SE467327B - Isolerolja och elektrisk apparat fylld med densamma - Google Patents

Description

S467 527 10 15 20 25 30 35 5 hos isoleroljan utan några tillsatser. De prov som visas i fig. l sker genom att nedsänka en kopparkomponent, såsom en kopparplatta med en yta i förhållande till oljan inom stor- leksområdet 44,8 cmz/100 ml i en isolerolja, blåsning av syre genom isoleroljan i ett förhållande 10 ml syre till 100 ml olja, upphettning av isoleroljan och kopparplåten i isoler- olja till 95°C och kontinuerlig mätning av tan 8 i isolerol- jan med användning av elektroder vilka också är nedsänkta i isoleroljan. Kopparplåten representerar en tänkt papperstäckt koppartråd, nämligen om kopparkomponenten inte är närvarande kommer tan 8 hos isoleroljan inte att öka. Under ovanstående experimentella villkor är det känt att en timmes upphettning av isoleroljan med kopparkomponenterna nedsänkta motsvarar ungefär ett års funktion i en elektrisk apparat.

Som ett förfarande för uppmätning av en extrem nedbrytning av isoleroljan, i vilken slammet bildas. finns JIS (Japanese Industrial Standard) C 2101-provförfarandet. Dessa provför- farande genomföres genomföres genom att utsätta ytan av iso- leroljan för en syraatmosfär och att oxidativt nedbryta iso- leroljan i närvaro av koppar vid l20°C under 75 timmar och beräkna syrestabiliteten hos isoleroljan ur mängden bildat slam och det totala syravärdet efter nedbrytningarna ur iso- leroljan.

Samma provförfarande eller beräkningsförfarande kan också användas i andra industriella standard. såsom i IEC publ. 74, ASTM D-l904 och liknande. Vid sådana prov har det visat sig att nedbrytningen av isoleroljan kan effektivt undertryckas genom tillsats av omkring 0.1 till 1,0 2 antioxidationsmedel i form av dibutyl-tertiär-parakresol (nedan förkortat DBPC). Av detta skäl normaliseras oxidationsstabilitetsproven för DBPC i ovanstående IEC och ASTM standarder och isolerolja försatt med DBPC är redan i praktisk användning. ' Som en isolerolja för elektriska apparater är det inte önsk- värt att använda tillsatser med hänsyn till underhåll av apparaten. såsom utbyte eller komplettering av isolerolja 10 15 20 25 30 35 467 327 under drift. Det finns emellertid inget val till användning av DBPC i isoleroljan. före utvecklandet av ovan nämnda elekt- riska apparater. vilka kan förhindras oxidativ nedbrytning av isoleroljan. Därför användes fortfarande DBPC. Om tillsatserna tillsättes en isolerolja kan emellertid också följande förde- lar erhållas. Exempelvis visas i JP-A-50-15320 en elektrisk isolerolja i vilken 0,1 till 3 % nonjoniskt ytaktivt medel blandas i en mineralolja för att förhindra sönderdelning av den dielektriska hâllfastheten beroende på inverkan av fuktig- het eller andra föroreningar. JP-B-54-137698 visar en elekt- risk isoleroljeförening i vilken polyoxietylenalkylamin till- sättes till en isolerolja för att undertrycka strömmande upp- laddning. Vidare visar JP-B-52-109199 en elektrisk apparat för användning av en isolerolja tillsatt med en polyeter för att undertrycka strömmande uppladdning.

I ovannämnda JP-B-54-137698 beskrives att en sänkning av volymresistiviteten och en ökning av dielektricitetstangenten hos isoleroljan tillsatt med polyoxietylenalkylamin under kon- tinuerlig termisk sönderdelningsprov är liten. Denna hänvis- ning skiljer sig emellertid från föreliggande uppfinning såsom nedan nämnes, genom ändamålet, typerna av använda tillsatser och de sätt på vilka de användes. Å andra sidan är det känt att ovan nämnda DBPC kan undertrycka oxidativ sönderdelning. Sålunda visas provresultat på en iso- lerolja tillsatt med 0,3 2 DBPC. provad på samma sätt som i fig. l i fig. 2. Ur denna figur visade det sig att tan 6 för en isolerolja tillsatt med DBPC är snarare högre än den hos en isolerolja utan någon tillsats vid början av sönderdelningen.

En elektrisk apparat i vilken syre förhindras att komma i kon- takt med ytan på isoleroljan som finns i apparaten kommer inget slam att bildas när man använder isolerolja tillsatt med DBPC. Det uppstår emellertid andra problem genom att DBPC satt till isoleroljan ökar tan 5 hos isoleroljan. 10 15 20 25 30 35 Å 4 67 327 SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Följaktligen är det ett ändamål med föreliggande-uppfinning att tillhandahålla en isolerolja och elektriska apparater fyllda med densamma, i vilka en ökning av dielektricitetstan- genten isoleroljan undertryckes under apparatens funktion för att undvika nedbrytning i isoleroljan, varigenom man möjliggör att isoleroljan användes under en utsträckt tidsperiod.

