NO116773B - - Google Patents

Description

Isolasjonsolje.

Oppfinnelsen angår forbedringer ved isolasjonsoljer som omfatter som hovedbestanddel en mineralolje, f. eks. transformatoroljer.

Transformatorolje virker som et flytende dielektrisk medium og som et varmeoverførende fluidum, og er utsatt for å forderves som følge av tilgang av surstoff til systemet og kontakt mellom den isolerende olje og transformatorens konstruksjonsmaterialer ved den forholdsvis høye driftstemperatur. Tilgang av surstoff kan til en' viss grad begrenses ved bruk av konser-vatorer, og i såfall er isolasjonsoljens levetid vanligvis lang, men i flere tilfeller, og spesielt når det gjelder ventilerte transformatorer, kan alvorlig skade inntre i løpet av forholdsvis kort tid.

Det er kjent at blant de materialer som normalt brukes ved konstruksjonen av en transformator, er kobber det som i størst grad på-skynder beskadigelse ved oksydasjon. Det har vist seg at kobber under visse forhold gir anled-

ning til utvikling av syre i oljen nesten med en gang, så nøytralisasjonstallet stiger med 0,04

mg. KOH/g i løpet av de første ti dager. Der-

med foreligger betingelsene for oppløsning av kobber i isolasjonsoljen, nemlig surhet og kon-

takt med metallet, og skjønt den hastighet hvor-

med oppløsningen finner sted, er ytterst lav, er det kjent at kobber ved lave konsentrasjoner på en brøkdel av en milliontedel er overordent-

lig aktivt og kan virke katalyser ende på oksy-dasjonsprosessen. Det er foretatt bestemmelse av kobberinnholdet ved et antall prøver på brukt transformatorolje ved anvendelse av den jone-utvekslingsteknikk som er beskrevet av H. Buckwald og L. G. Wood (Anal. Chem.

1953, 25, 664). Det ble funnet at kobber var

tilstede i mengder mellom 0,16 og 4 deler pr. million.

Det har tidligere vært foreslått å bruke antioksyderende midler og metall-deaktivatorer i mineralolje for å forebygge ødeleggelse. Så-

ledes har fenylen-diaminer og antranil-syre vært antydet som tilsetninger til mineraloljer, men ansøkerne har funnet at tilsetning av disse forbindelser til transformatorolje ikke fører til virkelig tilfredsstillende minsking av slamdan-

nelse og syreutvikling når oljen underkastes den akselererte oksydasjonsprøve ifølge B. S. 148-1951. Videre ble det funnet at tilsetning av en av de i handelen forekommende kobber-deaktivatorer, som de tertiære organisk aminer Tenamene «60» (di-salisylal-propylen-diamin i toluen) og Nonoxol «CD» (di-salisylal-diamin),

til transformatorolje bevirker påtagelig økning i hastighet og mengde av oppløsning av kobber og ikke fører til virkelig tilfredsstillende minsk-

ing av slamdannelse og syreutvikling. (Tenam-

ene og Nonoxol er registrerte varemerker.) Det ble også funnet at tilsetning av de kjente anti-oksydasjonsmidler fenyl-alfa-naftylamin og fenyl-beta-naftylamin til transformatorolje ikke i seg selv gir noen bedring av betydning, og at anvendelsen av den ene eller den annen av disse anti-oksydasjonsmidler i forbindelse med de kommersielt tilgjengelige deaktivatorer Nonoxol «CD» og Tenamene «60» ikke gir virkelig tilfredsstillende resultater.

I motsetning til dette ble det nå funnet at meget tilfredsstillende resultater med hensyn til å forebygge ødeleggelse ved oksydasjon blir oppnådd hvis man til transformatoroljer og andre isolerende oljer tilsetter en metalldeakti-vator valgt blant antranilsyre, orto-fenylen- diamin og visse kjernesubstituerte alkylderi-vater av disse forbindelser sammen med et anti-oksydasjonsmiddel valgt blant fenyl-alfa-naftylamin og fenyl-beta-naftylamin. Slike tilsetninger ble funnet å føre til en betydelig minsking i mengden av oppløseliggjort kobber og aktivi-teten av det oppløsliggjorte kobber og således til en betydelig minsking i slamdannelse og syreutvikling når oljene underkastes oksyda-sjonsprøve B. S. 148-1951. B. S. 148-1951 er en britisk norm utgitt av British Standards Institution, London, England.

Oppfinnelsen består således i en isolasjonsolje omfattende som hovedbestanddel en mineralolje hvori det er inkorporert som metall-deaktivator en aromatisk primær amin av den generelle formel:

hvor R<1>,R2,R3og R<4>er like eller forskjellige, er valgt blant H og alkylradikaler inneholdende opptil 12 kullstoffatomer og ikke tilsammen inneholder mer enn 24 kullstoffatomer, og hvor X er NH2eller COOH, og som anti-oksydasjonsmiddel fenyl-alfa-naftylamin eller fenyl-beta-naftylamin.

