합물)을, 전기절연유 중의 비율이 각각 0.005%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, 3.0%, 5.0%, 10%가 되도록 첨가시키고, 혼합해서 블랭크(순수한 공유(100%))를 포함한 9종류의 전기절연유를 얻었다. 또, 얻어진 전기절연유의 유중입자수는 약 5000개/기름 100ml, 유중수분은 7∼9ppm으로 하였다.

얻어진 전기절연유의 절연파괴전압을 다음에 표시된 방법에 따라 측정하고, 절연파괴전압에 미치는 첨가제(α-올레핀)의 농도의존성을 조사하고 그 결과를 제1도에 나타낸다.

[절연파괴전압측정]

직경 12.5mm의 구전극(球電極)의 전극간격 2.5mm에 3KV/S의 승압속도로 교류전압을 인가시켜 행한다. 또 절연유 속에서 절연파괴를 일으키면 카본이 발생되고, 기름 속에 카본 등의 입자수가 증가한다. 이 유중입자는 후술하는 제3도에 나타나 있는 바와 같이 절연파괴전압에 영향을 미치므로, 한 시료유에 대해 파괴전압시험을 1회만 실시하였다.

[실시예 2 및 비교예 2]

광유와 알킬벤젠의 혼합유(일본국 JIS C 2307 제7종 2호유(이하, 일본국 JIS 제7종 2호유라 한다))에 실시예 1에서 사용한 α-올레핀을, 전기절연유중의 비율이 각각 0.5%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, 3.0%, 5.0%, 10% 가 되도록 첨가시키고, 혼합해서 블랭크를 포함한 8종류의 전기절연유를 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 절연파괴전압을 측정하였다.

이 결과를 제1도에 나타낸다.

제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 첨가제의 농도에 따라 절연파괴전압은 증가하고, 약 0.5%를 피크로 하여 저하하는 경향을 나타내고 있다. 또, 절연유의 종류가 달라도 첨가효과는 같이 나타났다.

[실시예 3]

일본국 JIS 제1종 2호절연유에 일반식(I)중의 m이 10, 16, 18, 20, 30인 α-올레핀을, 전기절연유 중의 비율이 약 0.5%가 되도록 첨가시키고, 혼합해서 5종류의 전기절연유를 얻었다.

얻어진 전기절연유의 절연파괴전압을 실시예 1과 같은 방법으로 측정하고, α-올레핀의 함유율이 0.5%일 경우의 절연파괴전압의 탄소수(m)의존성을 조사한 결과를 제2도에 나타낸다.

제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 탄소수(m)이 30이하에서 α-올레핀을 첨가시킴으로써 현저한 효과가 나타남을 알 수 있다.

제1도 및 제2도에서 알 수 있는 바와 같이, 특정한 첨가농도 또는 특정한 탄소수(m)일 경우에 절연파괴전압이 최대로 되었다.

[실시예 4]

절연파괴전압에 미치는 첨가제의 효과가 가장 크게 되는 α-올레핀농도를, 신유(新油), 열화유(劣化油), 유입전기기기로부터의 채취유 및 유중입자수가 많은 절연유에 대해 실시예 1과 같은 방법의 조사를 행한 결과, 실시예 1과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 따라서, α-올레핀의 첨가에 의해 절연파괴전압이 향상하는 현상의 재현성이 양호하다는 사실을 알 수 있었다.

실시예 1∼실시예 4 및 비교예 1, 비교예 2의 결과로부터, 일반식(I)로 표시되는 α-올레핀은, m이 18이고 전기절연유 중의 농도가 0.5%일 경우가 절연파괴전압 향상에 있어서 가장 적당하다는 사실을 알 수 있었으므로, 다음에는 이 조건의 경우의 첨가효과를 조사하였다.

[실시예 5 및 비교예 3]

유중입자수가 750∼9000개/기름 100ml이고 유중수분량이 7∼9ppm인 절연유(일본국 JIS 제1종 2호유)에, α-올레핀(일반식(I)중의 m이 18인 화합물)을 전기절연유 중의 비율이 0.5%가 되게 첨가시킨 것(실시예 5), 및 유중입자수가 750∼10000개/기름 100ml이고 유중수분량이 7∼9ppm인 절연유(일본국 JIS 제1종 2호유)(비교예 3)의 절연파괴전압을 각각 실시예 1과 같은 방법으로 조사한 결과를 제3도에 나타낸다.

