NO136015B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO136015B
NO136015B NO179972A NO179972A NO136015B NO 136015 B NO136015 B NO 136015B NO 179972 A NO179972 A NO 179972A NO 179972 A NO179972 A NO 179972A NO 136015 B NO136015 B NO 136015B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
insulation
oil
polystyrene
dielectric constant
isotactic
Prior art date
Application number
NO179972A
Other languages
English (en)
Other versions
NO136015C (no
Inventor
G C Gainer
R M Luck
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of NO136015B publication Critical patent/NO136015B/no
Publication of NO136015C publication Critical patent/NO136015C/no

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/441—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins from alkenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/20—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils
    • H01B3/22—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances liquids, e.g. oils hydrocarbons
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/308—Wires with resins

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fast elektrisk isolasjon av en elektrisk leder nedsenket i det minste delvis i en isolerende petroleumsolje, hvor isolasjonen har dielektrisitetskonstant på fra 2,0 til 2,7, og nesten er uløselig i oljen og oppvisar lav svelling i oljen når denne er varm.
Mineraloljeimpregnert cellulosemateriale såsom papir, bomullsduk, bomullsbånd, press-span samt treverk har lenge vært anvendt i elektroindustrien som isolasjon for forskjellige typer apparater på grunn av deres utmerkete generelle dielektriske egenskaper, tilfredsstillende begynnende dielektrisk styrke og lav pris. Men cellulosematerialets elektriske og fysiske egenskaper forringes med økende hastighet når driftstemperaturene for det elektriske apparat overstiger 100°C, uavhengig av om det ekspon-eres overfor luft eller er i kontakt med flytende dielektriske komposisjoner såsom transformatorolje. Svekkelsen i de fysiske egenskaper ledsages av en tilsvarende senkning av de elektriske isolasjonsegenskaper. Av disse årsaker har det vært behov for mer tilfredsstillende fast mellomlagsmateriale for anvendelse som isolasjonsmateriale for viklingene i en transformator som er neddykket i olje, særlig der hvor de største elektriske påkjenninger kan forekomme og hvor det behøves god pulsstyrke.
De viktigste krav til et slikt fast isolasjonsmateriale
er lav dielektrisitetskonstant og lave svellingskarakteristikker når det neddykkes i transformatorolje ved høyere temperaturer over lengre tid. Med hensyn til dielektrisitetskonstanten kan det i transformatorer som er neddykket i transformatorolje oppnås redusert intensitet av elektrisk påkjenning dersom det anvendes nøye valgte, faste eielektrika som erstatninger for oljeimpregnert cellulose hvis dielektrisitetskonstant er 3,75.
For å oppnå best mulige resultater bør et slikt fast isolasjonsmateriale ha en dielektrisitetskonstant tilsvarende transformatoroljer. Dielektrisitetskonstanten til raffinert petroleumsolje som anvendes i transformatorer er omtrent 2.2. Generelt muliggjør et fast isolasjonsmateriale med lav dielektrisitetskonstant som nesten eller nøyaktig tilsvarer oljens dielektrisitetskonstant, som erstatning for oljeimpregnert press-span,
i områdene med høy elektrisk påkjenning (inklusive særlig høy elektrisk påkjenning i tilfelle strømstøt på grunn av lynnedslag), en reduksjon i isolasjonstykkelse eller -avstand på så meget som 2/3 av det som nå brukes.
Et av de prinsippielle problemer som oppstår ved forsøk
på å oppnå reduksjonen i isolasjonspasningen er at tilgjengelige harpikser med lav dielektrisitetskonstant, såsom hydrokarbonpolymerer, svelles for meget ved kontakt med varm trans-formatorol je, slik at etter en kort periode gjør denne harpiks ubrukbar. Mange kommersielt tilgjengelige harpikser, såsom ataktisk polystyren, polyetylen og isotaktisk polypropylen mykner for meget ved 125°C og viser betydelig svelling og vekt-økning .
Isolasjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse kjenne-tegnes ved at den omfatter en varmeherdende, tverrbundet 1,2-polybutadien-hydrokarbon-harpiks eller kopolymer av denne, og/ eller en i det minste delvis krystallinsk, isotaktisk polystyren.
