TWI574282B - 介電絕緣介質、介電絕緣介質之用途、用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及對用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法 - Google Patents

介電絕緣介質、介電絕緣介質之用途、用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及對用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI574282B
TWI574282B TW100146023A TW100146023A TWI574282B TW I574282 B TWI574282 B TW I574282B TW 100146023 A TW100146023 A TW 100146023A TW 100146023 A TW100146023 A TW 100146023A TW I574282 B TWI574282 B TW I574282B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fluoroketone
dielectric
dielectric insulating
gas
insulating medium
Prior art date
Application number
TW100146023A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201236026A (en
Inventor
賈維爾 馬堤拉
麥克斯 史堤芬 克拉斯文
尼可拉 葛瑞柏迪
史堤芬 葛洛柏
皮爾 史卡畢
湯瑪斯 艾弗瑞德 保羅
娜維狄 瑪迪拉迪
Original Assignee
Abb科技公司
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45390084&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=TWI574282(B) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Abb科技公司 filed Critical Abb科技公司
Publication of TW201236026A publication Critical patent/TW201236026A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI574282B publication Critical patent/TWI574282B/zh

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
    • H01B3/56—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances gases
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/04—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/22—Selection of fluids for arc-extinguishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/055—Features relating to the gas

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

介電絕緣介質、介電絕緣介質之用途、用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及對用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法
本發明係關於根據技術方案1之介電絕緣介質、根據技術方案41之特定混合物作為介電絕緣介質之用途以及根據技術方案46之介電絕緣介質之用途、根據技術方案52之用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及根據技術方案68之用於對電氣裝置定尺寸之方法。
液態或氣態介電絕緣介質習用於使多種電氣裝置中之電作用零件(electrical active part)(諸如開關裝置或變壓器)絕緣。
在中等電壓或高電壓金屬囊封開關裝置中，舉例而言，電作用零件配置在界定某一絕緣空間之氣密外殼中，該絕緣空間包含通常壓力高達數巴(bar)之絕緣氣體且使該外殼與電作用零件分開，從而防止電流在外殼與作用零件之間流動。金屬囊封開關裝置之構造比安裝在戶外且由環境空氣絕緣之開關裝置更節省空間。對於斷開高電壓開關裝置中之電流，絕緣氣體另外充當消弧氣體。
具有高絕緣及切換效能之習知絕緣氣體在釋放至大氣中時會對環境產生一定影響。迄今為止，此等絕緣氣體之較高全球暖化潛能值(GWP)已藉由氣體絕緣裝置中之嚴格氣體洩漏控制及藉由極謹慎之氣體處理來克服。
習知環境友好之絕緣氣體(諸如乾燥空氣或CO2)具有相當低之絕緣效能，從而需要極其不適宜地增加氣體壓力及/或絕緣距離。
出於以上提及之原因，在過去已努力用適合替代物替換習知絕緣氣體。
舉例而言，WO 2008/073790揭示一種介電氣體化合物，其在諸多特徵中尤其具有介於-20℃至-273℃之間的範圍內之低沸點，較佳不消耗臭氧且以100年計之GWP小於約22,200。詳言之，WO 2008/073790揭示不屬於通用化學定義範疇內之許多不同化合物。
另外，US-A-4175048係關於一種氣體絕緣體，其包含選自全氟環己烯及六氟偶氮甲烷之群之化合物，且EP-A-0670294揭示全氟丙烷作為介電氣體之用途。
