NO115590B - - Google Patents

Description

Elektrisk apparatur.

Foreliggende oppfinnelse angår elektrisk apparatur som omfatter stabilisert celluloseholdig isolasj onsmateriale som har sterkt forbedret termisk stabilitet og elektriske isolasj onsegenska-per.

Celluloseholdig materiale, slik som papir, bomullstøy, bomullsbånd, pressplater og tre er lenge blitt anvendt for mange formål. En anvendelse har vært i den elektriske industri som isolasjon for forskjellige typer elektrisk apparatur. Slike materialer utgjør en ønsket kilde for elektrisk isolasjon på grunn av de økono-miske fordeler som oppnås med disse like overfor tilgjengelige typer isolasjon. Dessuten har celluloseholdig isolasjon gode fysikalske egenskaper, generelt talt, og tilfredsstillende opprinnelig dielektrisk styrke!

Celluloseholdig materiale ødelegges imidlertid hurtig ved temperaturer som stiger over 100° C når det er i kontakt med luft eller i kontakt med flytende dielektrika, slike som anvendes i elektriske transformatorer, f. eks. olje, hvor oksydasjonsproduktene omfatter syrer som vil angripe det celluloseholdige materiale.'Både de fysikalske og elektriske egenskaper påvirkes ved denne ødeleggelse med det resultat at isolasjonen gradvis taper sin elektriske isolasj onsstyrke og dets mekaniske styrke ødelegges hurtig.

De elektriske og fysikalske egenskaper før celluloseholdig materiale, slik som papir, bom-ullstøy, bomullsbånd, pressplater og tre ødelegges ved økende hastighet når temperaturen økes over 100° C, enten det utsettes for luft eller i kontakt med flytende dielektrisk blanding. Etter således å ha vært neddyppet bare i noen få uker i raffinert petroleum transformatorolj e ved 120

—150 9 C, vil papir praktisk talt ikke ha tilbake noe av sin opprinnelige strekkstyrke. Generelt kan en lengde av friskt kraftpapir for elektrisk formål bøyes eller foldes flere hundre ganger

før det vil brytes istykker. Imidlertid vil det, etter bare en ukes neddypning i transformator-olje ved 120—150° C, ødelegges eller gå istykker ved dobbeltbretting en gang.

Denne ødeleggelse i fysikalske egenskaper ledsages av tilsvarende reduksj on i elektriske isolasj onsegenskaper. Av disse grunner er det blitt spesifisert i industrien at i elektriske appara-turer som anvender celluloseholdig isolasjon, må temperaturene for kontinuerlig drift ikke over-skride ca. 105° C.

Det er nå blitt funnet at det er visse forbindelser som i høy grad forbedrer celluloseholdig isolasjons termiske stabilitet og gir dets dielektriske egenskaper en vesentlig øket varighet ved temperaturer på opp til 140° C, og endog høyere. Forbedringene i disse egenskaper er ikke bare synlig i nærvær av flytende dielektrika, men oppnås også når isolasjonen anvendes i en at-mosfære av luft eller annen gass.

Følgelig er hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse å skaffe stabilisert celluloseholdig elektrisk isolasjon, som karaktériseres både ved forbedret termisk stabilitet og ved forbedret dielektrisk integritet.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse blir således å tilveiebringe en elektrisk apparatur som ved kontinuerlig drift kan tillates å arbeide ved en høyere temperatur enn tidligere foreskre-vet, ved at det nyttes en stabilisert celluloseholdig elektrisk isolasjon som angitt i patenthaverens norske patent nr. 110 741, og som karakte-riseres både ved forbedret termisk stabilitet og ved forbedret dielektrisk integritet.

