TW451228B - Transformer including a tank housing and a transformer core/coil assembly and method for filling a tank in a transformer - Google Patents

Description

451228 A7 B7 五、發明説明（1 ) 铲明之技術範圍 本發明就大體而論係關於使用於電力分配及動力設備（包 括變壓器）中之電介質冷卻劑、或絕緣油之領域。更特定 f之，本發明係關於一種以蔬菜油爲主之絕緣液體，及再 更特定έ之，係關於包含一種或一種以上蔬菜油及提高蔬 菜油作爲一種電介質冷卻劑使用之適合性之至少一種添加 劑之一種组合物。本發明亦係關於設備，諸如變簦器槽， 之修改，其可進一步增進蔬菜油作爲一種電介質冷卻劑之 使用之適合性。 發明之背景 使用於電力分配及動力設備（包括變壓器）中之一種絕緣 液體具有两種重要之功能。第一，其充當一種電絕緣介質 之作用及，第二，其輸送於設備中產生之熱。例如，熱係 自變壓器之線圈及鐵心或聯接之電路輸送至冷卻表面。除 了具有介電強度及冷卻容量之外，理想之絕緣液體應係環 境.1可相容的及相對地不可燃的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ---掌-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 歷時超過一世紀，衍生自原油之礦物油已係廣泛地使用 作爲於電設備中之絕緣及冷卻液體。然而，由於對於多種 室内及地下室設備裝置安全標準變成更荷求的，因此此等 油係廣泛地由不可燃之液體取代，諸如askarel(電介質通 稱）（多氣聯笨-PCB)流體。於1930年代開始，PCB，其通常 認爲係不可燃的，係廣泛地使用作爲礦物油之取代物以作 爲於電設備中之絕蝝液體。對於在建築物結構之内或附近 安置之設備中使用之絕緣油，由於在電故障之情況中必須 -4- I紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） -- 4512 2 8 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（2 將火災及爆炸損害之危險降牵^ 降至瑕低，因此不可燃性係一種 需要之性質。 最後’已抑，PC⑽環境上危險切體。因此，禁止 PCB之製造及㈣及彼等於新設備中之使用。對於現存之 含PCB(設備，已頒伟嚴格之法令，要求於某些裝置㈣ 務除及對於所有之其他裝置之嚴袼之限制。此外，溢出報 告、清理及處理需要依照於美國聯邦記錄❿心…Register) 之各種版本中公告之美國環境保護署法令中摘述之很嚴格 之規定。此外，由於彼等對於抑制電弧及有害之電弧一降 解作用副產物之相對地不足之能力，目此以pcB爲主之流 體係不應用於沈浸之安全及操作裝置，諸如沈浸之電力熔 斷器、斷電器、及負載斷連開關。 由於多氯聯苯之不便及缺點，因此已作多種努力以發展 栢對地.不昴貴、環境上安全、不可燃之絕緣油。到目前爲 止此等努力已係冤全成功的。本發明之—般目的係提供利 用#毒性、生物可降解的、相對地不可燃的、對於環境無 害的、及比較地不昴貴之一種絕緣液體之電設備。此外， 絕緣法通常符合電介質流體之現存之規格或指南及必須顯 示與目前使用之絕緣油通常可比較之性能特性。 油之某些功能性質及彼等之重要性係如下^ —種油於6〇 赫之電介質破壞（dielectric breakdown)表示其之於電力頻率 抵抗絕緣破壞之能力及係測量如於沈浸於油中之兩電極之 間產生電孤所需要之最低電壓。電介質衝擊破壞電壓^ (impulse dielectric breakdown voltage)表示其於瞬態電 | 應 5- 本紙張尺度適用令國國家榇準（CNS ) A4規格（2】0X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i f. 訂 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 45122 8 A7 五、發明説明（3 ) 〜一'* 力下諸如閃電及功率衝擊下抵抗絕緣破壞之能力。—種油 之損耗因數係於該油中介電損失之—種測量。低損耗因數 表示低介電損失及可溶性、極性污染物之低濃度。一種油 之氣體生成傾向測量其於其中部分放電係存在之條件下釋 出或吸收氣體之傾向-。 由於電介質流體之一種功能係攜帶熱，因此顯著地影響 流體作爲一種電介質冷卻劑功能之相對能力之因數係黏度 '比熱 '傳熱係數、及膨脹係數。