RU2405223C1 - Electrically insulating liquid composition based on vegetable oil - Google Patents
Electrically insulating liquid composition based on vegetable oil Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405223C1 RU2405223C1 RU2009132649/09A RU2009132649A RU2405223C1 RU 2405223 C1 RU2405223 C1 RU 2405223C1 RU 2009132649/09 A RU2009132649/09 A RU 2009132649/09A RU 2009132649 A RU2009132649 A RU 2009132649A RU 2405223 C1 RU2405223 C1 RU 2405223C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vegetable oil
- sulfide
- tert
- butyl
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, для получения электроизоляционных жидких композиций на основе растительных масел и применения их в качестве охлаждающей диэлектрической жидкости для силовых и распределительных трансформаторов, реакторов, силовых кабелей. В настоящее время за рубежом в электротехнической промышленности применяются электроизоляционные жидкие композиции на основе растительных масел: Envirotemp, Biotemp и Midel (T.V.Oommen "Vegetable oils for liquid-filled transformers", IEEE Electrical Insulation Magazine, №1, 2002 г., том 18, стр.6÷11) [1], Biotemp и Midel (M.Hammer, R.Badent, A.J.Schwab "Electrcal properties of rape-seed oil", Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, 2002, стр.83÷86) [2], которые применяются в электротехническом оборудовании средней и малой мощности в Европе, Канаде, США уже в течение 10÷15 лет. Применение таких жидкостей позволило повысить уровень пожарной безопасности и экологии электротехнического оборудования.The invention relates to the field of electrical engineering, for the production of electrical insulating liquid compositions based on vegetable oils and their use as a cooling dielectric fluid for power and distribution transformers, reactors, power cables. Currently, in the electrical industry, electrical insulating liquid compositions based on vegetable oils are used: Envirotemp, Biotemp, and Midel (TVOommen "Vegetable oils for liquid-filled transformers", IEEE Electrical Insulation Magazine, No. 1, 2002, volume 18, p.6 ÷ 11) [1], Biotemp and Midel (M. Hammer, R. Badnt, AJSchwab "Electrcal properties of rape-seed oil", Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, 2002, p. 83 ÷ 86) [2], which have been used in electrical equipment of medium and low power in Europe, Canada, and the United States for 10–15 years. The use of such liquids allowed to increase the level of fire safety and the ecology of electrical equipment.
Общие признаки рассматриваемых жидких композиций:Common features of the considered liquid compositions:
1. Основной компонент - очищенное растительное масло.1. The main component is refined vegetable oil.
2. Модифицирующие добавки:2. Modifying additives:
- антиоксиданты (ингибиторы окисления);- antioxidants (oxidation inhibitors);
- антисептики;- antiseptics;
- разбавители.- diluents.
Известна электроизоляционная жидкость на растительном масле или смеси растительных масел, являющихся триглицеридами растительных кислот (олеиновой, эруковой, пальмитиновой, стеариновой и ряда других насыщенных и ненасыщенных кислот). (Патент US 2002109128 (A1), класс Н01В 3/20, опубликован 15.08.2002 г.) [3] Жидкость содержит антиоксидант, выбранный из группы: бутилированный гидроанизол, трет-бутилгидрохинон, бутилированный гидротолуол, трагидробутрофенон, аскорбилпальмитат, пропилгаллат и α-токоферол, β-токоферол, Δ-токоферол. В качестве разбавителя в состав этой композиции входят вещества, выбранные из группы: олигомеры поливинилацетата, акриловые олигомеры, поливинилацетатные и акриловые полимеры, а также их смеси. Недостатком данной композиции является низкий уровень вязкости. Применяется она для оборудования генерирования и распределения электроэнергии.Known insulating liquid in vegetable oil or a mixture of vegetable oils, which are triglycerides of vegetable acids (oleic, erucic, palmitic, stearic and some other saturated and unsaturated acids). (US Pat. No. 2002109128 (A1), class H01B 3/20, published August 15, 2002) [3] The liquid contains an antioxidant selected from the group: butylated hydroanisole, tert-butylhydroquinone, butylated hydrotoluene, trahydrobutrophenone, ascorbyl palmitate, propyl gallate and α tocopherol, β-tocopherol, Δ-tocopherol. As a diluent, this composition includes substances selected from the group: polyvinyl acetate oligomers, acrylic oligomers, polyvinyl acetate and acrylic polymers, as well as mixtures thereof. The disadvantage of this composition is the low level of viscosity. It is used for equipment for the generation and distribution of electricity.