Fordelene ved anvendelse av slike faste isolasjonsmaterialer istedenfor oljeimpregnert cellulose-press-span i apparater som er oljeimpregnert, utgjøres av de kostnadsbesparelser som oppnås på grunn av mindre størrelse og totalt lavere vekt som følge av reduksjon i den isolasjonsavstand som ellers ville behøves, samt den lengre levetid som oppnås for transformator-ene og andre oljeisolerte apparater.
Således erstattes en cellulose-press-spansylinder med tykkelse på 2,54 cm av isotaktisk polystyren med tykkelse på omtrent 1,65 cm, med like effektiv elektrisk isolasjon.
For at oppfinnelsen skal bli bedre forstått, vil det nå
bli beskrevet passende utførelsesformer av denne ved hjelp av eksempler, under he"nvisning til de medfølgende tegninger, hvori:
Fig. 1 viser et diagram som viser vektsprosentig økning
i forhold til tiden.
Fig. 2 viser et diagram som viser svellingen i volum-prosent for forskjellige typer harpikser i forhold til tiden. Fig. 3 viser et diagram som viser transformatoroljens vektopptak i isotaktisk polystyren som en funksjon av herdetiden. Fig. 4 viser et diagram som viser for forskjellige harpikser sammentrykkingen i prosent i forhold til tiden.
Isolerende deler som er neddykket i den isolerende olje
må være i stand til å motstå spenningen og de elektriske påkjenninger som påføres viklingene. Når det faste isolerende materiale har omtrent samme dielektrisitetskonstant som oljen, nemlig fra 2,0 til 2,7, fortrinnsvis omtrent 2,2, fordeles de elektriske spenningspåkjenninger jevnere, og hverken oljen eller den faste elektriske isolasjon utsettes for en uforholdsmessig høy spenningsgradient. Følgelig kan de faste isolerende materialer, nemlig rørformige deler, lister, avstandsstykker og liknende harpiksholdig, isolerende materiale være meget tynnere enn vanlig fast isolerende materiale med dielektrisitetskonstanter på 3,7 og mer.
Petroleumbaserte, dielektriske væsker såsom de som er vanlige som transformatoroljer er høyraffinerte petroleumsoljer med meget lavt syretall. Stabilisatorer og antioksydanter såsom para-t-butylfenol kan være nærværende.
De faste harpiksholdige, elektriske isolerende deler som er utsatt for de elektriske spenninger og påkjenninger er sam-mensatt av visse hydrokarbonpolymerer som har dielektrisitetskonstanter som stort sett er de samme som transformatoroljens og er resistent mot reaksjon med eller ugunstig svellingspåvirk-ning av oljen ved temperaturer på opp til omtrent 125°C i lengre tid.
Isotaktisk polystyren, som i hvert fall er delvis krystallinsk, er særlig egnet for anvendelse ved den praktiske anvendelse av den foreliggende oppfinnelse. Den krystallinske struktur omfatter minst 10 vektsprosent av hele harpiksen og er fortrinnsvis høyere, for eksempel opp til 30 til 35%. Såvidt man kjenner til har isotaktisk polystyren hittil krystallisert opp til 35%.
Isotaktisk polystyren kan fremstilles ved polymerisasjon av styren med stereo-spesifikke katalysatorer av Ziegler-Natta-typen som nærmere angitt av 1) G. Natta og F. Danusso, "Stereo-regular Polymers and Stereo-specific Polymerization" Pergamon Press, Inc., N.Y. 1967, 2) N.E. Gaylord og H.F. Mark, "Linear and Stereo-specific Addition Polymers", Interscience Publishers, Inc., N.Y. 1959, og 3) Wayne Sorenson og Tod W. Campell "Pre-parative Methods of Polymer Chemistry", 1961, side 201 og 202, Interscience Publishers, Inc. Som resultat av den regulere, isotaktiske struktur kan det krystalliseres og har en spiral-kjedebygning. Isotaktiske polymerer kan eksistere i amorf og krystallinsk form. Prøver som er avkjølt fra smeiten er amorf, men blir krystallinsk dersom de avkjøles en viss tid ved en temperatur under smeltepunktet for den krystallinske form. Krystallisasjonshastigheten er forholdsvis lav sammenliknet med andre krystalliserbare polymerer, såsom polyetylen eller polypropylen. Amorf, 'isotaktisk polystyren har egenskaper som er noenlunde de samme som egenskapene til vanlig ataktisk polystyren.