De foretrukne metall-deaktivatorer til bruk i isolasjonsoljene ifølge oppfinnelsen er antranil-syre og o-fenylen-diamin.

Den foretrukne mengde metall-deaktivator som er tilstede i isolasjonsoljene ifølge oppfinnelsen, er fra 0,001 til 0,1 vektprosent. Det foretrukne innhold av anti-oksydasjonsmiddel er fra 0,01 til 0,25 vektprosent.

Særlig verdifulle isolasjonsoljer i henhold til oppfinnelsen er transformatoroljer som inneholder minst 0,03% fenyl-beta-naftylamin og minst 0,02% antranilinsyre.

Tilstedeværelsen av de organiske aminer i isolasjonsoljene ifølge oppfinnelsen svekker den skadelige virkning ikke bare av kobber, men også av andre metaller, f. eks. jern, som oljen kan komme i berøring med under bruk.

Den oppløseliggjørende virkning som ut-øves på kobber av isolasjonsoljer behandlet overensstemmende med den foreliggende oppfinnelse, såvel som deres holdbarhet overfor skade ved oksydasjon, har vært fastslått ved prøver hvor forholdene under bruk var etterlignet, og ved den akselererte oksydasjonsprøve i henhold til B. S. 148-1951. Resultatene er anført nedenfor sammen med sammenlignende resultater for fenyl-beta-naftylamin alene og for de i handelen forekommende metall-deaktivatorer Tenamene «60», Nonoxol «CD» og Accolube «76». (Tenamene, Nonoxol og accolube er registrerte varemerker.)

Den prøve hvor driftsbetingelsene i en ven-tilert transformator ble etterlignet, besto i å utsette 200 cm<2>av en kobberflate som var renset overensstemmende med B. S. 148-1951, for virkningen av 200 milliliter olje som omrøres ved 70°C i tre dager i et termostatstyrt bad, og bestemme den mengde kobber som løste seg i isolasjonsoljen ved den ovenfor omtalte metode ifølge Buchwald og Wood.

Ved prøvene var de benyttede isolasjonsoljer transformatorolje som for tiden forekom-mer i handelen (Mineralsk kullvannstoffolje i henhold til B. S. 148-1951), lignende olje som hadde vært underkastet ytterligere behandlinger som er kjent innen faget, samt transformatorolje B. S. 148-1951 behandlet i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Den tilsetning P. B. N. som er anført i de nedenstående tabeller er anti-oksydasjonsmidlet fenyl-beta-naftylamin. Alle anførte prosentmengder er vektprosent.

(Accolube «76» er en kjent, de-aktivator bestående av sinkheksyl-ditiofosfat.)

Det vil ses at transformatorolje B.S. 148-1951 under disse prøver vil oppløse 1,2 miliionte-deler kobber, og at de vanlige behandlingsme-toder kan bringe denne mengde ned på 0,25 milliontedeler, mens tilsetningen av et anti- oksydasjonsmiddel og enten antranil-syre eller o-fenylen-diamin overensstemmende med oppfinnelsen forhindrer oppløsning av kobber.

De resultater som ble oppnådd ved ut-førelse av de akselererte oksydasjonsprøver ved metoden ifølge B.S. 148-1951, er oppført nedenfor:

Det vil ses at kombinasjonen av P.B.N. og kobber-deaktivatorene antranilsyre og o-fenylen-diamin ga de beste resultater med hensyn til å minske slam- og syreutvikling.

Claims (6)

1. Isolasjonsolje omfattende som hovedbestanddel en mineralolje hvori det er inkorporert som metall-deaktivator en aromatisk amin av formelen:

hvor R<1>,R2,R3og R<4>er like eller forskjellige og er valgt fra H og alkylradikaler inneholdende opptil 12 kullstoffatomer og tilsammen ikke inneholder flere enn 24 kullstoffatomer, og hvor X er NH2eller COOH, samt som anti-oksydasjonsmiddel fenyl-alfa-naftylamin eller fenyl-beta-naftylamin.

2. Isolasjonsolje som angitt i påstand 1,karakterisert vedat metall-deaktivatoren er antranilsyre.

3. Isolasjonsolje som angitt i påstand 1,karakterisert vedat metall-deaktivatoren er o-fenylendiamin.

4. Isolasjonsolje som angitt i en av de foregående påstander,karakterisert vedat mengden av tilstedeværende metall-deaktivator utgjør fra 0,001 til 0,1 vektsprosent av mineraloljen.

5. Isolasjonsolje som angitt i en av foregående påstander,karakterisert vedat mengden av tilstedeværende anti-oksydasjonsmiddel er fra 0,01 til 0,25 vektprosent av oljen.

6. Isolasjonsolje som angitt i påstand 1,karakterisert vedat den inneholder fra 0,03 til 0,25 vektprosent, regnet på mengden av mineraloljen av fenyl-beta-naftylamin og fra 0,02 til 0,1 vektprosent antranilsyre.