För att uppnå detta ändamål, enligt en aspekt på föreliggande uppfinning, tillhandahâlles en isolerolja innehållande N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklohexylamin.

Enligt en annan aspekt på föreliggande uppfinning tillhanda- hålles elektriska apparater med användning av en isolerolja, vilken består av en behållare; en isolerolja innesluten i be- hâllaren och innehållande N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklohexyl- amin och en kopparkomponent nedsänkt i isoleroljan.

KORT BESKRIVNING AV FIGURERNA Föreliggande uppfinning belyses av följande detaljerade be- skrivning av en föredragen utföringsform av exempel enligt föreliggande uppfinning som skall ses i samband med bifogade ritningar där fig. l och 2 är diagram visande förändringar i den dielektriska tangenten (tan 8) hos konventionell isoler- olja som en funktion av sönderdelningstiden och fig. 3 är ett diagram som visar förändringarna i dielektricitetstangenten (tan 5) hos en isolerolja som en funktion av sönderdelnings- tiden enligt exemplen i föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV EN FOREDRAGEN UTFÖRINGSFORM Utföringsformen enligt föreliggande uppfinning beskrives nedan.

Det visade sig experimentellt att en förändring i dielektrici- tetstangenten (tan 8) hos en isolerolja skedde. nämligen tan-ökning, när följande villkor är uppfyllda. 'a 10 15 20 25 30 35 467 327 (l) Närvaro av syre även i små mängder och (2) i närvaro av koppar upplöst i isolatoroljan. En liten mängd syre kvarstannar i isoleroljan vid framställning av oljefyllda elektriska apparater. Kopparledare täckta med iso- lerpapper nedsänktes i isolerolja till en så stor utsträckning att koppar från ledningarna lätt upplöses i isoleroljan genom isoleringspappret. Vidare accelererar den relativt höga tempe- raturen hos isoleroljan sönderdelningen av isoleroljan.

Föreliggande uppfinning riktar uppmärksamheten på den andra av de ovan nämnda faktorerna, nämligen existensen av koppar i isoleroljan och visar att det är möjligt att hålla tillbaka ökningen av tan 8 om samverkan mellan upplöst koppar och syre eller oxid i isoleroljan förhindras. Som ett resultat av detta visar det sig att isolerolja, innehållande N.N-bis- (2-hydroxietyl)-N-cyklohexylamin enligt föreliggande uppfin- ning, kan lösa ovan nämnda problem, nämligen ökningen i tan 6 i isoleroljan. N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklohexylamin reagerar med koppar kvantitativt och därför uppfylles icke ovanstående två villkor även om syre är närvarande i isoler- oljan. vilket gör det möjligt att förhindra ökningen i tan 8 i isoleroljan.

Isoleroljan enligt föreliggande uppfinning. med egenskaperna att isolera lindningar i elektriska apparater. JIS C 2320, IEC 296 klass II, ASTM D Typ I och II, raffinerde mineraloljor. klorerade aromater. silikonoljor, estervätskor och liknande kan användas.

Enligt föreliggande uppfinning tillsättes N,N-bis(2-hydroxi- etyl)-N-cyklohexylamin till isoleroljan i en mängd på 0.5 mg/1 eller mera, företrädesvis inom omrâdet 0.5 till 100 mg/1. Om mängden tillsats är mindre än 0,5 mg/l är effekten på att undertrycka sönderdelningen av isoleroljan otillräcklig. A andra sidan om mängden tillsats är högre än 100 mg/l mättas undertryckningseffekten och man erhåller ingen märkbar för- bättring av undertryckningseffekten i proportion till tillsatt mängd. I detta sammanhang kan noteras att N.N-bis(2-hydroxi- 0467 527 10 15 20 25 30 etyl)-N-cyklohexylamin befinner sig i flytande tillstånd och lätt kan upplösas i isoleroljan.

Isoleroljan kan om närvarande användas i elektriska apparater som isolator eller kylmedium och fyllas i en tank eller be- hållare i vilken pappersbelgda kopparlindningar föreligger.

Elektriska apparater enligt föreliggande uppfinning innefattar transformatorer, ställverk. kondensatorer, kablar och reakto- rer eller liknande. En föredragen elektrisk apparat är en sådan som matas med kvävgas, i vilken kvävgas införes i ett utrymme ovanför en yta av isolerande olja istället för luft eller en konservatortyp med ett barriärmembran för att separa- ta isolerolja från luft. Kopparkomponenten är exempelvis en koppartråd, en kopparslinga eller liknande.