Men krystallinsk, isotaktisk polystyren har høyt smeltepunkt med førstegrads omvandlingstemperatur på omtrent 240°C. Det er uløselig i de mest vanlige -løsningsmidler for polystyren, og er opak som resultat av den sfærolittiske struktur
i den krystallinske fase. Fra røntgenstråledata er denuspe-sifikke vekt for den 100 prosent krystallinske polymer beregnet til 1,12. Polystyren med høy grad av isotaktisitet fremstilles lettvint. Ved herding er det oppnådd delvis krystallinsk isotaktisk polystyren, generelt med mindre enn 35% relativ krystallin-itet.
Som antydet av Sorenson og Campbell i "Prepårative Methods of Polymer Chemistry" kan de forskjellige polymere konfigura-sjoner av polystyren illustreres ved å forestille seg karbon-karbon-polymerkjeden lagt ut i et plan i den utstrukkete siksak form. Dersom substituentene (i dette tilfelle fenylgruppen) fra den monosubstituerte vinylmonomer arrangeres tilfeldig over og under planet, savner polymeren stereokjemisk regularitet og kalles ataktisk. Kjedekonfigurasjonen e<*>r følgende: ;hvori R er fenylgruppen. ;Generelt gir de titanbaserte katalysatorer ifølge en mek-anisme som fremdeles er uklar, en stereoregulær kjede hvori hvert asymmetrisk karbon har samme konfigurasjon som det foran-gående. ;Dersom substituentene alle faller på samme side av planet kalles polymeren isotaktisk og har følgende kjedestruktur: ;Endelig kalles polymeren syndiotaktisk dersom substituentene alternativt faller over og under kjedeplanet, hvorved kjedekonfigurasjonen blir følgende: ;Stereoregulariteten tillater kjeden å krystallisere, og derfor er egenskapene til de isotaktiske og syndiotaktiske polymerer markert fra det uregelmessige motstykke. Ataktisk polystyren er således klar, ikke-krystallinsk og har lavt smeltepunkt, mens stereoregulær polystyren er uklar som nylon, krystallinsk, orienterbar og har høyt smeltepunkt. Arten av R-gruppen influerer også markert på smeltepunktet og generelt vil poly-merens smeltepunkt bli desto høyere jo mere voluminøs R-gruppen er. ;Teoretisk skulle den syndiotaktiske polymer kunne krystallisere i tilstrekkelig grad til at den ville være av poten- ;siell interesse i den foreliggende oppfinnelse.. ;Motsatt vanlig ataktisk polystyren er den krystallinske isotaktiske polystyren relativt uløselig i slike løsningsmidler som benzen, kloroform, aceton, og særlig oppviser den liten vektøkning når den kommer i berøring med varm mineralolje i lengre tid. Isotaktisk polystyren har lav dielektrisitetskonstant, høyt smeltepunkt og lav kraftfaktor. Det er et fast, isolerende materiale som i høykrystallinsk form oppviser liten svelling i varm transformatorolje. Videre er materialet relativt billig fordi det kan lettvint fremstilles av styren ved polymerisasjon med en spesiell katalysator. På grunn av slik lav pris kan den isotaktiske polystyren anvendes i transformatorer soTtt^en sterkt forbedret erstatning for papir, press-span/ tre-virke og^ liknende celluloseholdig isolasjon. ;De delvis tverrbundne 1,2-polybutadienhydrokarbonharpikser og kopolymerer av disse med vinylmonomerer og den delvis krystallinske isotaktiske polystyren kan anvendes alene eller med forskjellige, fiberformete fyllstoffer til dannelse av sterke, støpte deler. Det er viktig at de fiberformete fyllstoffer har dielektrisitetskonstant som ligger nær harpiksens dielektrisitetskonstant. Et særlig egnet fiberformet materiale er krystallinsk, isotaktisk polystyren som er laget til fiberform som angitt i US-patentskrift 3.078.139. Fibrene kan være vevet til tøy, være sammenfiltet, hakket opp eller anvendes som strenger og impregnert med delvis krystallinsk, isotaktisk polystyren, eller 1,2-polybutadienhydrokarbonharpiksen eller den sistnevnte harpiks kan være delvis løst i vinylmonomerer såsom monostyren. Den fiberformete harpikskomposisjon kan lamineres eller støpes under varme og trykk til plater, rør, lister, skiver og andre former for anvendelse i transformatorer eller andre elektriske apparater. Polypropylenfibre har utmerket styrke og tilfredsstillende dielektrisitetskonstant, men sveller for meget i varm olje. Korte, opphakkete polypropylenfibre som er fullstendig