Oppfinnelsen angår således elektrisk apparatur omfattende i kombinasjon en beholder, en elektrisk ledervikling anbragt inne i et hus og forsynt med et hardt, seigt fleksibelt emaljebelegg som motstår mykgj øring ved temperaturer opptil 250° C, et flytende dielektrikum bestående i det vesentlige av en petroleum-hydrokarbon-olje i den nevnte beholder, hvilken omgir i det minste en del av den nevnte elektriske ledningsvikling, og et celluloseholdig elektrisk isolasjonsmateriale i forbindelse med nevnte elektriske ledningsvikling, i hvilket isolasjonsmateriale det for øket stabilitet og. motstandsevne mot termisk ødeleggelse når det er i kontakt med et flytende dielektrisk impregneringsmiddel, er ensartet fordelt fra 0,02—10, fortrinnsvis 0,05—5 vekt-% beregnet på vekten av de celluloseholdige fibre i materialet, av minst en stabiliseringsforbindelse, og hvor det karakteristiske er at forbindelsen er 1,5-dihydroksyantrakinon, p-fenylazoanilin, ammelid, 1—3 dimorfolino-2-propanol, triallylcyanurat, 2-aminotiazol, piperidin, polyvinylpyrrolidon eller piperazin. Det elektriske isola-sjonsmaterialet som i det vesentlige er fullstendig gjennomtrengt av det flytende dielektrikum er anbragt omkring viklingen. Det nevnte flytende dielektrikum som inneholdes i det nevnte elektriske apparat, inneholder en oksydasjonsinhibitor.

For at oppfinnelsen lett skal kunne forstås vises til tegningen hvori:.fig. 1 er et perspektivriss, delvis i snitt, av en transformatorkj erne som er isolert med den nye celluloseholdige isolasjon ifølge patenthaverens ovennevnte patent.

Fig. 2 er et oppriss delvis i snitt av en transformator, og

fig. 3 er et oppriss delvis i tverrsnitt, som

viser en isolert kabel.

I elektrisk apparatur som erkarakterisert vedat det nyttes et celluloseholdig isolasjonsmateriale som angitt i patenthaverens patent nr. 110 741, er det nå mulig å øke den elektriske ap-paraturs driftstemperatur ved at en i høy grad kan øke bibeholdelsen av både dielektrisk styrke og mekanisk styrke for celluloseholdig isolasjon ved forhøyde temperaturer ved i hele isolasjonen å fordele praktisk talt ensartet effektive mengder av visse kjemisk stabiliserende blandinger. De mengder av forbindelsene som skal anvendes, kan være små, men disse små mengder gir en i høy grad gunstig stabiliseringsvirkning for den elektriske isolasjon. De kjemiske forbindelser som er blitt funnet å gi disse forbedringer er 1,5-dihydroksyantrakinon, og nitrogenholdige forbindelser p-fenylazoanilin, ammelid, 1—3 di-morfolino-2-propanol, triallylcyanurat, 2-aminotiazol, piperidin, polyvinylpyrrolidon og piperazin. To eller flere av disse forbindelser kan anvendes samtidig for stabilisering av cellulose.

For anvendelse av de ovennevnte stabiliserende forbindelser i celluloseholdig isolasjonsmateriale samt framstilling åv celluloseholdig isolasjonsmateriale og spesielt celluloseholdig isolasjonsmateriale i arkform hvori de stabiliserende forbindelser er inkorporert, vises til patenthaverens ovennevnte patent.

Som et illustrerende eksempel på anvendel-sen av et stabilisert celluloseholdig isolasjonsmateriale ifølge ovennevnte patent i et elektrisk apparat, vikles en transformator på en måte som er vist på fig. 1, idet det anvendes papir behandlet ifølge nevnte patent og inneholdende 3 vekts-% av en eller flere av stabiliserings-midlene som er beskrevet deri.

På fig. 1 betyr 10 det behandlende kraftpapir som vikles omkring de enkelte viklinger og som er viklet mellom høy- og lavspennings-viklingene på transformatoren. Transformator - viklingen omfatter således låvspenningsviklinger 14 og 16, samt høyspenningsviklinger 18, 20 og

22, isolert av lag-på-lag anvendelse av det behandlede papir. I tillegg er lavspenningsviklin-gen 14 isolert fra den behandlede vinning-mot-vinning ved isolasjon 24. De elektriske ledere som anvendes kan omfatte emaljert tråd som motstår mykning ved temperaturer på opp til 250° C. Egnede emaljer er epoksyharpiks-emaljer, poly-ester-harpiks-emaljer, slik som isoftalat-glykol-maleat-harpikser, silikonmodifiserte emaljer og polyvinyl-formal-fenoliske harpiksemaljer. Således kan emaljer anvendes direkte på toppen av tråden, eller kan anvendes med asbest eller glass-fiberpakning eller annet fiberholdig materiale. I den ferdige transformator vil et flytende dielektrikum, slik som olje eller klorert aromatisk dielektrikum, fylle kanalene 26 og vil samtidig fullstendig trenge gjennom papirisolasjonen. Etter å være viklet og satt sammen, behandles hele enheten i vakuum for å fjerne luft og fuktighet fra papiret, og viklingen blir deretter brent for å

eliminere fullstendig ethvert spor av fuktighet.