제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 유중입자수의 감소에 따라 절연파괴전압은 증가되고 있으나, 첨가유와 무첨가유의 차는 같이 유지되고 있다. 이 현상은 열화유에 대해서도 같은 결과가 관찰되었다.

[실시예 6 및 비교예 4]

일본국 JIS 제1종 2호유 및 일본국 JIS 제7종 2호유에 α-올레핀(일반식(I)중의 m이 18인 화합물)을 전기절연유 중의 비율이 0.5%가 되게 첨가시키고, 혼합시킨 첨가유와 무첨가유의 특성을 일본국 JIS C 2101에 따라 조사한 결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

여기서 사용한 α-올레핀은, 절연유와 거의 같은 분자량(α-올레핀 : 252, 일본국 JIS 제1종 2호유 : 약 250, 일본국 JIS 제7종 2호유 : 약 250)의 탄화수소액체 등이고, 첨가에 의해 절연유특성에 미치는 악영향은 전혀 나타나지 않았다.

[실시예 7 및 비교예 5]

광유계절연유(일본국 JIS 제1종 2호유)에 채종유(전산가 0.01mgKOH/g 이하의 샐러드유)를 전기절연유 중의 비율이 각각 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, 10%, 15%, 20%가 되도록 첨가시키고 혼합해서 블랭크를 포함한 9종류의 전기절연유를 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 해서 절연파괴전압시험을 실시하였다. 이때의 절연파괴전압은 유중수분량에 따라 영향을 받게 되므로, 유중수분량을 7∼11ppm로 조정하였다. 이 결과를 제4도에 나타낸다.

제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 절연파괴전압을 향상시키는 효과는 함유율 0.01%에서부터 현저히 나타나고, 1%에서 정점을 이루며 20%에서도 그 효과가 뚜렷이 나타났다.

[실시예 8 및 비교예 6]

채종유는 절연유의 절연파괴전압특성을 향상시키나, 첨가량이 많아지면 절연유로서 요구되는 제특성에 대한 영향이 염려된다. 그리하여 일본국 JIS 제1종 2호유에 실시예 7에서 사용한 채종유를 전기절연유 중의 비율이 각각 표 2에 표시한 비율이 되게 첨가시키고, 혼합해서 얻어진 유중수분량 7∼11ppm의 절연유시료에 대해 용해성, 계면장력, 체적저항율, 전산가 및 산화안정도를 조사하였다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

채종유는 탄화수소의 지방산으로 이루어진 것이므로, 탄화수소로 이루어진 광유계절연유와 혼합되어도, 용해성 및 전산가에 하등의 악영향을 끼치지 않는 것으로 인정되었다. 그러나, 계면장력, 체적저항률 및 산화안정도는, 첨가량의 증가와 함께 영향받는 것이 인정된다.

특히 산화안정도의 전산가에 대해서는, 함유율이 20%에서 일본국 JIS C 2320의 규격치(0.6mgKOH/g이하)를 벗어나게 되고, 본 실시예에서는 채종유의 최대함유율은 10%이었다.

[실시예 9 및 비교예 7]

광유계절연유(일본국 JIS 제1종 2호유)에 히드록시지방산의 에스테르로서 메틸리신올레이산염, 부틸리신올레이산염, 메틸아세틸리신올레이산염을 각각 전기절연유 중의 비율이 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, 5%, 10%가 되도록 첨가시키고, 혼합해서 블랭크를 포함한 24종류의 절연유를 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 하여 절연파괴전압시험을 행하였다. 또, 이때의 절연파괴전압은 유중수분량에 따라 영향받게 되므로, 유중수분량을 8∼11ppm으로 조정하였다. 이 결과를 제5도에 나타낸다. 제5도에서, MR은 메틸리신올레이산염, BR은 부틸리신올레이산염, MAR은 메틸아세틸리신올레이산염을 표시한다.