此等性質之値，特定言 之於設備於全額定値之操作溫度之範圍内，係於適合之電 介質流體之選擇中權衡。 除了影響熱傳遞之所有之上述性質以外，用 ;&工業用途 之一種電介質流體應具有相對地高之介電強度、低之損耗 因數、與固體電介質可相容之介電常數、低氣體生成傾向 、及必.須係與曝露於其之典型之電設備材料相容^爲了適 當地作用，材料必須具有適合之熱傳遞容量，其係視其之 黏皮、比熱及膨脹係數而定。 目前之規則及標準另外要求，計畫作爲一種冷卻劑使用 之任何之電介質流體必須不被歸類爲可著火的（Flammable) ，而係歸類爲一種等級IIIB可燃之液體。安全规定係視用 途而定，其中將使用包含流體之電設備，諸如室内、屋頂 、地下室、及鄰近於建築物装置。根據危險之程度，可需 要一種或一種以上防護。一種受認可之防護之可選擇之方 式係用較低一可著火的及不可燃之液體取代習用之礦物油 。較低一可著火之液體必須具有等於或高於300°C之開杯 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) f. 訂 451228 經濟部中央標率局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（4 ) 如以上敘述，數種可實行之流體係已知的及使用於電設 備中。然而，由於對於環境顧慮之增高之認識及敏感性， 因此提供對於環境具有最低之影響及足夠快速並且容易地 降解，以使溢出將既不污染泥土或地下水面歷時任何重大 之時間期間、亦不於天然之生物降解作用程序之前代表一 後重要之危險之一種電介質流體，已變成優良的。用可再 生之來源替代非可再生之來源變成较佳的，特定言之於以 石油爲主之產物之領域内。購買者具有對於全天然產物之 增高之需求。最後，對於物質及彼等之降解作用副產物之 長期影響受到較多之注意。所有之此等環境'健康、及安 .全趙勢有利於以蔬茱油爲主之電介質冷卻劑優於自石油衍 生者之使用。 衍生自各種植物之油，於本文中稱爲”蔬菜油"，包括當 油係新製成的及謹愼地加工時具有適合之介電性質之多種 油。然而，時常係當曝露於自由態氧時此等油對於聚合作 用係特別敏感之情況 <'於曝露於自由態氧時，聚合作用之 速率係直接相關於油之溫度^曝露於氧活化不飽和之键， 造成ί由之氧化聚合作用，對於在流體中之設備及對於流體 自身之性質具有潜在之有害影響。 多種類型之電力分配設備，包括變壓器，係可運轉多年 而無須檢查之低維護設備。目前使用之礦物油對於因曝露 於氧而引起之降解作用係比蔬菜油顯著地較不敏感的及因 此通常通過標準之氧化作用安定性試驗。因此，由於彼等 -7 - 私氏張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4512 2 0 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 之長可實行之壽命，礦物油係很適合於在此種類型之電設 備中之使用。相對應地，直到目前爲止仍然不具有有效地 降低蔬菜油曝露於氧之長期影響之可接受之方法，因此蔬 菜油尚未成功地使用作爲於現代電設備中之電介質冷卻劑 ύ因此，提供符合或超過安全標準並且係環境上無害之一 種低維護以蔬菜油爲主之電介質冷卻劑係需要的。 自下列説明，本發明之此等及其他之目的及優點將出現。 發明摘述 本發明包括以一種或一種以上蔬菜油爲主並且包括提高 油之功能性質之各種添加劑之一種絕緣冷卻劑組合物。本 組合物較佳地具有低黏度、高介電強度、及高火點並且包 括一種低溫度添加劑、一種抗氧化劑、及一種抗微生物劑 ;選擇組合物以於電力分配及動力設備（而特定言之係變 壓器）中之長期間使用中係安定的。由於本組合物本質地 保一種天然食物產品，因此其不呈現環境或健康安全危險。 本發明另外包含一種氧去除裝置，以自電設備之頂部空 間移除氧。氧去除裝置較佳地係一種數量之一種氧吸收之 化合物’諸如鐵氧化物，其係容納於避免氧吸收之化合物 直接地接觸電介質冷卻劑之一種容器中。容器較佳地係— 種透氣性、不透水分/液體之材料構成，以使可係存在於 槽頂部空間中之任何氧最後將通過其及吸收於容器之内。 本發明另外包括用於降低包含氧之空氣之漏泄進入設備 殼中之裝置。此等裝置包括對於槽本身及使用於密封槽之 墊片之修改。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公董） ------------- (請先閱讀背面之注41^·項再填寫本頁) l·訂 451228 Α7 Β7 五、發明説明（6 ) 發明之詳細説明 本發明容許以蔬菜爲主之油作爲於電力分配或動力設備（ 包括變壓器）中之電介質流體之使用。