NO770263L - Dielektriske vaesker. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en dielektrisk væske som helt

eller delvis utgjøres av estere av benzyl alkohol og mettede monokarboksylsyrer forgrenet i. a-stil1 ingen.

Man vet at de væsker som anvendes for isolering av elektrisk apparatur skal foreneset visst antall egenskaper som ved siden av dielektrisitetskonstanten tilpasset hver enkelt bruk, en lav utgangskonduktivitet og etter aldring en god motstand mot

termisk spalting og mot hydrolyse, er en relativ lite forhøyet viskositet, et lavt damptrykk, et lavt geleringspunkt, etc.

De dielektrisk-e væsker av kjent type tilfredsstiller disse krav

i forskjellig grad.

Det er nå erkjent at esterne tilsvarende den etterfølgende formel

er produkter egnet som dielektriske væsker. Oppfinnelsen vedrører en ny dielektrisk væske, og det særegne ved den dielektriske væske i henhold til oppfinnelsen er at den helt eller delvis utgjøres av minst en ester med den generelle formel

hvori R er hydrogen eller et alkylradikal og R^ og R3er alkyl-' radikaler, idet det totale antall karbonatomer i R^, R^og R^

er på mellom 3 og 20, foretrukket mellom 5 og 11.

Disse produkter har en ytterst god evne til å slukke de partielle utladninger som dannes ved meget lave temperaturer. Blandingene av benzylestere av mettede alifatiske syrefraksjoner forgrenet i a-stillingen med formel (1), hvori det totale antall karbonatomer i R^, R^og R^ er 7, 8 eller 9 er spesielt fordelaktige, med hensyn til dette.

Produktene er bestemt som bestanddeler i dielektriske-væsker

og kan oppnås ved forestring av tilsvarende syrer med benzylalkohol eller foretrukket ved omsetning mellom et alkalisalt av disse syrer med benzylklorid. I disse to tilfeller gjennomføres syntesen på klassisk måte vel kjent for fagmannen.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp

av et eksempel på fremstilling av estere egnet som bestanddeler i dielektriske væsker.

EKSEMPEL 1:

En fraksjon av mettede monokarboksylsyrer forgrenet i a-stillingen og tilsvarende den ovennevnte formel.hvori det totale antall karbonatomer i R^, R^ og R^er 7, 8 eller 9, med syretall lik 325 mg kalium pr. gram syre og brytningsindeks n^på 1,4425 salt-dannes med natriumkarbonat og omsettes deretter med benzylklorid for å gi en blanding av benzylestere som etter destillasjon ved en temperatur på o mellom 120 og 135 oC under 1 mm Hg, har en dielektrisitetskonstant £. ved 90°C og under 50 Hz på 3,31.

Produktene tilveiebragt i henhold til oppfinnelsen kan anvendes som dielektriske væsker i kondensatorer av alle typer såvel som i transformatorer, bryterkretser og andre elektriske apparater hvor nærvær av et isolerende fluid kreves. De angjeldende estere har faktisk alle nødvendige egenskaper for denne type anvendelse.

på grunn av deres stabilitet overfor hydrolyse, er de imidlertid spesielt anbefalt som dielektriske væsker for å impregnere kondensatorer av såkalt "blandet type", d.v.s. hvor de faste isolerende ark består av papir og polyolefiner. I virkeligheten er esterne av benzylalkohol og mettede monokarboksylsyrer som angitt på den ene side gode impregneringsmidler for filmer av polyolefiner, og er på den annen side ikke følsomme for hydrolyse som det alltid er en fare for å frembringes av restvannet inneholdt i papiret.

For å bedømme yteevnen for de foreslåtte væsker har man fremstilt

to serier av blandede kondensatorer omfattende to lag av polypropylen med tykkelse 12_ ,u mellom hvilke det er anbragt et lag av ikke-modifisert kraftpapir med densiitet 1 og tykkelse 10- yU, impregnert henhv. med produktet fra eksempel 1 og med en kjent dielektrisk væske, nemlig dioktylftalat. Disse kondensatorer underkastes en aldring under termisk påkjenning (90°C) og elektrisk strøm (1780 V vekselstrøm). Utviklingen av tap i kondensatorene målt ved 90°C og under 120. V og 15.00 V fremgår av den etterfølgende tabell. Hvert tall er:'det arimetiske middel-tall av en rekke verdier.