제5도에서 알 수 있는 바와 같이, 어느 첨가제나 절연파괴전압을 향상시키는 효과는 함유율 0.01%부터 현저히 인정되고, 0.5%에서 정점을 이루며, 10%에서도 첨가효과가 뚜렷하였다. 그 중에서도 메틸아세틸리신올레이산염의 첨가효과가 현저하였다.

[실시예 10 및 비교예 8]

히드록시지방산의 에스테르는 절연유의 절연파괴전압특성을 향상시키나, 첨가량이 많아지면 절연유로서 요구되는 제특성에 대한 악영향이 염려된다. 그리하여 실시예 9에서 사용한 절연유에 메틸리신올레이산염, 부틸리신올레이산염, 메틸아세틸리신올레이산염을 전기절연유 중의 비율이 각각 표 3~5에 나타나 있는 비율이 되도록 첨가시키고, 혼합해서 얻어진 유중수분량 8∼11ppm의 절연유시료에 대해, 용해성, 계면장력 및 산화안정도를 측정하였다. 이 결과를 제3∼5표에 나타낸다.

또, 계면장력에 대해서는, 상기 절연유에 히드록시지방산의 에스테르를 첨가시킨다음, 활성백토와 활성알루미나의 비율이 1:2의 혼합물을 사용해서 화학흡착처리하여 정제한 것과 정제안한 것에 대해 측정하였다.

[표 3]

[표 4]

[표 5]

표 3∼5에서, 히드록시지방산의 에스테르를 첨가시킨 절연유는, 용해성에 대해서 하등의 악영향을 끼치지 않음을 인정할 수 있다.

또, 상기 정제를 행한 결과, 제특성은 개량되고, 특히 계면장력은 크게 향상되었다. 또, 히드록시지방산의 에스테르만을 상기 정제법에 의해 정제시킨 다음 절연유에 첨가시킨 것은, 이들의 특성을 크게 개선시키는 효과가 나타나지 않았다.

이 정제에 의해, 본 실시예에 있어서 히드록시지방산의 에스테르는 함유율 1%까지 사용이 가능한 것으로 나타났다.

[실시예 11 및 비교예 9]

광유계절연유(일본국 JIS 제1종 2호유)에 일반식(II)로 표현된 화합물로 비등점 123℃∼263℃의 폴리부텐의 혼합물(평균분자량 212)를 전기절연유중의 비율이 각각 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1%, 5%, 10%가 되게 첨가시키고, 혼합해서 블랭크를 포함한 8종류의 전기절연유를 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 절연파괴전압시험을 행하였다. 이 경우의 절연파괴전압은 유중수분량에 따라 영향을 받게 되므로, 유중수분량을 7∼10ppm으로 조정하였다.

이 결과를 제6도에 나타낸다.

제6도에서 알 수 있는 바와 같이, 절연파괴전압을 향상시키는 효과는 함유율 0.01%로부터 현저히 인정되고, 0.5%에서 정점을 이루고, 5%에서도 그 효과가 크게 나타났다.

[실시예 12 및 비교예 10]

실시예 11에서 사용한 폴리부텐의 혼합물은 절연유의 절연파괴전압특성을 향상시키나, 첨가량이 많아지면 절연유에 요구되는 용해성, 계면장력, 인화점, 증발량, 산화안정도 등의 제특서에 대한 영향이 염려된다. 그리하여 제11실시예에서 사용한 절연유에 이 폴리부텐을 전기절연유 중의 비율이 각각 제6표에 나타나 있는 비율이 되도록 첨가시켜 혼합해서 얻어지는 유중수분량 7∼10ppm의 절연유시료에 대해 이들의 특성시험도 같이 실시하였다.

이 결과를 표 6에 나타낸다.

[표 6]

여기서 사용한 폴리부텐 중에서, 평균분자량이 큰(평균분자량으로 300정도 이상)화합물은 절연유(일본국 JIS 제3종 절연유)로서 사용되고 있고, 탄화수소로 이루어진 액체로서 탄화수소인 광유계절연유와의 혼합에 있어서는, 용해성, 계면장력 및 산화안정도에 대한 악영향이 나타나지 않았다.