innelukket i eller innstøpt i harpiksen, såsom delvis krystallinsk, isotaktisk polystyren, kan anvendes så lenge fiberender ikke fører utad til eller rager utad fra overflaten i en ikke anvist del. ;Den delvis krystallinske, dsotaktiske polystyren kan blandes med små mengder, opp til atskillige vektsprosent, av andre polymerer før den isotaktiske polystyren krystalliseres. Den tilsatte polymer kan også være krystalliserbar. Etter krystallisasjon kan det blandete polymerprodukt formes til den ønskete isolatordel og anvendes ved utøvelse av oppfinnelsen. I noen tilfeller kan monostyrenen tilsettes små mengder av andre kopolymeriserbare monomerer, som for eksempel metylstyren, og blandingen polymeriseres deretter til en kopolymer som omfatter primært isotaktisk polystyrengrupper og krystalliseres deretter. Videre kan det etter at den isotaktiske polystyren er fremstilt, men før krystallisasjonen, tilsettes koreak-%ive monomerer som får reagere in situ for å virke som endeblokl^eringsgrupper, eller den tilsatte monomer kan primært polymeriseres til polymergrupper som blandes relativt homogent i hovedlegemet av polystyren, og deretter krystalliseres kopolymeren eller, blandingen til et legeme som er egnet for bruk i apparatet ifølge oppfinnelsen. ;De tilsatte polymerer bør fortrinnsvis være relativt uløselig ;i olje og ha lav dielektrisitetskonstant som er sammenliknbar med den isotaktiske polystyrens dielektrisitetskonstant. ;På liknende måte kan de varmeherdbare 1,2-polybutadienhydrokarbonharpikser og vinylkopolymerer av disse blandes med små mengder av ett eller flere harpikser som er relativt uløse-lige i olje. Det kan fremstilles et homogent, blandet harpiksholdig legeme som er egnet for utøvelse av den foreliggende oppfinnelse. ;Det skal forstås at de harpiksholdige isolasjonsdeler, såsom rør eller sylindre, skilleplater, staver og avstandsstykker vil omfatte i det vesentlige det krystallinske, isotaktiske polystyren eller de varmeherdende, 1,2-polybutadienhydrokarbonharpikser og vinylpolymerer av denne, og en vilkår-lig tilsatt eller iblandet harpiks og/eller fyllstoff vil ikke merkbart forringe oljeløsligheten og de svellingshindrende egenskaper hos disse, og heller ikke øke dielektrisitetskonstanten til hele den isolerende del over omtrent 2,7, slik at når den innkorporeres i oljefylte apparater fordeles ikke den dielektriske belastning uforholdsmessig mellom oljen og dette faste isolasjonsmateriale. ;Oppfinnelsen vil nå bli illustrert under henvisning til ;det etterfølgende eksempel. ;Eksempel ;Prøveskiver av isotaktisk polystyren, ataktisk polystyren samt en polymer av 1,2-butadien med 20 vektsprosent monostyren ble støpt ved temperaturer på fra 225 til 250°C i en trykkform. Platene av isotaktisk polystyren ble deretter herdet ved 17 5°C i omtrent en time slik at det oppsto krystallisasjon, og prøvene forandret seg fra transparent til opak. ;Platene ble deretter neddykket i varm transformatorolje og holdt på 125°C i 60 døgn og vektøkning og volumsvelling for den isotaktiske polystyren og de andre polymerer ble funnet som vist i henholdsvis fig. 1 og 2. I fig. 1 indikerer sammen-likningene av vektøkningene at ataktisk polystyren (kurve A) øker hurtig. Den isotaktiske polystyren (ikke-herdet, kurve B) har en minkning i vektøkning som funksjon av tiden, men når den herdes ved 175°C i en time for å bevirke høy grad av krystal-linitet (kurve C) har det en sterkt redusert vektøkning. ;Ifølge fig. 2 ble det oppnådd noenlunde liknende resultater for egenskapen prosentvis volumsvelling. Den ataktiske polystyren (kurve D) har en meget hurtig svelling sammenliknet med isotaktiske polystyrener. Videre er svelling for høykrystallinsk, isotaktisk polystyren (herdet, kurve E) betydelig mindre enn for den ikke-krystallinske, isotaktiske polystyren i den uherdete tilstand (kurve F).Nærmere bestemt sveller den isotaktiske polystyren som støpt (uherdet, kurve F) i den relativt ikke-krystallinske tilstand opp til 16% på 58 døgn (fig. 2). Svellingen ble imidlertid sterkt redusert ved å herde den isotaktiske polystyren til. den krystallinske tilstand til like over 4% på 8 døgn (kurve E) . • ;Virkningen