NO115591B

NO115591B -

Info

Publication number: NO115591B
Application number: NO161237A
Authority: NO
Inventors: A Palumbo; J Ford
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1963-10-28
Filing date: 1964-10-20
Publication date: 1968-10-28
Also published as: GB1094884A; US3313879A; ES304909A1; GB1083557A

Description

Elektrisk apparatur.

Foreliggende oppfinnelse angår elektrisk apparatur som omfatter celluloseholdig isolasjons* materiale som har sterkt forbedret termisk stabilitet og elektriske isolasjonsegenskaper,

Celluloseholdig materiale; slik som papir, bomullstøy, bomullstråd;pressplater og tre er lenge blitt anvendt for mange formål-. En anvendelse har vært i den elektriske industri som isolasjon for forskjellige typer elektriske apparater. Slike materialer representerer en ønsket kilde til elektrisk isolasjon på grunn av deres økonomiske fordeler like ovenfor andre tilgjengelige typer isolasjon. Dessuten har celluloseholdig isolasjon gode fysikalske egenskaper generelt talt, og til-fredsstillende opprinnelig dielektrisk styrke;

Imidlertid ødelegges celluloseholdige materialer hurtig ved temperaturer som ligger bety-delig over ca. 100°C når det er i kontakt med luft, eller når det er i kontakt med flytende dielektrika, slik som anvendes i elektriske transformatorer, f. eks. olje, hvor oksydasjonsprodukter om* fatter syrer som angriper celluloseholdige materialer. Både de fysikalske og elektriske egenskaper påvirkes ved denne ødeleggelse, med det re* sultat at isolasjonen gradvis taper sin elektriske isolasjonsstyrke og dens mekaniske styrke ødelegges hurtig.

De elektriske og fysikalske egenskaper for celluloseholdige materialer slik som papir*bom-ullstøy, pressplater og tre ødelegges med en øk-ende hastighet når temperaturen økes over 100°C, enten det utsettes for luft eller er i kontakt med flytende dielektrikumblandinger; Såle* des vil f. eks. papir, etter å ha vært neddyppet i bare noen få uker i raffinert petroleum-transformatorolje ved 120—150°C bibeholde praktisk talt intet av sin opprinnelige strekkstyrke. Generelt kan en lengde av friskt kraftpapir av elektrisk type bøyes eller foldes flere hundre ganger før det vil brytes istykker. Etter bare en ukes

I

neddypping i transformatorolje ved 120—150°C, vil det imidlertid brytes istykker bare ved å dob-beltbrettes en gang.

Denne ødeleggelse i fysikalske egenskaper ledsages av en tilsvarende reduksjon i elektrisk isolasjonsegenskap. Av denne grunn er det blitt spesifisert i industrien at i elektriske apparater hvor det anvendes celluloseholdig isolasjon, skal temperaturen for kontinuerlig! drift ikke over-skride ca. 105°C. i

Det er nå blitt funnet at det finnes visse nitrogenholdige forbindelser som i høy grad for-bedrer den termiske stabilitet for celluloseholdig isolasjon og gir dets dielektriske integritet ves-entlig øket varighet ved temperaturer opp til 140°C og endog høyere. Forbedringene i disse egenskaper er ikke bare synligj i nærvær av flytende dielektrika, men oppnås også når isolasjonen anvendes i en atmosfære av luft eller annen gass. j

Hensikten med foreliggende oppfinnelse blir således å tilveiebringe en elektrisk apparatur som ved kontinuerlig drift kari tillates å arbeide ved en høyere temperatur enn ^idligere foreskre-vet, ved at det nyttes en stabilisert celluloseholdig elektrisk isolasjon som angitt i patenthaverens norske patent nr. 110 740 jog som karakteri-seres 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 mykgjøringj 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 isolasj ons-materiale 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 vektspst. beregnet på vekten |av de celluloseholdige fibre i materialet av minst en stabiliseringsforbindelse, og hvor det karakteristiske er at forbindelsen er fenylbiguanidin, 1-naftylisocya-nat, acetanilid, p-aminoacetanilid, benzamid, karbanilid, dimetylacetamid,j malonamid, N,N'-metylen-bis-akrylamid, N-t-butylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-t-oktylakrylamid, 1-cyanoacetamid, eller benzanilid. Det elektriske isola-sjonsmaterialet som i det vesentlige er fullsten-dig gjennomtrengt av det flytende dielektrikum er anbragt omkring viklingenl Det nevnte flytende dielektrikum som inneholdes i det nevnte elektriske apparat, inneholder en oksydasjons-inhibitor. i

Foråt oppfinnelsen lett skal kunne forstås, skal den forklares i forbindelse med tegning hvor: \

fig. 1 er et perspektiv, delvis i tverrsnitt av en transformator kjerne isolert med den nye celluloseholdige isolasjon ifølge patenthaverens ovennevnte patent. i

Fig. 2 er et oppriss, delvis i tverrsnitt av en

transformator, og

fig. 3 er et oppriss, delvis i tverrsnitt, og viser

en isolert kabel.