蔬菜油通常包含自 具有多個已用相同數目之脂肪酸分子酯化之羥基之—種多 元醇諸如甘油之组合而生成之混合之三甘油酯。多種蔬菜 油係三甘油酯，即具有化學地键結於甘油之三種脂肪酸。 一種三甘油酯之通式係 ， 11 R2 R0-二 rfJ2 Η Η Ή ----.----------奢-- (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 其中Ri、R2、R3可係相同或相異的，具有C4至C22之碳鐽 及0至3之不飽和之程度。 於蔬菜油中之差異係由於脂肪酸分子中之變動而產生。 具有若干不同之脂肪酸，包括肉豆蔻酸、軟脂酸、硬脂酸 、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、花生酸、二十碳烯酸、 蘿酸、芥子酸、7-十六炔酸、二十二碳二烯酸、木塔酸、 二十四碳婦酸、珠光脂酸、margaroleic、鳕油酸、辛酸、 羊脂酸 '月桂酸及十七酸（heptadecanoic acid)。脂防酸及 i成之疏菜油可變動彼等之飽和之程度。^—種三甘油醋 分子上之三個腊肪酸可係皆相同的或可包含兩種或三種不 同之脂肪酸。雖然三甘油酯組合物自種至種變動、及自一 種特定之種之系至系較小變動，但是衍生自一種單一之系 -9- -訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公嫠） 4 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 12 2 8 A7 --;--- -B7_ 五、發明説明（7 ) 足蔬菜油將具有實質地相同之脂肪酸組成。 每種天然發生之三甘油酯具有獨特之性質。例如，.某些 t二甘油酯對於氧化作用係比其他敏感。根據本發明，最 好使用具有包括至少一不飽和程度（至少一個雙鍵）之 脂肪酸之油。此減輕氧化作用之效應及協助降低於其他情 泥可能發生之氩氣之釋出。已發現，包含單不飽和之油比 其他油較不容易地氧化及因此對於在本應用中之使用係略 Μ較佳的。適合之蔬菜油包括：黃豆油、蒸花子油 '油菜 籽油（canola)、棉籽油 '橄欖油、紅花油、希蒙德木油 (jojoba)、雷斯克懶勒油（iesqUereua)、及ver〇nja。所有皆 具有高於300°C之火點。 氧化作用避免 當蔬菜油包含之三甘油酯係曝露於氧時，彼等反應以活 化不飽和之鍵，產生油之氧化聚合作用。由於此種反應之 產物具有比原有之蔬菜油較劣之化學性質，因此此種反應 之差物係不佳的。已發現，由於氧化作用而產生之油性質 之長期降解作用需要長期曝露於氧。因此，例如，縱然一 種油於試驗之前係以氧飽和，倘若於試驗之期間避免其接 觸另外之氧，則其仍然可通過加速之壽命試驗而無不良之 效應。 因此，提供降低油之曝露於氧之一種裝置係較佳的經 由消除於電設備之頂部空間中之氧及將最初溶解於蔬菜油 中之氧之數量降至最低，可巨量地降低氧化反應之速率， 如α下敘述。然而，由於某些電設備之特別長之操作壽命 -10- 本度適用帽國家標事（CNS ) Α4祕（21GX297公釐)— ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) l·訂- 451228 A7 B7 五、發明説明（8 ) 預期，其通常係超過二十年，因此提供降低總反應速率之 另外之方法係較佳的。根據本發明，此係經由於蔬菜油中 落解一種氧去除化學品而部分地達成。逍合之抗氧化劑之 實例包括BHA(丁基化之氫化苯基甲基醚）、BHT(丁基化之 氫化甲苯）、TBI-IQ(第三丁基氫醌）、THBP(Tetra Hydro Butro Phenone)、软脂酸抗壞血酸基酯（速迭香油）、五倍子 酸丙酯及阿伐-、貝他-或德他_生育酚（維生素E)。其他適 合之抗氧化劑對於熟諳此技藝者將係已知的。 低溫度添加劑 對於電介質冷卻劑之性質重要之另一種因素係彼等之低 溫度物理性質’包括傾注點値。通常，蔬菜油不具有足夠 以適合於標準之電力分配用途之天然傾注點。—種通常之 電力分配用途將需要具有低於_2〇。<：之傾注點之一種冷卻 劑。恨據本發明，修改以蔬菜油爲主之冷卻劑以求確保縱 然當設備於其之停止運轉周期之期間經歷適度之低溫度（ 低菸-2(TC )時其仍然將保持一種可流動之液體。油之修改 包栝來自包括聚乙酸乙烯酯低聚物和聚合物及/或丙雄酸 低聚物和聚合物之一種傾注點壓抑劑之添加。 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 另外已發現’油之某些掺和物具有比成分油之任一種單 獨具有者较低之傾注點。例如，已發現25百分比黃豆油（I) 與75百分比油菜籽油（ΙΪ)之一種摻和物具有-24°C之傾注點 ，如比較⑴及（II)分別地具有之-15°C及-16°C。