В другом изобретении (Патент WO 0078900 (A1), класс Н01В 3/20, опубликован 28.12.2000 г.) [4] предложена электроизоляционная жидкость на основе высокоолеинового соевого масла, имеющего в составе антиоксиданты. В качестве антиоксиданта применяется трет-бутилгидрохинон, который вводится в количестве (0,02÷1,0) мас.%. Также рассматривается применение смеси антиоксидантов: лимонная кислота в количестве (0,001÷0,1) мас.% и трет-бутилгидрохинон в количестве (0,02÷1,0) мас.%. В качестве разбавителя применяются сложные метиловые эфиры, имеющие в молекулярной цепи (16÷18) атомов углерода. Общим недостатком приведенных выше изобретений является применение недостаточно эффективных антиоксидантов, что может негативно сказаться на стабильности диэлектрических свойств этих композиций в процессе эксплуатации оборудования.In another invention (Patent WO 0078900 (A1), class H01B 3/20, published December 28, 2000) [4] an electrical insulating liquid based on high oleic soybean oil containing antioxidants is proposed. As an antioxidant, tert-butylhydroquinone is used, which is introduced in an amount of (0.02 ÷ 1.0) wt.%. The use of a mixture of antioxidants is also considered: citric acid in an amount of (0.001 ÷ 0.1) wt.% And tert-butylhydroquinone in an amount of (0.02 ÷ 1.0) wt.%. Methyl esters having carbon atoms (16 ÷ 18) in the molecular chain are used as diluent. A common disadvantage of the above inventions is the use of insufficiently effective antioxidants, which can adversely affect the stability of the dielectric properties of these compositions during operation of the equipment.
Наиболее близкой к предлагаемым композициям нашего изобретения является диэлектрическая жидкость на основе растительного (рапсового или подсолнечного) масла, которая используется для электротехнического оборудования, силовых трансформаторов (Патент US 2006030499 (A1), класс Н01В 3/20, опубликован 09.02.2006 г.) [5]. В состав композиции входит от (0,1÷0.3) мас.%, антиоксиданта или смеси нескольких антиоксидантов: бутилированный гидроксианизол, бутилированный гидрокситолуол, моно-трет-бутилгидрохинон. Для улучшения технологических свойств в состав композиции вводят (1÷24) мас.% изоляционных жидкостей, выбранных из группы, состоящей из минерального масла, синтетических эфиров, синтетических углеводородов.Closest to the proposed compositions of our invention is a dielectric fluid based on vegetable (rapeseed or sunflower) oil, which is used for electrical equipment, power transformers (Patent US 2006030499 (A1), class H01B 3/20, published 02/09/2006) [ 5]. The composition includes from (0.1 ÷ 0.3) wt.%, An antioxidant or a mixture of several antioxidants: butylated hydroxyanisole, butylated hydroxytoluene, mono-tert-butylhydroquinone. To improve technological properties, (1 ÷ 24) wt.% Insulating liquids selected from the group consisting of mineral oil, synthetic esters, synthetic hydrocarbons are introduced into the composition.
Композиция имеет следующие технические показатели:The composition has the following technical indicators:
1) электрическая прочность - не менее 35 кВ/2,5 мм;1) dielectric strength - not less than 35 kV / 2.5 mm;
2) температура застывания - не более минус 25°С;2) pour point - not more than minus 25 ° C;
3) температура возгорания - не менее 300°С;3) ignition temperature - not less than 300 ° С;
4) окислительная стабильность - не менее 100 часов.4) oxidative stability - not less than 100 hours.
Недостатком данного решения является пониженный уровень диэлектрической прочности и окислительной стабильности композиции (100 часов).The disadvantage of this solution is the reduced level of dielectric strength and oxidative stability of the composition (100 hours).