그러나, 사용한 폴리부텐의 혼합물은 인화점이 87℃로 낮고, 함유율이 5%로 되면 인화점이 일본국 JIS C 2320의 규격치(120℃이상)를 벗어난다. 또, 증발량은 첨가량이 증가함에 따라 증가 경향을 나타내나 일본국 JIS 규격치에는 적합하다.

이상의 사실에서, 본 실시예에 있어서는 인화점을 고려하면 상기 폴리부텐의 혼합물은 최대함유율이 2%이었다.

[실시예 13 및 비교예 11]

광유계절연유(일본국 JIS 제1종 2호유)에 DL-ρ-멘타-1,8-디엔을 전기절연유 중의 비율이 각각 0.01%, 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1.0%, 5%, 10%가 되도록 첨가시켜, 혼합해서, 블랭크를 포함해서 8종류의 전기절연유를 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 하여 절연파괴전압시험을 행하였다. 이때의 절연파괴전압은 유중수분량에 따라 영향을 받게 되므로, 유중수분량을 7∼9ppm으로 조정하였다. 이 결과를 제7도에 나타낸다.

제7도에 있어서, 절연파괴전압을 향상시키는 효과는 함유율 0.01%부터 현저하게 인정되고, 0.05%에서 정점으로 이루고, 5%까지 그 효과가 뚜렷히 나타남을 알 수 있다.

이와 같이, DL-ρ-멘타-1,8-디엔의 최적함유율은, 본 발명에 사용되는 다른 첨가제의 최적함유율 0.5∼1%와 비교하여 0.05%로 대단히 작은 비율로서 효과가 인정되는 것이 특징적이다.

[실시예 14 및 비교예 12]

DL-ρ-멘타-1,8-디엔의 인화점은 45℃로 낮고, DL-ρ-멘타-1,8-디엔을 첨가함으로써, 전기절연유의 인화점과 증발량에 악영향을 미칠 것이 예상된다. 그리하여 일본국 JIS 제1종 2호유에 DL-ρ-멘타-1,8-디엔을 전기절연유 중의 비율이 표 7에 나타나 있는 비율이 되도록 첨가시켜, 혼합해서 얻어지는 유중수분량 7∼9ppm의 절연유시료에 대해, 이들의 특성시험과, 좀 더 정밀한 시험으로, 장기간 사용시의 영향평가로서 산화안정도시험을 행하였다. 이 결과를 표 7에 나타낸다.

[표 7]

표 7에서, DL-ρ-멘타-1,8-디엔의 첨가는 첨가량이 1%보다 많아지면 인화점의 저하가 현저해짐과 동시에 증발량도 증가되는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다. 그러나, 산화안정도에 대한 영향은 전혀 인정되지 않고, DL-ρ-멘타-1,8-디엔을 첨가시킨 절연유를 장기간 사용해서 생기는 문제는 없는 것으로 생각된다. 이 첨가효과는 일본국 JIS 제7종 2호유에 대해서도 완전히 같이 나타난다.

[실시예 15 및 비교예 13]

일본국 JIS 제1종 2호유 및 일본국 JIS 제7종 2호유에 디페닐카르바지드를, 전기절연유 중의 비율이 각각 0.1%, 0.4%, 0.5%, 0.7%, 0.8%, 1.0%가 되도록 첨가시켜, 혼합해서 블랭크를 포함해서 14종의 전기절연유를 유중수분 7∼11ppm으로 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 절연파괴전압을 측정하였다. 이 결과를 제8도에 나타낸다. 이들의 결과는, 제1도와 같은 식으로 일본국 JIS 제1종 2호유와 일본국 JIS 제7종 2호유에 대해서, 절연파과괴전압에 미치는 첨가제의 농도의존성을 나타내고 있다.

제8도에서 알수 있는 바와 같이, 첨가제의 첨가농도와 같이 절연파괴전압이 증가하고, 약 0.4%에서 정점을 이루고 그 다음부터 저하경향을 나타내고 있다. 일본국 JIS 제1종 2호유와 일본국 JIS 제7종 2호유는 유종이 다르나, 첨가효과는 같이 보인다. 제8도에 있어서 본 실시예의 디페닐카르바지드의 함유율은 0.1∼0.5가 바람직스러움을 알 수 있다.