顯示於傾注 點中相似地有利之降低之某些其他之組合包括：25%黃豆 油+75%油酸酯改質之油、50%黃豆油+50%油酸酯改質之 -11 - 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐} 4 512 2 8 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（9 油、25%黃豆油+75%葵花子油。〇_1%至0.3%花楸丹三硬脂 酸酯之添加亦將降低油之傾注點。將暸解，於本文中記載 之组合之表列不是包括一切的，而係用於本發明之本性之 舉例説明。 另外已發現，疏菜油顯示不同於礦物油之低溫度行爲。 特定言之，倘若冷卻一種蔬菜油至略微高於其之傾注點溫 度之低溫度，以使其仍然係可傾注的，則於此溫度於長期 鍺存之後其可變成固體或膠化。亦已發現，油之低溫度安 宅性可係經由一種或一種以上傾注點壓抑劑添加劑之添加 、及經由兩種或兩種以上油之摻和而改良，如以上敛述。 抗微生物添加劑 另外最妤於蔬菜油中包括一種化合物以抑制微生物之生 長。可使用與蔬菜油相容之任何適合之抗微生物物質。例 如，已.知驗系抗氧化劑諸如BH A具有抵抗細菌、徽、病毒 及原生動物之某些活性，特定言之當與其他抗微生物物質 諸如山梨酸鉀、山梨酸或單甘油酯使用時。維生素£、抗 壞血酸基-6-癸酸酯及其他已知之化合物亦係適合於作爲於 油中之抗微生物劑使用。 水移除 由於水對於電介質性能之負面影響，因此於流體争水（一 種極性污染物）之存在係不良的。於流體中之水將以對於 反應可利用之水之數量成比例地增加於蔬菜油基中脂肪酸 醋之降解之速率。此等反應之最明顯之指示劑係由於流體 之增加之酸度而產生之於中和値之數値中顯著之增加。此 -12- ‘紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) μ規格（2I0X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁〕 -訂 45122 δ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（ΊΟ ) 種反應將導致極性污染物之生成（ASTM D974)。 此問題係經由電力分配設備必須操作之廣泛溫度範圍而 加重。已知’礦物油之電介質擊穿特性及其他介電性質係 直接地相關於在油中存在之水之飽和之百分比。當飽和點 到達時，介電強度快速地降低D用於電介質冷卻劑使用之 典型礦物油’於室溫之飽和點係約65 ppm，及於標稱操 作溫度（約100°C )係超過500 ppm。然而，通常要求電力分 配設備能於廣泛之溫度範園内操作，造成需要以達成飽和 之於水分含量溫度中固定之提高與降低。當降低油至較低 之溫度時，於高操作溫度下溶解或於蒸氣/液體平衡之水 可沈滅:或冷凝。 對於在新電力分配設備中之使用，標準通常要求自習用 之礦物油移除水分至低於3 5 ppm。於充填電力分配設備之 前，水分移除方法使用於一降低之壓力室内蒸發、過濾、 或兩者以達成於室溫之15-25%飽和之典型水準（l〇-i5ppm)。 蔬菜油，對照地，具有很較高之水飽和點，通常於室溫 遠超過500 ppm。因此，對於在新電力分配設備中之使用 ，以百萬分點之方式之可接受之水分水準可係比習用之油 遠爲较高。然而，由於在蔬菜油中之水造成脂肪酸酯降解 之另外負面影響，因此水分移除方法應努力至飽和之百分 比遠低於礦物油之需要之値之水分水準。對於蔬菜油，推 荐於水分移除方法之結束5至I〇%之飽和水準範圍。 固體移除 亦已發現，最妤經由過濾而自油移除各種蠟狀微粒狀物 -13 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（2i0X297公楚） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 451228 A7 --—_________B7 一 五、發明説明（n ) 賢及其他微小之固體污染物。適合之過濾方法之一種實例 保具有移除小至5微米之微粒狀物質之能力之一種過濾介 質。 處理 將以相似於處理習用之礦物電介質基油之目前實務之方 法處理每種蔬菜油，以移除過量之水分至低於1〇百分比 (10%)之飽和水準之程度，及移除微粒狀物質、及其他污 染物。然後摻和經處理之基油以達成需要之組成ώ將添加 劑加入此等摻和物中以改良混合物之某些關鍵之性質，包 括抗氧化劑、抗微生物劑、及傾注點壓抑劑。一旦物質係 已均勻地摻和，較佳地將產物儲存於密閉之系統或容器中 以爲未來之使用。 