Существенными признаками предлагаемого нами изобретения является введение в состав растительного масла комплекса новых добавок, которые способствуют повышению уровня стабильности свойств электроизоляционной композиции в процессе ее эксплуатации. Это позволит повысить уровень надежности и долговечности электротехнической аппаратуры: силовых и распределительных трансформаторов, реакторов, конденсаторных колонок, силовых кабелей. Целью настоящего изобретения является, по сравнению с наиболее близким аналогом, (прототипом), повышение уровня диэлектрических свойств и окислительной стабильности композиции на основе растительного масла при сохранении на достаточно высоком уровне ее технологических свойств.The essential features of our invention are the introduction of a complex of new additives into the composition of vegetable oil, which contribute to increasing the stability level of the properties of the insulating composition during its operation. This will increase the level of reliability and durability of electrical equipment: power and distribution transformers, reactors, capacitor columns, power cables. The aim of the present invention is, in comparison with the closest analogue (prototype), increasing the level of dielectric properties and oxidative stability of the composition based on vegetable oil while maintaining a sufficiently high level of its technological properties.
В качестве основы композиции используется растительное масло: рапсовое, подсолнечное, кукурузное или смесь этих масел, которые имеют высокий уровень содержания жирных эфиров олеиновой кислоты. Масло предварительно очищают от примесей: рафинируют, отбеливают, дезодорируют. В состав масла для повышения уровня диэлектрических свойств и окислительной стабильности вводится комплекс специальных добавок, которые впервые применены в данной техническом решении: ингибиторы окисления совместно с синергистами, хелатирующими агентами для связывания катионов металлов, антибактериальные вещества. Для понижения уровня вязкости и температуры застывания в состав композиции вводятся низковязкие разбавители:As the basis of the composition, vegetable oil is used: rapeseed, sunflower, corn or a mixture of these oils, which have a high content of oleic acid fatty esters. The oil is first cleaned of impurities: refined, bleached, deodorized. In order to increase the level of dielectric properties and oxidative stability, a complex of special additives is introduced into the oil, which were first used in this technical solution: oxidation inhibitors together with synergists, chelating agents for binding metal cations, antibacterial substances. To lower the level of viscosity and pour point, low-viscosity diluents are introduced into the composition:
1. В качестве ингибиторов окисления (первичных стабилизаторов) применены алкилфенолы (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 3-трет-бутил-4-оксианизол, 2-трет-бутил-4-оксианизол и их смеси) и 4-гидроксидифениланилин в количестве (0,1÷0,5) мас.%.1. Alkylphenols (2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole, 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole and mixtures thereof) are used as oxidation inhibitors (primary stabilizers) and 4-hydroxydiphenylaniline in an amount of (0.1 ÷ 0.5) wt.%.
2. В качестве синергистов применены диалкилсульфиды: бис(стеарилпропионат) сульфид, бис(лаурилпропионат) сульфид, 4,4'- диаминодифенилсульфид и их смеси в количестве (0,1÷0,5) мас.%.2. Dialkyl sulfides were used as synergists: bis (stearyl propionate) sulfide, bis (lauryl propionate) sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, and mixtures thereof in an amount of (0.1 ÷ 0.5) wt.%.
3. В качестве хелатирующих агентов применены 8-оксихинолин, 8-оксихинальдин, антраниловая кислота, дисалицилиденалкилдиамины в количестве (0,1÷0,5) мас.%.3. As chelating agents used are 8-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinaldin, anthranilic acid, disalicylidenealkyl diamines in an amount of (0.1 ÷ 0.5) wt.%.
4. В качестве антисептиков применены 8-оксихинолин, 8-оксихинальдин, бензойная кислота в количестве (0,05÷0,5) мас.%.4. As antiseptics, 8-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinaldin, benzoic acid in the amount of (0.05 ÷ 0.5) wt.% Were used.