EP-A-1933432提及三氟碘甲烷(CF3I)及其作為氣體絕緣開關裝置中之絕緣氣體之用途。就此而言，該文獻提及介電強度與斷開效能兩者均為絕緣氣體之重要要求。根據EP-A-1933432，CF3I之GWP為5且因此被視為會產生相對較低之環境影響。然而，因為CF3I具有-22℃之相對較高沸點，故教示其與CO2混合。提出之氣體混合物僅具有純淨習知絕緣介質之特定絕緣效能之約80%。此必須藉由增加氣體壓力及/或藉由增大絕緣距離來加以補償。
在搜尋適合替代物之過程中，已發現藉由使用具有4至12個碳原子之氟酮，可獲得具有較高絕緣能力，特定言之較高介電強度且同時具有極低全球暖化潛能值之絕緣介質。此發明先前已作為國際專利申請案第PCT/EP2009/057294號申請。
德國實用新型DE 20 2009 009 305 U1及德國專利DE 10 2009 025 204 B3亦係關於一種具有用包含氟酮之填充介質填充之囊封的開關器件。
儘管根據國際專利申請案第PCT/EP2009/057294號之氟酮具有良好介電強度，但包含氟酮之各別絕緣介質之絕緣效能常由於氟酮之沸點相對較高而受限制。
此對於在低溫環境中之應用尤其如此。在此情況下，在氟酮不變為液化之情況下僅可維持氟酮之相對較低的飽和蒸汽壓。此限制在氣相中可達成之氟酮莫耳比且將必需增加習知絕緣氣體之填充壓力。
舉例而言，較高或中等電壓氣體絕緣開關裝置(HV-GIS或MV-GIS)之最低容許操作溫度可通常為-5℃。在此溫度下，對於獲得與習知高效能絕緣介質類似之介電效能，包含例如具有6個碳原子之氟酮(例如C2F5C(O)CF(CF3)2或十二氟-2-甲基戊-3-酮)之絕緣介質的所需填充壓力可能仍然相對較高且可超過常用外殼構造所耐受之填充壓力，其對於HV GIS應用而言通常為約7巴。
替代或除增加填充壓力以外，可對系統加熱(如吾人之PCT/EP2009/057294中所示)。若使用例如具有6個碳原子之純淨氟酮(例如C2F5C(O)CF(CF3)2或十二氟-2-甲基戊-3-酮)作為絕緣介質，則將需要加熱至50℃以上以達成氟酮之足夠飽和蒸汽壓及獲得為要求更高之高電壓應用所要的絕緣效能。出於經濟生態以及可靠性兩種原因，此加熱並非始終可行或推薦。
因此，欲由本發明達成之目標在於提供一種絕緣介質，其具有極低GWP，同時亦在相對較低操作溫度及中等填充壓力下具有較高絕緣能力，從而允許達成與一種具有較高GWP之高效能絕緣介質類似之絕緣效能。
此目標係藉由獨立技術方案之標的物達成，亦即藉由根據技術方案1之絕緣介質、根據技術方案41及46之用途、根據技術方案52之裝置、及根據技術方案68之用於該種裝置之定尺寸方法達成。本發明之例示性實施例在附屬技術方案中給出。
根據技術方案1，本發明因此係關於一種介電絕緣介質，其包含以下各者之混合物：
a)含有剛好5個碳原子之氟酮(此處簡稱為「氟酮a)」)與
b)不同於該氟酮a)之介電絕緣氣體組分(此處簡稱為「介電絕緣氣體組分b)」)。
在本發明之情形下，術語「不同於」應廣泛理解為涵蓋如下其他介電絕緣氣體組分b)，其不源於屬於氟酮，特定言之具有剛好5個碳原子之氟酮之定義範疇內的化合物之群。換言之，其他介電絕緣氣體組分b)將包含不為具有剛好5個碳原子之氟酮之任何氣體或氣體組分。再換言之，介電絕緣介質包含小於100%之氟酮a)。為明確起見，術語「介電絕緣氣體組分b)」應理解為其可包含單一氣體組分或可包含至少兩種氣體組分要素b1)、b2)、...bn)之混合物。
詳言之，介電絕緣氣體組分b)具有低沸點，更詳言之在氟酮a)之常壓沸點以下至少50 K、較佳至少70 K、特定言之至少100 K之常壓沸點。如在本發明之情形下使用之術語「沸點」或「常壓沸點」應理解為在常壓下，亦即在約1巴下之沸點。
通常，介電絕緣氣體組分b)為惰性及/或無毒及/或非可燃性的。較佳地，其介電強度大於10千伏/(公分巴)以上、較佳大於20千伏/(公分巴)、特定言之大於30千伏/(公分巴)。在例示性實施例中，介電絕緣氣體組分b)為自身具有低於氟酮a)之介電強度之載氣。其臭氧消耗潛能值較佳為0。
本發明係基於以下驚人發現：若含有剛好5個碳原子之氟酮用作與另一介電絕緣氣體組分(例如空氣或二氧化碳)之混合物中之第一介電絕緣氣體組分，則混合物之所得介電絕緣效能或介電強度比自線性添加混合物之各各別氣體組分之介電強度預期的值高得多。因此，首次提供含有氟酮a)及不同或其他氣體組分b)之絕緣氣體混合物的介電強度強超比例或非線性增加。本發明混合物之介電強度之此非線性增加迄今尚不為所知。
最為驚人地發現由本發明之介電絕緣介質達成之非線性效應；此例如在比較本發明混合物之介電強度與圖1中揭示之混合物之介電強度時顯而易知。
根據一較佳實施例，介電絕緣介質，特定言之介電絕緣氣體因此具有大於介電絕緣介質之氣體組分之介電強度的總和之非線性增加之介電強度。藉此特別較佳的是介電絕緣氣體組分b)為以大於氟酮a)之量存在之載氣。
換言之，較佳選擇氣體組分b)之類型及量及氟酮a)之量以便達成絕緣介質之介電強度之非線性增加超過介電絕緣介質之氣體組分之介電強度的總和。
在本發明之介電絕緣介質之一例示性實施例中，在系統中產生崩潰電場強度Ebd，該Ebd由下列方程式定義：
Ebd=s‧(pa‧Ecrit,a+pb‧Ecrit,b)
其中：pa為氟酮a)之分壓，pb為介電絕緣氣體組分b)之分壓，Ecrit,a為氟酮a)之壓力降低之電崩潰電場強度，Ecrit,b為介電絕緣氣體組分b)之壓力降低之電崩潰電場強度，且s為協同因子Ebd量測/Ebd線性計算，其中Ebd量測為介電絕緣介質，特定言之其氣體組分之混合物之量測或實際崩潰電場強度，且Ebd線性計算為氟酮a)及介電氣體組分b)之電崩潰電場強度之線性計算總和，其中選擇混合物以使得協同因子s大於1。
換言之，混合物應含有至少一種特定介電氣體組分b)，特定言之載氣，其連同氟酮a)一起提供介電強度之非線性增加超過存在於混合物中之氣體組分之介電強度的算術總和，由此使得以上方程式中之協同因子s大於1。
在一例示性實施例中，pa與pb之比率在0.04:1至0.6:1之範圍內的含有剛好5個碳原子之氟酮a)與作為介電絕緣氣體組分b)之空氣之混合物達成明顯非線性增加。