I elektrisk apparatur som erkarakterisertved at det nyttes et celluloseholdig isolasjonsmateriale som angitt i patenthaverens patent nr. 110 740, 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 å fordele jevnt

i hele isolasjonen effektive mengder av visse nitrogenholdige kjemiske stabiliseringsforbindel-ser. 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 nitrogenholdige

kjemiske forbindelser som er blitt funnet å gi

disse forbedringer er fenylbiguanidin, 1-naftyl-isocyanat og følgende amider: acetanilid, p-aminoacetanilid, benzamid, karbanilid, dimetylacetamid, malonamid, N,N'-metylen-bis-akryl-amid, N-t-butylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-t-oktylakrylamid, 1-cyanoacetamid og benzanilid. To eller flere av disse forbindelser kan anvendes samtidig ved stabilisering av cellulose.

For anvendelse av de ovennevnte stabiliser-ende forbindelser i celluloseholdig isolasjonsmateriale samt framstilling av celluloseholdig isolasjonsmateriale og spesielt celluloseholdig isolasjonsmateriale i arkform hvori de stabiliseren-de forbindelser er inkorportert, 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 den måte som er vist på fig. 1, idet det anvendes papir behandlet ifølge nevnte patent og inneholdende 3 vektspst. av en eller flere av stabiliseringsforbin-delsene som er beskrevet deri.

Idet det vises til fig. 1, betyr 10 det behandlede kraftpapir som vikles omkring individuelle viklinger og som er viklet mellom høy- og lav-spenningsviklingene for transformatoren. Således omfatter transformatorviklingen lavspen-ningsviklinger 14 og 16, samt høyspenningsvik-linger 18, 20 og 22, isolert med lag-til-lag- anvendelse av behandlet papir. Dertil er lavspennings-viklingen 14 isolert fra den behandlede vindvik-ling-til-vikling ved isolasjon 24. De elektriske ledere som anvendes kan omfatte emaljert tråd som motstår mykgj øring ved temperaturer opp til 250°C. Egnede emaljer er epoksy-harpiksemaljer, polyester-harpiksemaljer, slik som isoftalat-glykol-maleatharpikser, silikon-modifiserte emaljer og polyvinyl formalfenolharpiksemaljer. Disse emaljer kan påføres 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 også full-stendig trenge gjennom papirisolasjonen. Etter å være viklet og satt sammen, behandles det he-le i vakuum for å fjerne luft og fuktighet fra pa- piret, og viklingen blir deretter brent for å eli-minere eventuell fuktighet.

Idet det vises til fig. 2, tilberedes en transformator ifølge foreliggende oppfinnelse. Transformatoren omfatter en tank 28, som holder en bærer 30 innvendig på hvilken det er anbragt en magnetisk kjerne 32 og en vikling 34. Vikling 34 omfatter en høyspenningsvikling 36 og en lav-spennings vikling 38, hver isolert med trådemal-jeblandinger som motstår mykgj øring ved temperaturer opp til 250°C. Lagene av viklinger 36 og 38 er isolert ved pakninger omfattende stabilisert celluloseholdig isolasjon ifølge nevnte patent. Viklingene er også isolert fra hverandre ved stabilisert celluloseholdig isolasjon 40, fremstilt ifølge nevnte patent, og som 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 for de elektriske viklinger. Et flytende dielektrikum 44 anbragt inne i tan-ken 28 for å dekke kjernen 32 og viklingen 34 for å isolere disse og fjerne varmen som fremkalles ved drift av transformatoren. De behandlede cel-lulosematerialer ifølge nevnte patent bibeholder sine dielektrikske egenskaper og mekanisk styrke når det er i kontakt med et flytende dielektrikum omfattende en liten mengde av en oksy-dasjonsinhibitor, slik som para-tert. butylfenoi.

Fig. 3 viser en elektrisk ledende kabel, omfattende en elektrisk leder 50, som har en celluloseholdig isolasjon 52 pakket omkring, og en ytre metallisk strømpe 54. Den celluloseholdige isolasjon 52 er stabilisert materiale som er blitt behandlet ifølge nevnte patent.

Det skal bemerkes med hensyn til anvendel-sen av det stabiliserte celluloseholdige isola-

sjonsmateriale ifølge ovennevnte patent for transformatorer, at transformatorkonstruksjo-nen kan være mere fast og tettere på grunn av de behandlede celluloseholdige avstandsholdere, og andre bestanddeler vil tape mindre enn halv-parten av det tykkelsestap som fås ved termisk aldring av ubehandlet pressplate, kraftpapir eller annet celluloseholdig materiale.

Claims

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-troleum-hydronkarbonolje 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 vektspst. beregnet på vekten av de celluloseholdige fibre i materialet, av minst en stabiliseringsforbindelse, karakterisert ved at forbindelsen er fenylbiguanidin, 1-naf-tylisocyanat, acetanilid, p-aminoacetanilid, benzamid, karbanilid, dimetylacetamid, malonamid, N,N'-metylen-bis-akrylamid, N-t-butylakrylamid, N-metylolakrylamid, N-t-oktylakrylamid, 1-cyanoacetamid eller benzanilid.