Etter 5000 timer kunne man ikke iaktta noen svikt i kondensatorene impregnert med produktet fra eksempel 1 mens bare 30% av kondensatorene impregnert med dioktylftalatet ennå virket. I praksis anvendes esterne av benzyl-alkohol og de mettede monokarboksylsyrer alene eller i blanding med andre dieletriske væsker av kjent type, som f.eks. klorbifenyller, alkylklor-bifenyller, klorbenzener som triklorbenzen, benzenalkylater eller bifenyl . Det vesentlige ved disse blandinger er å meddele sammensetningene en eller flere egenskaper, som dielektrisitetskonstant, viskositet, densitet, etc. regulert etter ønske.

De respektive mengdeforhold mellom bestanddelene i disse

blandinger er ikke kritiske og avhenger selvfølgelig av modifisering av angjeldende egenskaper. For imidlertid å bevare fordelene som er spesielle for disse estere, er det generelt passende at de innblandes i en minste mengde på 10 vektprosent regnet på den totale vekt av blandingen. Man kan også forbedre dielektrisitetskonstanten for disse estere eller blandinger hvori de inneholdes, ved innblanding av blandbare substanser, faste eller flytende, med høy dielekstrisitetskonstant. For dette er anvendelse av monocyanofenoksybenzener beskrevet i den franske patentansøkning 74/25 788, videre monocyanobifenyl-forbindelser beskrevet i den fransk ansøkning 74/40 725 såvel som monocyanoterfenylforbindelser beskrevet i det den franske ansøkning 75/17 '209 spesielt fordelaktig.

Generelt er den mengde av forbindelse med høy dielektrisitetskonstant som tilsettes en funksjon av den verdi som velges for den samlede dielektrisitetskonstant og vurderinger med hensyn til oppløselighet eller blandbarhet av produktet slik at basisvæsken representerer 5 til 50 vektprosent av den totale blanding.

De estere som foreslås eller de væsker som inneholder disse estere underkastes før bruken en klassisk behandl ing for dielektriske væsker, f.eks. ved hjelp av aktiverte jordarter. •!

Man kan også i de dielektriske væsker i henhold til oppfinnelsen innblande stabiliseringsmidler av kjent type, som f.eks. epoksyderte forbindelser.

Den etterfølgende beskrivelse med skjematiske tegninger

illustrerer eksempelvise og foretrukne utførelsesformer av oppfinnelsen. Fig. 1 viser et kondensatorelement av spoletypen, som omfatterr elektroder som utgjøres av blad 1 og 2 av aluminium eller annet passende metall, adskilt av isolerende lag 3 og 4. Disse er sammensatt av papirark men de kan også bestå av filmer av plastmaterial eller av kjente sammensetninger for slik teknikk og omfatter f.eks. to lag av polyolefin hvorimellom det er innlagt et papirlag. Stykkene 5 og 6 er elektroder for strømmen. Fig. 2 viser toppen av en kondensator, som omfatter en metall-beholder 1 og et lokk 2 som sikrer en tett lukking, et kondensatorelement 3 av spoletypen tilsvarende det som er vist i fig. 1,

idet forbindelsesbåndene 4 og 5 er tilknyttet spolearmaturene til utvendige tilknytninger 6 og 7. Kondensatorbeholderen er fyllt med en væske 8 i henhold til oppfinnelsen beskrevet i eksempel 1.

Væsken impregnerer det dielektriske material og fyller tom.^rom

og mellomrom i hele apparatet.

I fig. 3 vises en transformator som omfatter en lavspennings-tilslutning 2, en trans?ormatorbeholder 3, fastklemmingsinnretninger 4, isolerende lag 5 og 6 som separerer henhv. 1avspennings-viklingen 8 og magnetkjernen 10 på den ene side, samt høyspennrngs-viklingen 9 og transformatorbeholderen på den annen side. Stykkene 7 viser isolerende festeinnretninger. Lederne for viklingene for lav og høyspenning er isolert ved hjelp av et fast dielektrisk material , som f.eks. papir.

Transformatorbeholderen er fyllt med en dielektrisk væske i

henhold til oppfinnelsen som i sin helhet-utgjøres av esteren oppnådd i henhold til eksempel 1. Væsken fyller alle hulrom og. impregnerer viklingene og andre deler av apparatet som kan impregneres.

Det er klart at oppfinnelsen er like anvendbar for andre typer

av elektriske apparater hvor de angjeldende egenskaper er fordelaktige.

Claims (1)

1. Dielektrisk væske,karakterisert vedat den utgjøres helt eller delvis av minst en ester med generell formel

   hvori R. er hydrogen eller en alkylgruppe og R ? og R^er alkylgrupper, idet det totale antall karbonatomer i R^, R£og R^er mellom 3 og 20, fortrinnsvis mellom 5 og llj