設備充填 必須將電介質冷卻劑適當地引進入電設備槽中。用於槽 充塡之較佳方法將可能不利地影響冷卻劑之關鍵性質之冷 卻劑之曝露於大氣之氧'水分、及其他污染物降至最低。 較佳之充填方法包括槽内容物之乾燥、抽眞空及用乾燥氮 氣取代空氣、於部分眞空下充填、及槽之立即封閉。倘若 電裝置於電介質流體與槽蓋之間需要一頂部空間，則於充 填及封閉槽之後，應抽眞空於頂部空間中之氣體及用具有 於2與3 Psig之間之穩定正歷、力於2yc之—種惰性體 如乾燥氮）取代。 本發明油之性質 已發現，大多數之蔬菜油具有比習用之電介質油及較低 -14 - 本紙張u適用中國國家襟率（CNS) Αϋ( 210X297公餐） -------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) r.. ------^訂 —I··

451 2 2 B A7 B7 12 五、發明説明（ •可著火之流體之可接受之最低標準（300t)皆遠爲較高之 開杯火點。例如，黃豆油通常具有約350。(：之火點。根據 本發明’較佳之油於l〇(rc具有於2與15厘史托克（cSt)之間 及於40°C具有低於110厘史托克之黏度、及具有大於0.3卡/ 克/ C之熱容量（比熱）。 長期安定性係經由最有利之蔬菜油摻和物之選擇、處理 、及抗氧化劑及抗微生物劑之添加而增進。安定性係經由 控制组合物曝露之環境（特定言之，將進入槽中之氧、水 分及污染物降至最低）、及經由提供移除或捕捉可能漏泄 進入槽中之氧之裝置而進一步增進β 低溫度性質係經由使用最適之蔬菜油摻和物及經由使用 傾注點壓抑劑添加劑而改良。共同地，此等方法可造成低 於-20 C之饋注點，其對於大多數標準電設備用途係足夠 低的。_ 於槽頂部空間中之氧之去除 -去除可係存在於包含一種以蔬菜油爲主之電介質流體之 電.k備之頂部空間中之氧亦.係較，佳的。對於電設備設計， 具有不同之方法。不適合於以蔬菜爲主之絕緣冷卻劑之一 種設計係貯油器非密封之類型。 於ANSUIEEE標準電力分配及中級動力設備設計中較通 常者係一種槽頂部空間之使用，以容許槽内容物之膨脹及 收縮。縱然設備之頂部空間係逐出空氣及用惰性氣體置換 ’但是於操作壽命之期間内由於蓋或附件之開口、通過塾 片之緩I隻移動、及壓力釋放裝置之操作，空氣（氧）漏液進 -15 - Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -- --'-'ί ----------—輋-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 451228 A7 ----___ B7 五、發明説明（13 ) ~一 入頂部空間中仍然係可能的。氧之進入頂部空間中最後將 促成於流體中抗氧化劑添加劑之消耗。因此，去除可能漏 泄進入槽之頂部空間中之氧係較佳的。 由於密封與頂邵空間相通之任何組件、蓋或接近點之整 片及其他裝置對於時間期間内之漏泄皆係易受影響的，因 此降&氧之進入之一種方法係焊接與頂部空間相通之任何 組件、蓋或接近點。. 此可係經由於頂部空間中供應一種乾燥氧去除化合物而 建成。爲了避免於氧去除化合物與蔬菜油之間之接觸，最 好於一種氧-可透過及水分_不可透過之聚合物容器中 包含此種化合物。適合之容器之實例包括由聚稀烴製造者 ’包括高密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、或聚甲基戊烯、 及其之共聚物。選擇之材料對於氧必須係充份地可透過及 於高操作溫度及於槽曝露之溫度之廣泛範圍内必須皆能維 持需要之特性。一種較佳之材料係一種聚合物膜，其可係 製造成爲一種袋以包含氧去除化合物。 一種較佳之氧去除化合物係由W.R.葛雷斯及夥伴公司 (Grace & Company)之克里歐瓦克部門（Cryovac Division)( 杜恩坎（Duncan)，南卡羅林納奸丨（South Carolina) 29334)以 名稱Ageless銷售者。Ageless之主要成分係鐵氧化物。或者 ，氧吸收劑可包含亞鐵鹽類與一種氧化作用修飾劑及/或 金屬亞硫酸鹽類及硫酸鹽類化合物之一種混合物。此等化 合物根據下列式與氧反應： -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 45122 8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（14 )

Fe — > Fe+2 + 2tr - ViQ2 + H20 + 2e «> 20H'

I