在以上方程式中，介電絕緣介質，特定言之其氣體組分之混合物之崩潰電場強度Ebd、氟酮a)之壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a、及介電絕緣氣體組分b)之壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,b係在第一類似，較佳第一相同的量測裝置中測定，且特定言之係在介電絕緣介質欲使用之電氣裝置中測定。
此外，在測定協同因子(或協同係數)時，介電絕緣介質，特定言之其氣體組分之混合物之量測崩潰電場強度Ebd量測、及氟酮a)及介電氣體組分b)之電崩潰電場強度之線性計算總和Ebd線性計算係在第二類似，較佳第二相同的量測裝置中測定，且特定言之係在介電絕緣介質欲使用之電氣裝置中測定。此外，第一及第二量測裝置可相同。
如所提及，Ecrit,a及Ecrit,b定義為在某些量測條件(諸如電極組態、表面粗糙度、極性等)下各別組分之壓力非相依性電崩潰電場強度。通常，若當調換或混合氣體組分a)及b)時此等量測條件保持恆定，則可測定有意義之協同因子。因此，Ecrit,a及Ecrit,b表示對於呈純淨形式之組分a)及b)獲得的且相對於1巴壓力校正之電崩潰電場強度。
Ebd線性計算亦可表示為pa‧Ecrit,a+pb‧Ecrit,b，其中pa、pb、Ecrit,a及Ecrit,b具有本文提及之含義。
如以下將詳細展示，發現協同因子s最顯著地相依於氟酮a)之分壓pa與介電絕緣氣體組分b)之分壓pb的比率。
在本發明之實施例中，選擇氣體組分b)之類型及量及氟酮a)之量以使得協同因子s大於101%、較佳大於105%、更佳大於110%且最佳大於115%。因此，已發現協同因子亦為氣體組分b)之類型的函數。
如本文所用之術語「氟酮」應廣泛解釋且將涵蓋全氟酮與氫氟酮兩者。該術語亦將涵蓋飽和化合物與包括雙鍵及/或參鍵之不飽和化合物兩者。至少部分氟化碳骨架及相應地氟酮之烷基鏈可為直鏈或分支鏈。
術語「氟酮」亦將涵蓋具有環狀碳骨架之氟酮。術語「氟酮」將表示包含羰基及在其各側上之烷基之化學組成。術語「氟酮」可包含其他鏈中雜原子(亦即連接於包含羰基及在其各側上之烷基之化學結構的雜原子)，例如可包含至少一個雜原子作為碳骨架之一部分及/或連接於碳骨架。在例示性實施例中，氟酮a)及/或氟酮c)將不具有雜原子。術語「氟酮」亦將涵蓋具有兩個羰基之氟二酮或具有兩個以上羰基之氟酮。在例示性實施例中，氟酮a)及/或氟酮c)將為氟單酮。
根據特定實施例，氟酮a)為全氟酮，及/或氟酮a)具有分支烷基鏈，特定言之至少部分氟化烷基鏈，及/或氟酮a)為完全飽和化合物。應瞭解可包含單一完全飽和氟酮a)(亦即無任何雙鍵或參鍵之氟酮)，或兩種或兩種以上完全飽和氟酮之混合物。
根據一較佳實施例，氟酮a)為至少一種選自由下列結構式所定義且其中至少一個氫原子經氟原子取代之化合物組成之群之化合物：
在其他例示性實施例中，介電絕緣氣體組分b)為大宗氣體(bulk gas)或緩衝氣體或載氣。此載氣組分b)可以大於氟酮a)之量存在。作為對此之其他或替代性量限制，在其他實施例中，氟酮a)與氣體組分b)之莫耳比可大於1:20、較佳大於1:10、更佳大於1:5、最佳大於1:2。此外，載氣組分b)將為環境友好氣體。舉例而言，氣體組分b)以100年計之GWP可為小於1000、較佳小於300、較佳小於100、較佳小於50、較佳小於10、更佳小於5、甚至更佳小於3、更佳小於2且最佳小於1.5。此外，載氣組分b)可包含二原子分子或由二原子分子組成，該等二原子分子較佳在環境條件下且特定言之在氣體絕緣電氣設備之正常操作條件下，諸如在-40℃至+105℃之溫度範圍內且在少許至若干巴氣體壓力下具有化學穩定性。此外，載氣組分b)可自身為氣體混合物，諸如空氣或空氣組分且例如氮氣、氧氣、二氧化碳或稀有氣體。在本申請案之本發明之情形下，術語「空氣」將涵蓋且特定言之意謂「技術空氣(technical air)」或「乾燥空氣」。
根據另一實施例，介電絕緣氣體組分b)包含原子少於氟酮a)中存在之原子的分子，特定言之包含三原子及/或二原子分子或由三原子及/或二原子分子組成。
已驚人地發現包含剛好5個碳原子之氟酮及/或包含剛好6個碳原子之氟酮當與空氣、氮氣及/或二氧化碳以混合物形式存在時顯示介電強度之極明顯非線性增加超過混合物之組分之介電強度的算術總和。
此非線性增加在使用含有剛好5個碳原子之氟酮時特別相關。如上所提及，含有5個碳原子之氟酮具有沸點相對較低之優點，從而允許絕緣介質中之氟酮分別具有相對較高莫耳分數及相對較高分壓而甚至在低溫下亦不會面臨液化之問題。
因此，在較佳實施例中，選擇與作為介電氣體絕緣組分b)之空氣、氮氣、二氧化碳或其混合物之混合物中的含有剛好5個碳原子之氟酮以達成介電強度之所要非線性增加。
詳言之，本發明亦係關於一種介電絕緣介質，其包含以下各者之混合物：
a)含有剛好5個碳原子之氟酮a)與
b)不同於該氟酮a)之介電絕緣氣體組分b)，
介電絕緣氣體組分b)為或包含空氣或空氣組分，特定言之氮氣。
已發現藉由使用空氣、氮氣及/或二氧化碳作為介電絕緣氣體組分b)，可達成極明顯之非線性效應；因此氟酮a)與一或多種此等絕緣氣體組分b)之各別混合物特別適用於絕緣目的。
亦已發現包含氟酮a)及作為介電絕緣組分b)之二氧化碳之混合物特別適用於用作例如斷路器、特定言之高電壓斷路器中之消弧氣體。
因此，根據另一較佳實施例，介電絕緣氣體組分b)包含且特定言之為二氧化碳。
就此而言，已進一步發現由於在消弧氣體中使用氧氣，可有效降低或避免電極上之碳沈積。
藉由在消弧氣體中使用氧氣，亦可降低有毒發弧副產物，諸如另外可能在切換操作之後存在之副產物之量。
因此，根據另一較佳實施例，介電絕緣氣體組分b)包含且特定言之為氧氣。當然，就此而言可使用純氧以及含氧氣體混合物，特定言之空氣。
較佳地，其他介電氣體組分b)，特定言之載氣不為SF6或不包含SF6。
在不受限於任何理論之情況下，本發明之非線性增加之介電強度的可能機制可在於介電氣體組分b)起使源於介電崩潰之電子減速之作用，且氟酮a)起捕捉此等減速電子之作用，從而產生含有氟酮a)及載氣b)之氣體混合物之極高介電強度。因此，本發明之介電絕緣氣體組分b)應特定涵蓋能夠使電子減速之氣體。