[실시예 16 및 비교예 14]

일본국 JIS 제1종 2호유에 디페닐카르바지드를, 전기절연유 중의 비율이 0.4%가 되도록 첨가시킨 첨가유와 무(無)첨가유에 대해 특성을 조사하였다. 이 결과를 표 8에 나타낸다.

[표 8]

표 8로부터 알 수 있는 바와 같이, 첨가에 의해 절연유특성에 미치는 악영향은 전혀 나타나지 않았다. 표 8은 일본국 JIS 제1종 2호유에 대한 결과이나, 일본국 JIS 제7종 2호유에 대해서도 표 8과 같은 양호한 결과를 얻었다.

[실시예 17 및 비교예 15]

일본국 JIS 제1종 2호유에 ρ-히드록시페닐아세트아미드를, 전기절연유 중의 비율이 0.01%, 0.05%, 0.1%, 1.0%가 되도록 첨가시키고, 혼합해서 블랭크도 포함해서 5종류의 전기절연유를 조제하고, 실시예 1과 같은 방법으로 절연파괴전압을 측정하였다. 이 결과를 제9도에 나타낸다.

제9도에 나타낸 바와 같이, 절연파괴전압은 첨가농도가 0.05% 전후에서 정점을 이루고 있고, 확실히 첨가효과를 나타낸다. 제9도에 있어서, 본 실시예에 있어서의 첨가량은 0.01∼0.1%가 가장 바람직스러움을 알 수 있다.

[실시예 18 및 비교예 16]

일본국 JIS 제1종 2호유에 ρ-히드록시페닐아세트아미드를, 전기절연유 중의 비율이 0.05%가 되도록 첨가시킨 첨가유와 무첨가유의 특성을 비교하였다. 이 결과를 표 9에 나타낸다.

[표 9]

표 9에서 알 수 있는 바와 같이, ρ-히드록시페닐아세트아미드의 첨가에 의한 악영향도 없고, ρ-히드록시페닐아세트아미드는 절연유에 대해 좋은 첨가제임이 인정된다.

상기 실시예 1∼실시예 18에 있어서는 광유계절연유와, 광유계절연유와 알킬벤젠과의 혼합유에 첨가제를 첨가시킬 경우에 대해 설명했으나, 알킬벤젠, 폴리올, 실리콘유, 불소화유, 인산에스테르 등의 절연유에 대해서도 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 전기절연유는, 상기 일반식(I)으로 나타내어진 화합물, 채종유, 히드록시지방산의 에스테르, 상기 일반식(II)로 나타내어진 화합물, DL-ρ-멘타-1,8-디엔, 디페닐카르바지드 및 ρ-히드록시페닐아세트아미드 중에서 적어도 1종을, 절연유에 일정량 첨가시킨 것으로서, 이들의 첨가에 의해 절연유에 요구되는 제특성을 저하시키는 일 없이 절연파괴전압을 향상시키는 효과를 발휘한다.

Claims

절연유에 대한 첨가제로서

(A) 일반식(I) :

CH₃-(CH₂)m-CH=CH₂…………………………………………………(Ⅰ)

(이 식에서, m은 30이하의 정수를 표시한다)로 나타내어지는 화합물,

(B) 채종유, (C) 수산기, 산기 또는 그 양쪽이 에스테르화된 히드록시지방산의 에스테르, (D) 일반식(II) :

(이 식에서, n은 정수를 표시한다)로 나타내어지는 화합물 또는 이 화합물의 혼합물로서, 비등점이 120℃∼300℃인 것,(E) DL-ρ-멘타-1,8-디엔,(F) 디페닐카르바지드,(G) ρ-히드록시페닐아세트아미드로 이루어진 군에서 선택된 것이 적어도 1종 첨가되어 이루어지는 전기절연유로서, 상기 첨가제의 전기절연유 중의 비율이, (A)의 첨가제는 0.01∼10중량%, (B)의 첨가제는 0.01∼10중량%, (C)의 첨가제는 0.01∼1중량%, (D)의 첨가제는 0.01∼1중량%, (E)의 첨가제는 0.01∼1중량%, (F)의 첨가제는 0.1∼0.8중량%, (G)의 첨가제는 0.01∼0.1중량%가 되는 전기절연유.