av herdetid på den isotaktiske polystyren på vektøkningen vises i fig. 3. Prøver av isotaktisk polystyren ble herdet ved 175°C i perioder på 2, 4 og 6 timer og deretter neddykket i transformatorolje ved 125°C i en time. Resultatene som vises i fig. 3, indikerer at herding av den isotaktiske polystyren i en tid mellom 2 og 6 timer, idet en optimal verdi oppnås på fire timer, gir minimum vektøkning i transformatorolje. ;Som det også vises i fig. 1 og 2 har også den tverrbundne 1,2-polybutadien-styrén-kopolymerharpiks tilfredsstillende egenskaper, vedrørende lav svelling og prosentvis vektøkning sammenliknet med andre harpikser i dette eksempel. Forsøksprøvene som fremskaffet dataene for kurvene som er trukket opp i fig. 1 og 2 ble tverrbundet ved å innkorporere fra 1 til 2% dikumylperoksyd som katalysator i den viskøse harpiks o*g herding i ovn i en time ved 110°C i løpet av en natt. Andre herdebetingelser kan anvendes - avhengig av forholdet mellom 1,2-polybutadien og monostyren og de anvendte katalysatorer. Prøvene ble deretter undersøkt ved-rørende vektøkning i varm transformatorolje ved 125°C og fremviste ytterst lav volumsvelling og vektøkning. De tverrbundne 1,2-polybutadienharpikser fremviste bare 0,7-0,8% vektøkning på 60 døgn uten synlig bevis på forandring av utseende til de lagrete prøver, (kurve G, fig. 1 og kurve H, fig. 2). Denne type av tverrbundet, 1,2-polybutadienharpiks er et tilfredsstillende materiale for isolatorer i oljefylte transformatorer.
Det ble også foretatt elektriske målinger på prøvene av
de tverrbundne 1,2-polybutadienharpikser, og de data som derved ble oppnådd er angitt i den etterfølgende tabell:
Dielektrisitetskonstanten på 2,3 for tverrbundet 1,2-polybutadienharpiks er stort sett den samme som dielektrisitetskonstanten på mellom 2,1 og 2,2 for transformatoroljen. Energitapene ved 25°C var utmerket, men tapene (3,2%) ved 60 perioder ved 100°C var høyere enn ventet eller ønsket og ble tilskrevet i nærvær av tilbakeblevne katalysatorer i polymeren. For å bevise dette ble en prøve av ikke-tverrbundet 1,2-polybutadienharpiks i flytende form ekstrahert i avionisert vann i atskillige døgn mens vannets ledningsevne ble undersøkt. Vaskingen ble fortsatt inntil ledningsevnen til nylig tilsatt, avionisert vann forble lav. Deretter ble det tverrbundet på den tidligere nevnte måte, og de elektriske tap ble redusert • vesentlig.
Det ble fremstilt andre prøver som besto av kopolymerer av 1,2-polybutadien med varierende mengder t-butylstyren og monostyren. Varm transformatoroljes svellingseffekt på slike prøver vises i fig. 1 , hvor 1,2-polybutadieninnholdet er 80% mens resten er styren (kurve I) og t-butylstyren (kurve J, fig.
1). Anvendelsen av styren eller t-butylstyren som komonomer med
1,2-polybutadien er fordelaktig, idet det reduserer sistnevnte viskositet slik at blandingen er lettvintere å støpe og forme.
Selv om den tverrbundne 1,2-polybutadienharpiks har utmerkete egenskaper når det gjelder volumsvelling og vektøkning, er dette materiale relativt sprødt. Ved å innkorporere i harpiksen armerende fibrer med lav dielektrisitetskonstant såsom isotaktiske polypropylenfibre og sammenfiltrete strukturer før herdingen i ovnen, ble det oppnådd et bedre varmeherdet produkt. For å bedre produktet ble polypropylenfibrene kjemisk behandlet for å kondisjonere og oksydere fibrenes overflate ved neddykking i følsomme bad, etterfulgt av oksydasjon i kromsyre-svovelsyrebad, hvorved det ble oppnådd polare og hurtigere fuktete overflater. Polypropylenfibre var særlig egnete armeringsfibre på grunn av deres lave dielektrisitetskonstant, slik at den totale dielektrisitetskonstant for det impregnerte harpikssystem ikke ble-øket i vesentlig grad. Således ble 50 g polypropylenfibre innkorporert i 100 g 1,2-polybutadienharpiks som inneholdt 2 g dikumylperoksydkatalysa-tor og herdet i en presse som skissert tidligere. Slike komposisjoner var anvendbare for anvendelse i oljefylte transformatorer på grunn av deres lave dielektrisitetskonstant, lave ■ elektriske tap samt ellers forbedrete fysikalske egenskaper. Data vedrørende svelling i olje er vist i fig.l , (kurve K).