舉例而言，藉由添加約350毫巴(此處更確切而言為325毫巴)1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮(或十氟-3-甲基丁-2-酮)CF3C(O)CF(CF3)2至4650毫巴技術空氣(包含約80%氮氣及20%氧氣)中，可達成比原本藉由僅考慮氣體混合物之單一氣體組分之電場強度及莫耳比所預期的值高得多之崩潰電壓。此將結合以下各圖更詳細展示。
歸因於此協同效應，可獲得具有極高絕緣能力且同時具有極低GWP之絕緣介質。最終，此允許用具有極低GWP之絕緣介質替代習知高效能絕緣氣體而不需要加熱系統或將填充壓力設置在慣常使用之壓力值以上。
相較於具有5個以上碳原子之更長鏈長之氟酮，含有5個碳原子之氟酮具有沸點相對較低之優點，從而允許絕緣介質中之此等5碳氟酮具有相對較高莫耳分數且甚至在低溫下避免液化之問題。
含有5個或5個以上碳原子之氟酮進一步有利，因為其通常無毒且具有傑出之人類安全性容限。此與具有小於4個碳原子之有毒及極具反應性之氟酮，諸如六氟丙酮(hexafluoroacetone/hexafluoropropanone)形成對比。
在本發明之實施例中，具有分支烷基鏈之氟酮較佳，因為其沸點低於具有直烷基鏈之相應化合物(亦即具有相同分子式之化合物)之沸點。
根據一較佳實施例，氟酮a)為全氟酮，特定言之具有分子式C5F10O，亦即完全飽和而不具有雙鍵或參鍵。氟酮a)可更佳選自由1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮(亦稱為十氟-3-甲基丁-2-酮)、1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-十氟戊-2-酮、1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟戊-3-酮、1,1,1,4,4,5,5,5,-八氟-3-雙(三氟甲基)-戊-2-酮組成之群；且最佳為1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮。
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮可由下列結構式(I)表示：
已發現屬於通用術語「C5酮」(=含有剛好5個碳原子之氟酮)範疇內且此處由該通用術語簡要引用之具有分子式CF3C(O)CF(CF3)2或C5F10O之1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮特別較佳用於較高及中等電壓絕緣應用，因為其具有介電絕緣效能較高(特定言之在與介電載氣組分b)呈混合物時)、GWP極低且沸點較低之優點。其臭氧消耗潛能值為0且實際上無毒。
根據另一較佳實施例，絕緣介質中之C5酮之莫耳分數當使用習知高電壓GIS壓力填充值時在約5%至約15%、較佳約6%至約10%之範圍內且當使用習知中等電壓GIS壓力填充值時在約10%至40%之範圍內。此等莫耳比範圍具有氟酮不發生液化之優點，即使在低溫環境(例如降至低於0℃之溫度、特定言之降至-5℃)中使用絕緣介質亦如此。
根據其他實施例，絕緣介質中之C5酮之莫耳分數大於1%、較佳大於2%、更佳大於3%、甚至更佳大於3.5%。
根據其他實施例，在操作條件下，C5酮處於絕緣介質中之氣相中。
較佳地，介電絕緣介質為在過壓(over-pressure)小於8巴、較佳小於7.5巴、更佳小於7巴、特定言之等於或小於6.5巴下之介電絕緣氣體；或其中介電絕緣介質為在過壓小於2.5巴、較佳小於2.0巴、更佳小於1.5巴、特定言之等於或小於1.2巴下之介電絕緣氣體。
根據一特別較佳實施例，可藉由組合本發明之氟酮a)與介電絕緣氣體組分b)之混合物與
c)不同於氟酮a)且較佳亦不同於介電絕緣氣體組分b)之另一氟酮(此處簡稱為「氟酮c)」)來達成甚至更高絕緣能力。
此外，「不同於」意謂不屬於具有剛好5個碳原子之氟酮a)之定義範疇內，且較佳不屬於絕緣氣體組分b)之定義範疇內，特定言之不為大宗氣體或緩衝氣體或載氣。
如將結合以下各圖所示，已確定氟酮c)(詳言之含有6個碳原子之氟酮)不同於介電絕緣氣體組分b)的實施例，換言之除氟酮a)及c)之外亦包含不同於氟酮a)及c)之介電絕緣氣體組分b)的介質具有明顯非線性增加。
因此，可達成具有一種以上各自單獨促成介電絕緣介質之介電強度之氟酮的絕緣介質。在此實施例中，特別較佳的是包含在混合物中之各氟酮具有至少對應於其至少在介電絕緣介質或相應地包含介電絕緣介質之電氣裝置之最低操作溫度下的飽和蒸汽壓之分壓；因此可獲得並維持氟酮在氣相中之較高總莫耳比，由此允許獲得介電絕緣介質之極高介電強度。
該另外氟酮c)較佳含有剛好5個碳原子或剛好6個碳原子或剛好7個碳原子或剛好8個碳原子、且更佳含有5至7個碳原子、最佳剛好6個碳原子。
較佳地，另外氟酮c)為至少一種選自由下列結構式所定義且其中至少一個氫原子經氟原子取代之化合物組成之群之化合物：
及/或為至少一種選自由下列結構式所定義且其中至少一個氫原子經氟原子取代之化合物組成之群之化合物：
，稱為十二氟-環庚酮。
本發明涵蓋結構式Ia至Id之化合物之任一者與結構式IIa至IIg及/或IIIa至IIIn之化合物之任一者的各組合。
更佳地，氟酮c)含有剛好6個碳原子；該種氟酮無毒且具有傑出之人類安全性容限。
在實施例中，與氟酮a)類似，氟酮c)為全氟酮，及/或氟酮c)具有分支烷基鏈，特定言之至少部分氟化烷基鏈，及/或氟酮c)含有完全飽和化合物。
特定言之，氟酮c)具有分子式C6F12O，亦即完全飽和而無雙鍵或參鍵。更佳地，氟酮c)可選自由1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(亦稱為十二氟-2-甲基戊-3-酮)、1,1,1,3,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-2-酮(亦稱為十二氟-4-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-3-(三氟甲基)戊-2-酮(亦稱為十二氟-3-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-雙(三氟甲基)丁-2-酮(亦稱為十二氟-3,3-(二甲基)丁-2-酮)、十二氟己-2-酮及十二氟己-3-酮組成之群，且特定言之為所提及之1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮。