Усиление ингибирующего эффекта добавок достигается за счет одновременного введения синергистов (вторичных стабилизаторов) и хелатирующих веществ, которые совместно усиливают действие основных ингибиторов (первичных стабилизаторов). Следует отметить особую роль хелатов (8-оксихинолина и 8-оксихинальдина), которые являются одновременно и хелатирующими агентами, и антисептиками. Для поддержания низкого уровня вязкости и уменьшения температуры застывания масла в качестве разбавителей применены низковязкие сложные эфиры на основе фталевой кислоты и первичных насыщенных спиртов. Спирты содержат в молекулярной цепи (2÷8) атомов углерода. Эфиры вводили в количестве (5,0÷20,0) мас.%. Смешивание масла с добавками осуществляется в реакторе, снабженном мешалкой и обогревом.Strengthening the inhibitory effect of additives is achieved by the simultaneous introduction of synergists (secondary stabilizers) and chelating agents, which together enhance the action of the main inhibitors (primary stabilizers). It should be noted the special role of chelates (8-hydroxyquinoline and 8-hydroxyquinaldine), which are both chelating agents and antiseptics. In order to maintain a low level of viscosity and reduce the pour point of the oil, low-viscosity esters based on phthalic acid and primary saturated alcohols are used as diluents. Alcohols contain in the molecular chain (2 ÷ 8) carbon atoms. The esters were introduced in an amount of (5.0 ÷ 20.0) wt.%. Mixing oil with additives is carried out in a reactor equipped with a stirrer and heating.
Способ приготовления композиции:The method of preparation of the composition:
а) - в реактор загружают очищенное масло;a) - purified oil is loaded into the reactor;
б) - нагревают до температуры 40±5°С;b) - heated to a temperature of 40 ± 5 ° C;
в) - вводят добавки;c) - add additives;
г) - смешивают компоненты в течение 30÷60 минут;g) - mix the components for 30 ÷ 60 minutes;
д) - охлаждают до температуры окружающей среды.d) - cooled to ambient temperature.
Испытание композиций проводят по следующим параметрам:The test compositions are carried out according to the following parameters:
1. Пробивное напряжение при ас по МЭК 60158 (2.5 мм), кВ, min;1. Breakdown voltage at AC according to IEC 60158 (2.5 mm), kV, min;
2. Тангенс угла диэлектрических потерь при 25°С по МЭК 60247;2. Dielectric loss tangent at 25 ° С according to IEC 60247;
3. Окислительная стабильность по МЭК 61125С, час;3. Oxidative stability according to IEC 61125C, hours;
4. Вязкость при 40° по ИСО 3104, сСт;4. Viscosity at 40 ° according to ISO 3104, cSt;
5 Температура застывания по МЭК 60814,°С.5 Pour point according to IEC 60814, ° C.
Составы исследуемых композиций (мас.%) приведены в примерах: 1÷4.The compositions of the studied compositions (wt.%) Are given in the examples: 1 ÷ 4.
Пример 1Example 1
Пример 2Example 2
Пример 3Example 3
Пример 4Example 4
°СPour point
° C
Из анализа результатов проведенных испытаний следует, что повышение значения диэлектрических свойств и окислительной стабильности в электроизоляционных жидких композициях на основе растительного масла происходит за счет введения комплекса специальных добавок: ингибиторов окисления на основе алкилфенолов совместно с синергистами на основе алкилсульфидов, хелатирующими веществами, антисептиками, и разбавителями на основе алкилфталатов при следующем соотношении компонентов, (мас.%):From the analysis of the results of the tests it follows that the increase in the value of dielectric properties and oxidative stability in electrical insulating liquid compositions based on vegetable oil occurs due to the introduction of a complex of special additives: oxidation inhibitors based on alkyl phenols together with synergists based on alkyl sulfides, chelating agents, antiseptics, and diluents based on alkyl phthalates in the following ratio of components, (wt.%):
Введение в растительное масло (или в смесь масел) предлагаемого комплекса добавок (ингибиторов окисления совместно с синергистами, хелатирующими веществами) приводит к росту диэлектрических свойств и окислительной стабильности, что мы наблюдаем в сравнении с показателями в композиции близкого аналога (прототипа), а именно:The introduction of the proposed complex of additives (oxidation inhibitors together with synergists, chelating substances) into vegetable oil (or into a mixture of oils) leads to an increase in dielectric properties and oxidative stability, which we observe in comparison with the parameters in the composition of a close analogue (prototype), namely:
1. Пробивное напряжение увеличилось на (16.5÷8.5) кВ.1. Breakdown voltage increased by (16.5 ÷ 8.5) kV.
2. Окислительная стабильность увеличилась на 64 часа.2. Oxidative stability increased by 64 hours.