En polyesterfiberarmert prøve av et tverrbundet 1,2-poly-butadienharpikssystem ble fremstilt ved å impregnere 10 g opp-kappete polyesterfibre (som stammet fra polyetylentereftalat)
i en flytende harpiks som omfattet 80 g 1,2-polybutadienharp.iks, 30 g divinylbenzen og 3 g dikumylperoksyd, og støpt for å herde
på den tidligere beskrevne måte. Svelledata som ble oppnådd i varm transformatorolje er også vist i fig. 1 (kurve L).
I tillegg til de foregående forsøk ble prøver av utvalgte tverrbundne 1,2-polybutadienharpikser, noen med høy molekylvekt og noen med lav molekylvekt, underkastet kompresjonsforsøk under vekter på 52,7 kg/cm<2> i olje 125°C, og resultatene sammenliknet med forsøk med andre materialer omfattende isotaktisk polystyren, bis-fenol-epoksyharpiks herdet med heksahydroftalsyreanhydrid og samme harpiks fylt med 30% tverrbundet 1,2-polybutadienpulver. Resultatene som vises i fig. 4 indikerer at under kompresjons-belastningsforsøkene hadde de høymolekylære, tverrbundne 1,2-polybutadienharpiks den minste fysikalske deformasjon (kompresjon under belastning). Deretter fulgte den lavmolekylære utgave.
Den isotaktiske polystyren ble funnet å ha nesten de samme kompresjonsverdier som harpiksen av fylt epoksyharpiks. Den vesentlige ulempe ved tverrbundet 1,2-polybutadienharpiks i den uarmerte tilstand er at materialet er skjørt og krever for-siktighet ved behandling og installasjon i en transformator.
Andre isotaktiske, hydrokarbonsubstituerte polystyren-polymerer som kan anvendes er de isotaktiske polymerer som er avledet fra vinyltoluen (det vil si de isomere metylstyrener)
og fra t-butylstyren i i hvert fall delvis krystallinsk form, for eksempelvis med mellom 10 og 3 5% krystallinsk struktur.
Sammenfattet er det vist at visse utvalgte polymere hyd-
. rokarbonharpikser har lav dielektrisitetskonstant som ligger nært opp til transformatoroljens dielektrisitetskonstant. Disse utvalgte polymerer har likeledes relativt lave svelle-égenskaper når de neddykkes i transformatorolje i lengre tid. Disse egenskaper av lav dielektrisitetskonstant og liten svelling er i motsetning til visse andre hydrokarbonpolymerer, for eksempel polyetylen, isotaktisk polypropylen og liknende, som har meget høy svelling, det vil si stort sett over 15 vektsprosent i løpet av få døgn i samme oljemedium. Som resultat er isotaktisk polystyren og utvalgte tverrbundne 1,2-polybutadienharpikser utmerkete materialer for anvendelse som fast elektrisk isolasjon i oljefylte transformatorer som erstatning for cellulosepress-span og resulterer derved i kostnadsreduksjon ved reduksjon i iso-las jonsklaringer . Dielektrisitetskonstanten for de faste, harpiksholdige isolasjonsmaterialer er optimalt mellom 2,0 og 2,7 og fortrinnsvis mellom omtrent 2,0 og 2,5, men dielektrisitetskonstanten for det faste, isolasjonsmateriale kan være så høy som 2,7.

Claims (4)

1. Fast elektrisk isolasjon av en elektrisk leder nedsenket i det minste delvis i en isolerende petroleumsolje, hvor isolasjonen har dielektrisitetskonstant på fra 2,0 til 2,7, og nesten er uløselig i oljen og oppviser lav svelling i oljen når denne er varm, karakterisert ved at isolasjonen omfatter en varmeherdende, tverrbundet 1,2-polybutadienhydro-karbonharpiks eller kopolymer av denne og/eller en i det minste delvis krystallinsk, isotaktisk polystyren.
2. Isolasjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at isolasjonen omfatter i det vesentlige en varmeherdet kopolymer av 1,2-polybutadien-hydrokarbonharpiks og en vinyl-monorner.
3. Isolasjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at polystyrenen har en krystallinsk struktur på minst 10% av den totale harpiks.
4. Isolasjon i samsvar med et av de foregående krav, karakterisert ved at den faste, elektriske isolasjon oppviser svelling på mindre enn 15 vektsprosent over en lengre tidsperiode ved neddykking i petroleumsolje ved en temperatur på omtent 125°C
NO179972A 1971-05-24 1972-05-23 Fast elektrisk isolasjon av leder nedsenket i olje. NO136015C (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14623871A 1971-05-24 1971-05-24
US24418372A 1972-04-14 1972-04-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO136015B true NO136015B (no) 1977-03-28
NO136015C NO136015C (no) 1977-07-20

Family

ID=26843703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO179972A NO136015C (no) 1971-05-24 1972-05-23 Fast elektrisk isolasjon av leder nedsenket i olje.

Country Status (9)

Country Link
JP (1) JPS5143600B1 (no)
BE (1) BE783777A (no)
CA (1) CA947388A (no)
CH (1) CH579812A5 (no)
DE (1) DE2224677A1 (no)
FR (1) FR2138920A1 (no)
IT (1) IT955791B (no)
NO (1) NO136015C (no)
SE (1) SE407302B (no)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5024844U (no) * 1973-06-29 1975-03-20
JP2959789B2 (ja) * 1990-02-07 1999-10-06 ジャパンゴアテックス株式会社 油入電器用絶縁物
FR2683378B1 (fr) * 1991-10-31 1993-12-31 Alcatel Cable Cable electrique.
CN107672236B (zh) 2012-06-29 2019-10-11 魏克控股公司 用于在高压范围中电绝缘的绝缘元件
US20160314893A1 (en) * 2015-04-27 2016-10-27 Abb Technology Ag Electrical transformer barrier structure

Also Published As

Publication number Publication date
CH579812A5 (no) 1976-09-15
BE783777A (fr) 1972-11-23
IT955791B (it) 1973-09-29
DE2224677A1 (de) 1972-12-14
NO136015C (no) 1977-07-20
CA947388A (en) 1974-05-14
FR2138920B1 (no) 1977-11-18
JPS481999A (no) 1973-01-11
JPS5143600B1 (no) 1976-11-22
SE407302B (sv) 1979-03-19
FR2138920A1 (en) 1973-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nimanpure et al. Mechanical, electrical, and thermal analysis of sisal fibril/kenaf fiber hybrid polyester composites
Longworth et al. Physical structure of ionomers
US2656290A (en) Processes for producing electrical coils insulated with mica and synthetic resins and the products thereof
US3430116A (en) Electrical capacitors
US3022200A (en) Magnet wire and method of making same
US3775719A (en) Solid insulation for electrical apparatus
US2479357A (en) Method of making electrical insulations
US2935668A (en) Electrical capacitors
EP0058996B1 (en) Oil-impregnated polyolefin film for electric insulation and manufacturing method for the same
US2892972A (en) Capacitors
US2665400A (en) Electric capacitor
US3933772A (en) Dielectric polyolefin compositions
Jayamani et al. Dielectric properties of pineapple leaf fiber reinforced epoxy based composites
US2821498A (en) Electrical conductors insulated with mica and completely reactive synthetic copolymer resinous compositions
US2439953A (en) Low-loss thermosetting resins
US2414320A (en) Dielectric sheet material
US3099293A (en) Reinforced plastic from an open cure technique with a graft polymer
US3642638A (en) Insulating impregnation composition of waxy and greasy ethylene polymers
US3079295A (en) Resinification by a grafting technique
US4225403A (en) Process for improving films of poly(p-methylstyrene) and copolymers thereof by high energy radiation treatments
US4804729A (en) Electrical insulating material and power cable comprising a crosslinked layer thereof
US2772696A (en) Flexible resin bonded mica members
US2669601A (en) Insulated bushing
DE2224677A1 (de) Elektrisches Gerät mit ölgetränkter Isolation
US2920256A (en) Electrical apparatus and solid dielectric therefor