1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(亦稱為十二氟-2-甲基戊-3-酮)可由下列結構式(II)表示：
屬於更通用術語「C6酮」(=包含剛好6個碳原子之氟酮)範疇內且此處由該更通用術語簡要引用之具有分子式C2F5C(O)CF(CF3)2之1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-3-酮已發現特別較佳用於高電壓絕緣應用，因為其具有較高絕緣性質及極低GWP。其臭氧消耗潛能值為0且無毒(4小時之LC50為約100'000 ppm)。因此，環境影響比用習知絕緣氣體低得多，且同時達成傑出之人類安全性容限。
較佳地，絕緣介質中之氟酮c)之莫耳分數將在約1%至約15%、較佳約1%至約10%、更佳約1%至約4%、最佳1%至3%之範圍內以避免氟酮在低溫(例如降至低於0℃之溫度，例如降至-5℃)下液化。
在實施例中，選擇絕緣介質中之氟酮c)之莫耳分數大於0.1%、較佳大於0.5%、更佳大於1%、特定言之大於2%。
較佳地，絕緣介質中之氟酮c)之莫耳分數在1%至15%、更佳1%至10%、最佳1%至3%之範圍內。
已驚人地發現經由C5酮及C6酮與介電絕緣氣體組分b)之混合物，產生在等於或小於7巴之中等填充壓力下展示與SF6在4.5巴或小於4.5巴下類似之絕緣效能的絕緣介質。此中等填充壓力一般由通常評級為耐受高達約8巴之切斷壓力(lock out pressure)的習知外殼構造所耐受。
在特定實施例中，當混合C5酮與C6酮及空氣時，獲得提供容許填充壓力及足夠介電強度而甚至在較低操作溫度(特定言之降至低至-5℃之最低操作溫度)下亦不需要任何加熱之介電絕緣介質。歸因於5碳及6碳氟酮混雜物之極低GWP及零ODP，就環境觀點來看，所得絕緣介質亦完全可接受。
如上所提及，本發明之絕緣介質特別適用於電應用。因此，本發明亦係關於上述組分組合作為用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置中之介電絕緣介質的用途。
此外，在整篇本申請案中，對根據本發明及任何實施例之包含氟酮a)之介電絕緣介質之任何揭示及技術方案亦為對該種氟酮a)在介電絕緣介質中或作為介電絕緣介質之用途的揭示，且此用途由此明確地加以揭示且可主張為用途技術方案，特定言之藉由用術語「氟酮a作為介電絕緣介質之用途)」替換術語「包含氟酮a)之介電絕緣介質」。
同樣，本發明亦係關於一種用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置，該裝置包含界定某一絕緣空間之外殼及配置在絕緣空間中之電作用零件。此絕緣空間包含上述絕緣介質。
本申請案中之術語「電作用零件」應廣泛解釋為包括任何類型之導體、導體配置(conductor arrangement)、開關、導電性組件、突波保護器及其類似物，且此外應理解為在至少一種操作狀態下(亦即可能仍然存在該零件之其他暫時非作用中操作狀態或局部非作用中操作狀態)可經電啟用，亦即可經受電壓之任何零件。
特定言之，本發明之裝置包括開關裝置，特定言之空氣絕緣或氣體絕緣金屬(或另外)囊封開關裝置或混合式(亦即部分空氣絕緣且部分氣體絕緣)開關裝置或中等電壓分段開關裝置或環路開關(ring-main-unit)、或死槽式斷路器或PASS模組(插接式模組)或其零件及/或組件，特定言之匯流排、套管、電纜、氣體絕緣電纜、電纜接頭、變流器、變壓器及/或突波保護器。亦可能為氣體絕緣傳輸線(GITL)。
開關裝置，特定言之氣體絕緣開關裝置(GIS)就此而言為熟習此項技術者所熟知。本發明特別適合之開關裝置之一實例例如展示於EP-A-1933432之段落[0011]至[0015]中，其揭示內容由此以引用的方式併入本文中。
進一步較佳的是裝置為開關，特定言之接地開關(例如快速作用型接地開關)、隔離開關、隔離及接地組合開關、負載啟斷開關或斷路器，特定言之中等電壓斷路器、發電機斷路器及/或高電壓斷路器。特定言之，高電壓斷路器可具有壓力形成室，例如壓縮室及/或加熱室用於提供自爆效應(self-blasting effect)，其中在切換操作中，氟酮較佳在壓力形成室中及/或在發弧區中在消弧階段期間分解成具有較低碳原子數之氟碳化合物。氟酮混雜物之此分子分解可允許進一步增加分子數且因此增加可用於消弧之壓力。同樣，氟酮之分子分解亦發生在發弧區中，此進一步增加消弧爆炸壓力。氟酮混雜物在斷路器之排氣區中亦有益，因為未解離氟酮之約400℃至約600℃或甚至900℃之相當低的解離溫度充當排氣中之溫度障壁。換言之，排氣中之熱能可由排氣中之未解離氟酮之解離而吸收，由此阻止排氣區中之溫度進一步升高至氟酮之解離溫度以上。因此，本申請案之介電絕緣具有良好消弧能力。在絲毫不意欲受限於理論之情況下，假定此消弧能力可至少部分歸因於發弧區內部之氟酮之解離產物的重組，例如主要重組成熟知為一種高度有效之消弧介質之四氟甲烷(CF4)。
特定言之，當本發明之介電絕緣介質用作消弧介質時，其包含二氧化碳及/或空氣或氧氣。如以上所指出，存在氧氣或空氣允許達成電極上之碳沈積減少，當二氧化碳用作另一氣體組分時尤其如此。
此外，可能特定由於氟酮之分解而形成且將接著在切換操作之後存在之有毒電弧副產物之量可藉由使用空氣或氧氣而得以降低或消除。
較佳地，氧氣之莫耳分數與至少一種氟酮a)及視情況c)之莫耳分數的比率為至少2:1、更佳為至少2.5:1、甚至更佳為至少3:1。
根據另一較佳實施例，氧氣之體積分數為40%或40%以下、較佳為30%以下、更佳為20%以下。
特定言之，當包含氟酮與二氧化碳及/或空氣或氧氣之混合物之介電絕緣介質用作消弧介質時，二氧化碳之量與空氣或氧氣之量的比率較佳為至多20:1、更佳為至多15:1、甚至更佳為至多10:1、最佳為至多5:1。如上所提及，氧氣之莫耳分數與氟酮a)及視情況另外氟酮c)之莫耳分數的比率較佳為至少2:1、更佳為至少2.5:1、最佳為至少3:1。