Fe+2 + 20H* -> Fe(OH>2 Fe(OH)2 + + %H20 --> Fe(〇H)3 於以上反應中，水亦反應，由於水係可有害地影響油之介 電性質之一種極性污染物，因此於本應用中此係有利的。 或者’可根據美國專利第2,825,651號之敎導提供一種氧 移除之化合物，該專利揭示包含一種亞硫酸鹽與一種加速 劑（諸如水合之硫酸銅、氯化亞錫、或氧化亞鈷）之一種混 合物之一種氧移除劑。第二種替代之氧去除化合物係揭示 於美國專利第七384,9^^,，其敎導錳、鐵、鈷或鎳之一 種鹽、一種鹼化合物及一種亞硫酸鹽或一種潮解性物質之 使用。 可使用以自頂部空間去除氧之其他化合物之實例包括： 碳輿活化之鐵粉末之一種組合，亞硫酸氫鹽、氫氧化鈣、 碳政氫鈉及活性碳之混合物，於一種金屬粉末之表面上塗 佈之一種金屬鹵化物粉末，及一種鹼化合物諸如氫氧化躬 與碳酸鈉或碳酸氫納之組合。 下列説明係以一種電變壓器之方式提供》熟諳此技藝者 將瞭解’記載之組合物及方法係相等地適合於在其他類型 之電設備中之使用，包括，但不受限於：反應器、變塵器 、開關裝置、穩恩器（regulators)、.分接頭變換器室（tap changer c〇mpartrnents)、高電壓絕緣管（high voltage bushings)、及其他。

• V -17 - 本紙張 (CNS) Α4 規格（2Ι0Χ 297 公瘦） (請先閑讀背面之注意事項再填、寫本頁) ^訂 4 5 12 第86100297號專利申請案 中文說明書修正頁(88年12月） A7 B7 I等部. ΛΛ t ίΐ 4 五、發明説明（15 圖式簡單說明 圖1為本發明之變壓器槽； 圖2為在變壓器槽内的氧氣去除材質之外殼 圖3為具有圖1及圖2的槽與殼之變壓器。 符號簡單說明 及 10 表示變壓器槽； 26 表示有螺紋之開口； 12 表示槽體； 27 表示適當附於殼24之滯留環； 14 表示槽蓋； 28 表示有螺紋之塞； 16 表TJT整片， 30 -表示觀察口； 18 表示電介質絕緣流體； 33 .表示氧可滲透膜； 20 表示槽頂部空間； 34 .表示支撐膜33的篩減栅格；及 22 表示聚合物容器； 40* 表示自動壓.力釋放裝置(PRD)= 24 表示聚烯烴殼； (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝' 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印焚 現在參考圖1，一種變壓器槽1 0通常包含一槽體12、螺栓 或焊接於槽體12並以一墊片16密封之一槽蓋14。槽體12係 密封的。槽1 0容納變壓器核心及線圈（未顯示出）或其他電 設備，其係沈浸於一種電介質絕緣流體1 8中。於流體之表 面與槽蓋之間之空間係槽頂部空間20。根據本發明之一種 具體實施例，包含氧去除物質之一聚合物容器22係安置於 槽之頂部空間之中，較佳地於槽蓋之内部上，如於圖1中顯 示。如以上記載*容器22較佳地係由透氣性膜構成之一囊 或袋。根據於圖2中顯示之一種更佳具體實施例，容器22係 -18 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ίι 〇12 2 第86100297號專利申請案 中文說明書修正頁(88年12月） Α7 Β7 五、發明説明（153)

支辖於鄰接於槽蓋中之一有螺紋之開口 26按置> 及夂—聚烯烴 殼24中。一有螺紋之塞28密封於槽蓋14中之閘口中之容器 及較佳地包括一透明之觀察口 30。將瞭解，觀察口 3〇可替 代地組合入槽蓋或壁之另一部分中。 當需要或必須置換氧去除物質之容器時，移除有螺、疑之 塞28、及自聚晞烴殼24移除容器22及將其置換。殼24之低 透氣性防止於移除有螺紋之塞之短期間之内於頂部空間2〇 與外部大氣之間之重大之氣體交換。縱然容器之透氣性不 是高致使阻礙於較延長之時間期間之内氧去除物質之操 作，此仍然可達成。 再參考圖2，除了氧去除物質以外，最好提供指示於槽 頂部空間中氧之存在之一種裝置。此種指示劑較佳地係一 種氧敏感之化合物，諸如由三菱氣體化學公司 (Mitsubishi Gas Chemical Company)銷售及於美國中 由W.R.葛雷斯及夥伴公司之克里歐瓦克部門以商品名稱Ageiess (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 柒- 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 -18a - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局舅工消費合作社印製 45122 8 A7 B7 五、發明説明（16 )