Предлагаемая композиция имеет достаточно высокий уровень технологических свойств (пониженные вязкость и температура застывания). Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает более высокое значение диэлектрических свойств и окислительной стабильности электроизоляционной жидкой композиции, тем самым позволяет повысить уровень надежности, долговечности электротехнического оборудования, а также улучшить экологию окружающей среды.The proposed composition has a fairly high level of technological properties (low viscosity and pour point). Thus, the proposed technical solution provides a higher value of the dielectric properties and oxidative stability of the insulating liquid composition, thereby improving the reliability, durability of electrical equipment, as well as improving the environment.
Источники информацииInformation sources
[1]. T.V.Oommen. "Vegetable oils for liquid-filled transformers.", в журнале "IEEE lec-trical Insula tion Magazine", том. 18, №1, 2002 г., стр.6÷11.[one]. T.V. Oommen. "Vegetable oils for liquid-filled transformers.", In IEEE lec-trical Insula tion Magazine, vol. 18, No. 1, 2002, p. 6 ÷ 11.
[2]. M.Hammer, R.Badent, A.J.Schwab. "Electrical properties of rape-seed oil", Конференция по электрической изоляции и диэлектрическим явлениям (CEID), 2002 г., стр.83÷86.[2]. M. Hammer, R. Badnt, A. J. Schwab. "Electrical properties of rape-seed oil", Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEID), 2002, pp. 83 ÷ 86.
[3]. Патент US 2002109128 (A1), класс Н01В 3/20, опубликован 15.08.2002 г.[3]. Patent US2002109128 (A1), class H01B 3/20, published August 15, 2002.
[4]. Патент WO 0078900 (A1), класс Н01В 3/20, опубликован 28.12.2000 г.[four]. Patent WO 0078900 (A1), class H01B 3/20, published December 28, 2000.
[5]. Патент US 2006030499 (A1), класс Н01В 3/20, опубликован 09.02.2006 г.[5]. US patent 2006030499 (A1), class H01B 3/20, published 02/09/2006.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009132649/09A RU2405223C1 (en) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | Electrically insulating liquid composition based on vegetable oil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009132649/09A RU2405223C1 (en) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | Electrically insulating liquid composition based on vegetable oil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2405223C1 true RU2405223C1 (en) | 2010-11-27 |
Family
ID=44057700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009132649/09A RU2405223C1 (en) | 2009-09-01 | 2009-09-01 | Electrically insulating liquid composition based on vegetable oil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2405223C1 (en) |
-
2009
- 2009-09-01 RU RU2009132649/09A patent/RU2405223C1/en active IP Right Revival
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10861618B2 (en) | Enzymatically-degummed oil and uses thereof | |
JP2008500413A (en) | Polyol ester for transformer | |
KR20100022473A (en) | Vegetable oil dielectric fluid composition | |
US8632704B2 (en) | Dielectric fluid composition containing vegetable oils and free of antioxidants | |
KR101451289B1 (en) | Enviromentally affinitive vegetable insulating oil composition | |
ES2734349T3 (en) | Dielectric fluid of plant origin for electrical transformers | |
US20140131642A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compsotions and methods of preparing same | |
RU2405223C1 (en) | Electrically insulating liquid composition based on vegetable oil | |
EP2128874B1 (en) | Electrical equipment insulated with a biodegradable dielectric fluid | |
EP2128873B1 (en) | Biodegradable dielectric fluid | |
US20140264199A1 (en) | Stabiilzed fluids for industrial applications | |
EP2402956B1 (en) | Dielectric triglyceride fluids | |
US8790553B2 (en) | Electrical equipment containing erucic acid dielectric oil | |
US20140131634A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
EP2402957A1 (en) | Fatty acid and fatty acid alkyl ester oil additives | |
US20220332997A1 (en) | Dielectric fluid comprising fatty acid esters | |
US20140131639A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
US20140131635A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
JP2009076288A (en) | Electric insulating oil | |
US20140131641A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
US20140135522A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
Prasad et al. | Survey on Structure-Property relationship of Vegetable esters | |
US20140131638A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
US20140131640A1 (en) | Blended oil compositions useful as dielectric fluid compositions and methods of preparing same | |
SG177875A1 (en) | An electrical insulating fluid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130902 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160320 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191230 |