在實施例中，四氟甲烷(CF4)亦可用作介電絕緣氣體組分b)或用作介電絕緣氣體組分要素b1)。
如所提及，除介電絕緣介質及上述用途之外，本發明亦係關於一種用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置，該裝置包含界定某一絕緣空間之外殼及配置在絕緣空間中之電作用零件，該絕緣空間包含特徵在於如上定義之介電絕緣介質之絕緣介質。
根據較佳實施例，裝置為開關裝置，特定言之空氣絕緣或氣體絕緣金屬囊封開關裝置或混合式開關裝置或中等電壓分段開關裝置或環路開關、或死槽式斷路器或PASS模組(插接式模組)或其零件及/或組件，特定言之匯流排、套管、電纜、氣體絕緣電纜、電纜接頭、變流器、變壓器及/或突波保護器。
根據另一較佳實施例，裝置為開關，特定言之接地開關、隔離開關、隔離及接地組合開關、負載啟斷開關及/或斷路器。
如上所提及，藉此特別較佳的是裝置為具有壓力形成室用於提供加壓消弧氣體之高電壓斷路器，該氣體特定言之包含以下各者之混合物：
a)氟酮a)與
b1)二氧化碳及/或
b2)空氣或氧氣，
且在切換操作中，氟酮在消弧階段期間分解成具有較低碳原子數之氟碳化合物。亦如上所提及，歸因於電極上之碳沈積降低及藉此達成之有毒電弧副產物之量減少，組合使用二氧化碳與空氣或氧氣特別較佳。
與以上類似，除二氧化碳及/或空氣或氧氣之外，特別較佳之消弧氣體可另外含有另一氟酮c)，特定言之含有6個碳原子之氟酮c)。
根據另一實施例，裝置可為變壓器，特定言之配電變壓器或電力變壓器。
根據其他實施例，裝置亦可為例如旋轉電機、發電機、馬達、驅動器、半導電器件、功率電子器件及/或其組件。
本發明特定言之係關於一種中等電壓或高電壓裝置。如本文所用之術語「中等電壓」係指在1 kV至72 kV範圍內之電壓，而術語「高電壓」係指大於72 kV之電壓。亦可在小於1 kV之低電壓範圍內應用。
為達成裝置之所要介電等級，諸如所需介電耐受能力及操作溫度範圍，裝置可包含控制單元(亦稱為「流體管理系統」)，用於個別或組合控制：絕緣介質或其至少一種組分各自之組成，特定言之化學組成或物理相組成，諸如氣體/液體兩相系統組成；及/或絕緣介質之溫度；及/或絕對填充壓力、氣體密度、分壓及/或氣體分密度。特定言之，控制單元可包含加熱器及/或汽化器以控制本發明之絕緣介質組分之蒸汽壓，其對於在降至約-20℃之低溫環境中之應用特別相關。汽化器可例如為超音波汽化器，或可包含噴嘴用於將絕緣介質噴入裝置中。
在一例示性實施例中，特定言之對於在低溫環境中之高電壓應用，可藉由加熱及/或汽化提供絕緣介質中之氟酮(特定言之氟酮a)及/或c))之分壓，以便將氟酮之分壓維持在所要壓力水準下。
若使用汽化器，則其亦應包含給料單元以根據介電絕緣能力或介電強度之需要來設置絕緣介質中之氟酮(特定言之氟酮a)及/或c))的濃度。本申請案中之術語「介電絕緣能力」或「介電強度」應廣泛理解且可包括藉由可在特定量測條件下測定之電崩潰電場強度進行之更特定表徵。此將在以下例示性地針對中等電壓或高電壓氣體絕緣開關裝置更詳細地展示。此外，控制單元可包含用於量測控制參數，諸如溫度、密度、壓力及/或組成(特定言之液相含量)之量測單元及/或用於監測此等參數之監測單元。
根據另一態樣，本發明亦係關於一種對電氣裝置定尺寸之方法，該定尺寸方法之特徵在於以下步驟：
a)選擇具有由等級參數表徵之等級之裝置，該等參數包含欲由介電絕緣介質填充之空間中所需之電場強度Eapp、最低額定操作溫度Tmin、最高額定操作溫度Tmax、及最大容許氣體壓力pmax，
b)選擇包含氟酮與不同於該氟酮之介電絕緣氣體組分b)之混合物的介電絕緣氣體，其中該混合物具有由協同因子s表徵之非線性增加之介電強度，
c)介電絕緣氣體，特定言之混合物，具有由以下定義之特徵參數：氟酮之類型、分壓pa、或特定言之對應數量密度或體積濃度或莫耳分數ma、及壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a；及氣體組分b)之類型、分壓pb、或特定言之對應數量密度或體積濃度或莫耳分數mb、及壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,b，
d)由壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a及Ecrit,b之分壓加權總和來計算介電絕緣氣體，特定言之混合物之為氟酮之分壓pa之函數的線性壓力降低之崩潰電場強度Ebd線性計算，
e)由電場強度Eapp及線性壓力降低之崩潰電場強度Ebd線性計算確定介電絕緣氣體之為氟酮之分壓pa之函數的絕對壓力曲線pabs(pa)，
f)選擇標準溫度下絕緣氣體之絕對填充壓力pabs且由其及絕對壓力曲線pabs(pa)確定氟酮之第一分壓pa1或特定言之第一對應數量密度或莫耳分數ma1，及
g)由於混合物之協同因子大於1，擴大電氣裝置之等級參數中之至少一者。
因為通常較佳的是氟酮不發生液化，所以該方法另外包含以下步驟：
a)測定氟酮之第二分壓pa2或特定言之第二對應數量密度以使得絕緣氣體中之氟酮之冷凝溫度低於最低額定操作溫度Tmin，及
b)若第一分壓pa1等於或小於第二分壓pa2，則選擇氟酮之分壓pa在使pa1 papa2之範圍內，或
c)若第一分壓pa1大於第二分壓pa2，則：
i.　選擇氟酮之分壓pa小於或等於第二分壓pa2且藉由增加介電絕緣氣體組分b)之分壓pb來增加絕對壓力pabs，特定言之使絕對壓力pabs增加至等於pabs(pa2)，及/或
ii.藉由加熱增加最低或最低額定操作溫度Tmin且藉此使第二分壓pa2增加至較高值，且特定言之使第二分壓pa2增加至等於或大於第一分壓pa1之值，接著選擇氟酮之分壓pa在使pa1 pa pa2之範圍內。
請注意絕對壓力曲線pabs(pa)為隨氟酮分壓遞減而遞增之函數，因為且只要氟酮之壓力降低之電崩潰電場強度大於介電絕緣組分b)之壓力降低之電崩潰電場強度。