Eye供銷者。當周園氧滚度超過0,1%時’此種化合物顯示 —種粉紅-至藍顏色改變。 氧指示劑較佳地係以某種方式容納於槽頂部空間中，以 使其可化學地接觸於頂部空間中之氣體並且自槽之外部係 可見的以檢查。達成此之一種方法係安置氧指示劑鄰接觀 察口 3 0，如顯示。 攢修改 除了以上以外，於變壓器中以蔬菜油爲主之電介質絕緣 流體之使用係以對於變壓器槽之某些修改而協助。此等包 括提供上述之密封、可進入之室，其中可置換氧吸收之物 質而不增加於槽中之油之曝露於空氣。其他之修改降低空 氣之漏泄進入槽中，以求降低油之長期曝露於空氣。 現在麥考圖3，.一種此種修改係關於槽頂部空間2 〇之體 積。例如’現行之ANSI/IEEE C57系列標準要求電力分配 變恩器槽用於電線桿及墊安裝之設計（p〇le and padmounted designs)於-5°C至+i〇5eC之溫度範圍内、及用於配電所變 壓器於-206C至+i〇5°C之溫度範園内維持密封。於此種範 園之外’槽通常係排氣以避免對於槽或相關設備之損害。 根據本發明’增加頂部空間體積以使槽維持密封之溫度範 圍對應地增加’因此降低氧（空氣）漏泄進入槽中之可能性 。特定言之’本發明之槽較佳地包括足夠以容許槽自-2〇 C至+ 115 C維持密閉之頂部空間體積。 此外，母個槽包括—自動壓力釋放裝置（PHD) 40，以如 上述將槽排軋。根據本發明，校正pRD 4〇以僅當内部廢力 __ -19- 本祕尺度適用中國國-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 C4 b 1 2 2 8 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 五、發明説明（17 超過9土 1 pSig時自動地將頂部氣體空間排氣、及當壓力降 低至6土 1 psig時自動地再密封。由於pRD於正壓力再密封 ，因此縱然於由PRD棑氣之後，頂部空間仍然將維持正壓 力。於頂部空間中維拎正壓力協助避免空氣進入横中。 除了上述以外，亦最妤用來自實質地不透氣之—種材料 製造之墊片置換習用之墊片（未顯示出將瞭解，此種整 片材料亦必須係抵抗經由電介質冷卻劑之降解作用。—種 遴合之墊片材料之實例包括具有高丙烯腈含量之腈橡膠、 及备種氟基彈性體，於其中以名稱VITON(杜邦公司（E I. du Pont de Nemours & Company)之一種商標）銷售之化合物 係代表性的。對照地，咸信聚矽氧橡膝、及具有低丙婦骑 含量之腈橡膠，由於相對地高之透氣性，因此係較不適合 的。將暸解，此種表列僅係舉例説明的，及可使用其他彈 性、不透氣之材料以生成變壓器槽之塾片。如以上提及， 防止與塾片之長期使用相關之漏泄之另一種方法係焊接殼 封-閉，兒全地消除塾片之密封。 降低氣體進入之另一種方法係經由以其他方法提供熱膨 脹而消除頂部空間。壓力/部分眞空抵抗將係基於_20至115 °C之平均流體溫度之熱範圍。 對於具有足夠之頂部空間之單位，以蔬菜油爲主之電介 質冷卻劑亦可充當於高溫度變壓器之最近發展中之一種優 良之物質，其通常具有超過115°C之周園溫度之最高頂點 油分級之溫度上异。 内部絕緣修改 -20 - 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS > A4現格（210X297公嫠） !ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 451228 五、發明説明（18 除了前述以外，於其中紙絕緣已係 替代之電設備中，以蔬菜油爲主之電人纖維素絕緣”紙” 較高之固有之安全性。此係由於;纖:有 取 匕括万族聚醯胺絕緣材料 、聚酯材料、polamid、及其他。 雖然已顯示及故述本發明之—種較佳具體實_，但是 熟諳此技藝者於不違背本發明之精神下可作其之修改。 (請先閏讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局貝工消費合作杜印繁 -21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2Ι0Χ297公釐）

Claims (1)

1. 45122 Α8 Β8 C8 笫86100297號專利申請案 中文申請卑利範圍修正本(88年12月）Μ