Ges exempel på föreliggande uppfinning.

Exempel l till 4 Förändringen i tan 6 hos isolerolja med avseende på tiden uppmätes på samma sätt som i fig. 1 eller 2. De använda iso- leroljorna var högspänningsisoleroljer sålda under varumärket TN av NIHON SEKIYU CO., LTD. De erhållna resultaten belyses i fig. 3 där isolerolja innehållande N,N-bis(2-hydroxietyl)-N- -cyklohexylamin vid 0,5 mg/1 (exempel l, kurva A i fig. 3), l mg/1 (exempel 2, kurva B i fig. 3). 5 mg/1 (exempel 3. kurva C i fig. 3) och 100 mg/l (exempel 4, kurva D i fig. 3). Test- villkoren var följande: kopparkomponentens yta var 44.8 cm2/l00 ml olja, med syre närvarande var 10 ml/100 ml olja och temperaturen hos isoleroljan var 95°C.

Som framgår av fig. 3 ökar tan 6 i isolerolja innehållande N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklohexylamin inom området 0,5 till 100 mg/1 icke med tiden.

Exempel 5 till 9 och jämförelseexempel Åtskilliga egenskaper såsom resistivitet tan 5 (vid 80°C). 10 467 327 nedbrytníngsspänning, syravärde och ytspänníng (vid rumstempe- ratur eller omkríng 25°C) hos ísoleroljan mättes under samma provvíllkor som 1 exemplen l till 4. Proverna på ísoleroljan var sammansatta av en högspänníngsísolerolja NT och 0,5 mg/1 (exempel 5), 1 mg/1 (exempel 6). 15 mg/l (exempel 7), SO mg/l (exempel 8), 100 mg/1 (exempel 9) och 0 mg/1 (jämförelseexem- pel) N,N-bís(2-hydroxíetyl)-N-cyklohexylamín. De erhållna resultaten anges i följande tabell. 467 327 in ü. fismflbßnofixwnïz.. Éfimfiöëænnw. wfiTzâ v.. 55 oc moo.o oß ßooo Éo-Xqß o .xmflämzn wc ooomo on ooo.o ÉEXNÉ oo_ o oc moo.o 2. ooo.o m.o_Xc.~. om o oc moo.o om ooo.o ÉEXQÉ m_ ß .oc moo.o oß ßoo.o m_o_Xo.ß _ o oo moo.o oß ßooo Éo-Xoš. m.o m ^wšzä. fimæww ê š _ Q .Qå ä ämflficcmmwuæ møumšwuæm »wmficuæunwmc ß :nu umfiäfiumflmmu uumm Hwmëwxm Ûømm mfiäeö. ääuwgäpê Es, 0.3 v? .HAHMQB än 10 15 467 327 Som visas i ovanstående tabell kan man observera att dielekt- risk nedbrytningspänning och ytspänning hos isoleroljan inte sänks även i det fallet då isoleroljan innehåller större mäng- der N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklohexylamin, såsom vid 100 mg/1. Följaktligen framgår det att N,N-bis(2-hydroxietyl)-N- -cyklohexylamin kan användas utan skadlig inverkan på isoler- oljan och att den är mycket lämplig som tillsats till en iso- lerolja.

I föreliggande uppfinning kan istället för isolerolja användas smörjolja och samma effekt som ovan nämns uppnås.

Enligt en föredragen utföringsform och exemplen enligt före- liggande uppfinning som visas och beskrives här är det uppen- bart för fackmannen att olika förändringar och/eller modifika- tioner därav kan ske utan att man lämnar uppfinningens anda och ram på det sätt som den definieras i bifogade krav.

Claims (7)

"4e7 527 10 15 20 25 10 Patentkrav

1. l. Isolerolja innehållande N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklo- hexylamin. W,-

2. Isolerolja enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den innehåller åtminstone 0,5 mg/1'l N,N-bis(2-hydroxietyl)- -N-cyklohexylamin.

3. Isolerolja enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att en ökning av tan 5 i isolerolja undertrycks.

4. Elektrisk apparat fylld med en isolerolja bestående av: en behållare, en isolerolja innehållande N,N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklo- hexylamin, varvid oljan är fylld i behållaren och en koppar- komponent nedsänkt i oljan.

5. Elektrisk apparat enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att innehållet av N.N-bis(2-hydroxietyl)-N-cyklohexylamin är åtminstone 0,5 mg/1.

6. Elektrisk apparat enligt kra 4, k ä n n e t e c k n a d av kopparkomponenten utgöres av en koppartråd.

7. Elektrisk apparat enligt krav 4. k ä n n e t e c k n a d av att kopparkomponenten är en kopparfolie. dljl