若除氟酮a)之外亦使用另一氟酮c)，則該方法將用以下額外步驟類似地進行：計算兩種氟酮之分壓以確保兩種氟酮在至少降至裝置之Tmin之情況下均保持在氣相中。
在例示性實施例中，該方法另外包含以下步驟：
a)測定混合物，特定言之在氟酮之分壓pa與介電氣體組分b)之分壓pb的某一比率下之協同因子s的值，及
b)藉由至少一個下列步驟進行等級擴大：增加電場強度Eapp、減小最低額定操作溫度Tmin、減小絕對填充壓力pabs、降低氟酮之分壓pa或莫耳分數ma、增加安全性容限及其組合。
在以上中，最大電場強度Eapp可經確定以包含安全性容限。絕對填充壓力應選擇在最大容許氣體壓力pmax以下。此外，氟酮可較佳為含有剛好5個碳原子之氟酮a)及/或其可為含有剛好6個碳原子之氟酮。較佳地，介電氣體組分b)可包含以下至少一者：空氣、氮氣、二氧化碳及其混合物。
此外，以上定尺寸方法步驟亦表徵電氣裝置自身之特徵，相應技術方案由此敍述為本說明書之一部分。
本發明藉由圖式進一步說明。
在下文中，論述本發明之例示性實施例。
作為圖1中給出之若干氣體混合物之崩潰電場的圖示計算之輸入值所需之純淨氣體的電場強度已藉由使用提供代表性電場條件，且特定言之例示性均勻電場條件之測試器件進行介電測試加以測定。計算值以點線給出。
根據圖1，藉由添加約100毫巴、更確切而言96毫巴C6酮至空氣中(混合物I)獲得之崩潰電壓經計算相較於純淨空氣增加約10%至15%(且在4.0巴下為約140 kV/cm)；藉由添加約350毫巴、更確切而言325毫巴C5酮至空氣中(混合物II)獲得之崩潰電壓經計算相較於純淨空氣增加約30%至40%(且在4.0巴下為約170 kV/cm)；且藉由添加約100毫巴C6酮及約350毫巴C5酮至空氣中(混合物III)獲得之崩潰電壓經計算相較於純淨空氣增加約40%至50%(且在4.0巴下為約190 kV/cm)。
然而，對於根據本發明之實施例之絕緣介質，特定言之對於氣體混合物II，量測之崩潰電壓值比計算值高得多，如在圖1中由實線所表示。此證明C5酮與空氣或類似氣體之間存在強非線性相互作用，其大大改良氣體混合物之此處由電崩潰電場強度Ebd(以kV/cm計)表示之介電絕緣能力，超過個別氣體混合物組分之此處由電場強度Ebd(以kV/cm計)表示之介電絕緣能力的算術總和。已發現混合物I具有類似結果。
詳言之，對於氣體混合物II獲得之量測崩潰電場比純淨空氣之崩潰電場高約60%至80%(且在4.0巴下為約230 kV/cm)，且對於氣體混合物III獲得之量測崩潰電場比純淨空氣之崩潰電場高約75%至95%(且在4.0巴下為約260 kV/cm)。因此，此等改良顯著高於自氣體混合物組分之崩潰電場線性相加所預期之改良，在後一情況下，氣體混合物II將使得介電崩潰電場相較於純淨空氣增加僅30%至40%，且氣體混合物III將使得介電崩潰電場相較於純淨空氣增加僅40%至50%。
此外，對於氣體混合物I獲得之量測崩潰電場比純淨空氣之崩潰電場高約30%至50%(且在4.0巴下為約180 kV/cm)，其高於氣體混合物I相較於純淨空氣之10%至15%之預期改良。
已使用具有均勻電場配置之測試器件進行標準負極性閃電脈衝介電測試來量測根據圖1之崩潰電場值。
用與I、II及III類似之氣體混合物在電場配置、填充壓力及接觸距離之不同組合下進行正極性標準閃電脈衝介電測試及AC介電測試，產生確認C5酮及C6酮與空氣及其他氣體(諸如CO2)之間的協同效應之類似結果。
圖2展示分別為氣體混合物I、II及III所需用於達到與SF6在4.5巴下相同之絕緣效能的填充壓力。圖2展示不同混合物之為溫度之函數的所需填充壓力。因此，圖2可經讀取以藉由以下方式來確定用於在不液化的情況下操作之介電絕緣介質：在第一步驟中，分別確定介電絕緣介質或電氣裝置之最低操作溫度；在第二步驟中，確定混合物中之各氟酮組分之保證氟酮在最低操作溫度下不液化的蒸汽壓；在第三步驟中，自圖2讀取為達成與SF6在4.5巴下相同或類似之絕緣效能所需的總氣體壓力；及在第四步驟中，以使氟酮分壓與載氣壓力之總和達到總氣體壓力之量添加載氣，此處為空氣或空氣組分。圖2另外證明在-5℃下對應於4.5巴純淨SF6之所要絕緣效能可用包含空氣、C5酮及C6酮之絕緣介質在約6.5巴之填充壓力下達成。該種填充壓力處於當今氣體絕緣開關裝置或其零件及/或組件之常見壓力範圍內。在例如-5℃之最低容許操作溫度下，該絕緣介質因此允許達成與SF6在4.5巴下之絕緣能力類似之絕緣能力而無需對習知電氣裝置，特定言之外罩或外殼進行任何改變以耐受不高於習知填充壓力之此等壓力。對於電氣設備，諸如高電壓開關裝置或其零件及/或組件，可因此藉由設置包含空氣及5碳氟酮及視情況6碳氟酮之氣體混合物之填充壓力至約6.5巴來提供習知高效能絕緣介質之在生態上極具吸引力但在絕緣效能方面等效之替代物。
除特定介電絕緣介質之外，本發明亦係關於一種如上提及之電氣裝置。較佳地，裝置包含控制單元(或「流體管理系統」)以調適絕緣介質之壓力、組成及/或溫度。此對於在低至-20℃之溫度之環境中的應用特別相關。
作為一實例，圖3中展示一種包含溫度控制單元之高電壓開關裝置。開關裝置2包含界定絕緣空間6之外殼4及配置在絕緣空間6之內部之電作用零件8。開關裝置2另外包含溫度控制單元10a用於設置開關裝置2之外殼4或外殼4之至少一部分及因此包含在絕緣空間6中之絕緣介質至所要溫度或最低(或最低額定)操作溫度Tmin。當然，與絕緣介質接觸之任何其他部分可經加熱以使絕緣介質達到所要溫度。因此，氟酮之蒸汽壓及因此其在絕緣氣體中之分壓pa或莫耳比ma以及絕緣氣體之絕對壓力pabs可相應地加以調適。亦如圖4中所示，在此實施例中，歸因於絕緣空間6中存在之溫度梯度，氟酮不均勻分佈在整個絕緣空間中。因此，在極接近於外殼4之壁4'處的氟酮濃度較高。