   六、申薄專利範圍 告本. ί_.二壓器，包括變壓器鐵心/線圈總成之一種槽，包 含： 圍繞該鐵心/線圏總成之一種基本上為食品級之電介質 絕緣流體，該流體包含一種蔬菜油、溶解於該油中之一 種抗氧化劑、及摻和入該油中之一種低溫度添加劑，該 流體界定於該流體之上之一種頂部空間；及 包含於該槽-中並與於該頂部空間中之氣體接觸但隔離 不與該電介質流體接觸之一種氧吸收之物質。 ：S 2. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該油進一步包括 一種低溫添加物。 《 3. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該氧吸收之物質 包含鐵氧化物。 4. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該氧吸收之物質 係容納於一種透氣性、不透液體之容器中。 5. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，另外包括於槽中之一 開口及於該開口中之一密封之塞。 6. 根據申請專利範圍第5項之變壓器，進一步包括用於觀察 該氧吸收之物質之一觀察口。 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，進一步包括在該液體 上之頂部空間氣體接觸以指示於該頂部空間中氧之存在 之一種指示劑。 8. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該氧吸收之物質 包含一種亞硫酸鹽與選自包括水合之硫酸銅、氯化亞錫 及氧化亞錄之一種加速劑之一種組合。 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS )六4说格（210Χ297公釐） 經濟部中央揉準局男工消費合作杜印製 A8 B8 CS D8 π、申請專利範圍 9·根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該氧吸收之物質 包含碳與活化之鐵粉末之一種組合。 10.根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該氧吸收之物質 包含亞硫酸氫鹽、氫氧化弼、碳酸氫鋼及活性碳。 11·根據申請專利範圍第1項之變壓器，其中該氧吸收之物質 係選自包括於一種金屬粉末之表面上塗佈之一種金屬鹵 化物粉不·，及一種驗化合物與一種碳酸鋼° 12. 根據申請專利範圍第1項之變壓器，進一步包括與電介質 流體接觸之氧氣去除材料。 13. 根據申請專利範圍第I〗項之變壓器，其中氧氣去除材料 係溶於絕緣流體中。 Η.根據申請專利範圍第1 2項之變壓器，其中氧氣去除射料 ： 係包含在可透氧、不可透液體之膜中。 . - '♦ . 15. —種變壓器，包括 一槽殼； _ 一鐵心/線圈總成；及 、 一種圍繞在該鐵心/線圈總成之基本上食品級之電介 質絕緣流體，其中該電介質流體包括蔬菜油及抗氧化 劑。 16. 根據申請專利範圍第1 5項之變壓器，其中該蔬菜油包括. 具至少一級未飽和之脂肪酸。 17. 根據申請專利範圍第1 5項之變墼器，其中該蔬菜油在溫 度低於-2 0 °C下為可流動之液體。 18. 根據申請專利範圍第1 5項之變壓器，其中該蔬菜油係下 -2- 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公* ) 裝 訂 絡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 4 2 2 ABCD 酿 油 甘三之式 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 CHv-O—c—R, [ o 1 · CH-~〇^c~Rrt 〇^ '^ II UHi-O —c —R3 ’、中Rl，R2及R3為相同或不同，係選自包括具有 碳原子之碳鏈及不飽和度〇至3之碳鏈之群。、 19·根據申請專利範圍第16項之變壓器，其中脂肪酸係選自 包括肉旦蔻酸、軟脂酸' 硬脂酸、油酸、亞麻油酸、次 亞麻油酸、花生酸 '二+碳烯酸、蘿酸、芥子酸、7—十 二炔酸、二十二碳二烯酸、木洛酸、二十四碳婦酸、珠 先脂酸、margaroleic、鳕油酸 '辛酸、羊脂酸、月桂酸 及十七酸（heptadecanoie acid)。 2〇_ —種充填變壓器内槽之方法，包括·· 乾燥槽的内部； 自槽抽空氣體並以乾的惰性氣體取代空氣； 在部份真空下以包括蔬菜油及抗氧化劑之電介質流體 充填槽；及 密封此槽。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） J_ j ^------ί —I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