På fig. 2 er vist en transformator fremstilt ifølge foreliggende oppfinnelse. Transformatoren omfatter en tank 28 som holder en holder 30 og innvendig på denne anbragt magnetisk kjerne 32 og en vikling 34. Viklingen 34 omfatter en høy-spennings vikling 36 og lav-spennings vikling 38, hver isolert med en tråd-emaljeblanding som motstår mykgj øring ved temperaturer opptil 250° C. Vindingene for viklingene 36 og 38 er isolert ved pakninger omfattende stabilisert celluloseholdig isolasjon som nevnt i ovennevnte patent. Viklingene er også isolert fra hverandre ved hjelp av stabilisert celluloseholdig isolasjon 40, framstilt ifølge nevnte patent, hvilket omfatter papir, bomull eller annen celluloseholdig isolasjon. En ytre celluloseholdig pakning 42 av tøy eller papir kan påføres viklingen 34. I noen tilfeller kan det anvendes pressplater, tre eller papp avstandsholdere eller forskjellige andre celluloseholdige produkter på de elektriske viklinger. Det er anbragt et flytende dielektrikum 44 inne i tanken 28 for å dekke kjernen 32 og en vikling 43 for å isolere dem og skaffe avløp for den varme som fremstilles ved drift av transformatoren. Det behandlede celluloseholdige materiale ifølge ovennevnte patent bi-holder sine dielektriske egenskaper og mekaniske styrke når det er i kontakt med et flytende dielektrikum som inneholder en liten mengde av en oksydasjonsinhibitor, slik som p-tert.-butyl-fenol.

På fig. 3 vises en elektrisk ledende kabel omfattende en elektrisk leder 50, hvorpå det er pakket celluloseholdig isolasjon 52, og en ytre metallisk strømpe 54. Celluloseisolasjonen 52 er stabilisert materiale som er blitt behandlet ifølge nevnte patent.

Det skal bemerkes med hensyn til anvendel-

sen av det stabiliserte celluloseholdige isolasjonsmateriale ifølge ovennevnte patent for transformatorer at transformatorkonstruksjonen kan være mere fast og tettere på grunn av at de be- <-handlede celluloseholdige avstandsholdere og andre bestanddeler vil tape mindre enn halvpar-ten av det tykkelsestap som fås ved termisk ald-ring av ubehandlet pressplate, kraftpapir eller annet celluloseholdig materiale.

Claims (1)

1. Elektrisk apparatur omfattende i kombinasjon en beholder, en elektrisk ledervikling anbragt inne i et hus og forsynt med et hardt, seigt fleksibelt emaljebelegg som motstår mykgj øring ved temperaturer opptil 250° C, et flytende dielektrikum bestående i det vesentlige av en pe-troleumhydrokarbonolj e i den nevnte beholder, hvilken omgir i det minste en del av den nevnte elektriske ledningsvikling, og et celluloseholdig elektrisk isolasjonsmateriale i forbindelse med nevnte elektriske ledningsvikling, i hvilket isolasjonsmateriale det for øket stabilitet og motstandsevne mot termisk ødeleggelse når det er i kontakt med et flytende dielektrisk impregneringsmiddel, er ensartet fordelt fra 0,02—10, fortrinnsvis 0,05—5 vekt-% beregnet på vekten av de celluloseholdige fibre i materialet, av minst en stabiliseringsforbindelse, karakterisert ved at forbindelsen er 1,5-dihydroksyantrakinon, p-fenylazoanilin, ammelid, 1,3-dimorfo-lino-2-propanol, triallylcyanurat, 2-aminotiazol, piperidin, polyvinylpyrrolidon eller piperazin.