圖4中示意性展示一種替代性控制單元或流體管理系統，其中氣體絕緣開關裝置2具有流體處理單元10b作為控制單元。根據此控制單元10b，絕緣介質之組成，且特定言之其氟酮，特定言之氟酮a)及/或氟酮c)之濃度在包含在流體處理單元10b中之配料單元中調整，且所得絕緣介質經注入或引入，特定言之噴入絕緣空間6中。在圖4中所示之實施例中，絕緣介質以液體氟酮小滴分散於各別載氣中之氣溶膠14形式噴入絕緣空間中。氣溶膠14藉助於噴嘴16噴入絕緣空間6中且氟酮易於汽化，從而導致絕緣空間6中之氟酮濃度不均勻，詳言之，在極接近於包含噴嘴16之外殼壁4'處的濃度相對較高。或者，絕緣介質，特定言之氟酮a)及/或介電絕緣氣體b)及/或氟酮c)之濃度、壓力及/或溫度可在流體處理單元10b中控制，隨後注入絕緣空間中。為確保氣體循環，在外殼4之上壁中提供其他開口18，該等開口通向外殼4中之通道20且允許自絕緣空間6移除絕緣介質。如圖4中所示之具有流體處理單元10b之開關裝置2可與結合圖3所述之溫度控制單元10a組合。若不提供溫度控制單元，則氟酮會發生冷凝。冷凝氟酮可經收集(需要時經過濾)且再引入絕緣介質之循環中。此外，裝置2可具有儲備體積之液體氟酮，特定言之氟酮a)(或C5酮)及/或氟酮c)(或C6酮)；及/或用於限制所要絕緣介質之最高容許操作溫度之構件以便將絕對填充壓力維持在裝置2之指定壓力極限以下。
在圖3及圖4中所示之開關裝置2之情形下，應注意標稱電流負載通常藉由載流導體之歐姆加熱(ohmic heating)促進氟酮，特定言之氟酮a)(或C5酮)及/或氟酮c)(或C6酮)汽化。因此，通常僅在設備或裝置(運載標稱電流)不提供為達成氟酮例如在極低環境溫度下之所要分壓所需的溫度時需要使用溫度控制單元。
根據以上給出之實施例，本申請案中之術語「介電絕緣介質」應廣泛理解為涵蓋氣相及可能液相之介電絕緣介質。然而，較佳地，介電絕緣介質，亦即介電絕緣介質之所有組分在所有操作條件下，特定言之在電氣裝置之所有操作溫度下將完全且僅以氣態存在。此外，此術語將涵蓋例如在氣體絕緣開關裝置(GIS)或氣體絕緣傳輸線(GITL)中具有傑出介電絕緣能力或介電強度，及/或具有較高消除電弧，例如GIS或GITL中之電弧故障或任何種類之開關、隔離開關、斷路器或其類似物中之切換電弧之效能的介質。
已進行各種介電測試來證明本發明之介電絕緣介質之特別高且非線性增加的介電強度。特定言之，包含含有剛好5個碳原子之氟酮及含有剛好6個碳原子之氟酮與空氣，特定言之C5氟酮、C6氟酮與技術空氣之混合物(此處簡稱為FCK-空氣混合物)之介電介質用於在氣體絕緣開關裝置(GIS)之習知隔離開關中進行之介電測試中。
圖5展示開關裝置2之一實施例，此處例示性地為隔離及接地組合開關22，其亦具有外殼4、囊封用以上提及之氣體混合物FCK-空氣填充之絕緣空間6的外殼壁4'、及作用零件8。亦可存在氣體感測器24。在第一步驟中將隔離開關22抽空；在第二步驟中將C6氟酮填充至隔離開關22中直至壓力約100毫巴；在第三步驟中另外將C5氟酮填充至隔離開關22中直至總壓力為約460毫巴，亦即C5氟酮之分壓為360毫巴；且在第四步驟中，填充技術空氣直至總絕對壓力為7巴。此混合物此處簡稱為FCK-空氣。較佳地，存在氣體感測器24，例如氣體密度感測器24或氣體壓力感測器24且其允許控制介電絕緣介質中之填充壓力及/或氣體分壓。至少第二與第三填充步驟之順序在原則上可調換。
隔離開關22為根據IEC標準62271-203及62271-1經設計用於300 kV額定電壓、1050 kV閃電脈衝電壓及460 kV工頻耐受電壓(power frequency withstand voltage)且在20℃下SF6絕對填充壓力為4.5巴的標準零件(ELK-TK14)。
用填充有以上提及之7巴FCK-空氣混合物之此隔離開關22進行的介電測試證明可耐受根據IEC標準之300 kV額定電壓的介電測試。所有介電測試亦根據IEC 60060-1(高電壓測試技術(High Voltage Test Techniques))進一步調節測試條件及測試程序來進行。
具有7巴FCK-空氣之隔離開關22在無閃絡之情況下成功地通過460 kV rms相對地(phase-to-earth)短持續時間工頻耐受電壓測試、595 kV rms隔離距離間(亦即隔離開關22之斷開接點間)短持續時間工頻耐受電壓測試、及1050 kV峰值電壓閃電脈衝耐受電壓測試。此進一步證明含有剛好5個碳原子之氟酮之FCK-空氣混合物亦在不均勻電場配置中，例如在存在於隔離開關22(ELK-TK14)中之電場分佈中展示特別高之介電強度或介電耐受電壓。
圖6展示在用7巴上述混合物FCK-空氣(菱形)填充之隔離開關22中進行之根據IEC 62271-102的匯流排轉移電流切換測試中之發弧時間(以任意單位計)。施用根據IEC 62271-102之標準測試條件，特定言之施用在20 V匯流排轉移電壓下之1600 A匯流排轉移電流。展示使用在4.5巴絕對壓力下之習知SF6介電絕緣氣體獲得之測試結果以作比較(三角形)。為達成較佳目視比較，取10個量測點之平均值且對於FCK-空氣展示為實線且對於SF6展示為虛線。圖6證明新介電絕緣介質FCK-空氣具有至少與慣常使用之SF6相同的匯流排轉移電流切換效能。圖6另外證明包含在7巴絕對壓力下之FCK-空氣之新介電絕緣介質具有類似於或甚至優於在4.5巴絕對壓力下之SF6之消弧能力的極佳消弧能力，此處特定言之在匯流排轉移電流切換之情形下。
在進行100次匯流排轉移電流切換操作之後，藉由根據IEC 62271-203進行介電條件檢查來確認介電絕緣能力。
圖7a、7b展示在用例示性絕緣介質(菱形)，此處為在360毫巴分壓下之C5氟酮加在100毫巴分壓下之C6氟酮加約4.0巴技術空氣填充的匯流排；以及出於比較目的之用習知絕緣介質(三角形)，此處為在4.5巴絕對壓力下之SF6填充的匯流排之截面中進行之溫升測試的結果。溫升測試在約20℃環境溫度下進行。根據IEC 62271-203及IEC 62271-1進行測試。
圖7a、7b展示作用零件(上方圖7a)及外罩(下方圖7b)之為熱元件位置函數之超過環境溫度的溫升。圖7a、7b證明FCK-空氣混合物之熱效能或熱轉移能力與習知SF6之熱轉移能力類似。對於在較高標稱絕對壓力下，例如在7巴總絕對壓力下之FCK-空氣混合物，可預期甚至更高之熱轉移能力。
在例示性實施例中，介電絕緣介質應至少在絕緣空間6中於液相中含有呈不同於大宗液體形式之包含剛好5個碳原子之氟酮，例如在絕緣空間6中呈液滴、氣溶膠、霧或噴霧形式。此等實施例可包括具有在例如具有流體管理系統10a、10b之電氣裝置2之絕緣空間6外部欲呈大宗液體形式之包含剛好5個碳原子之氟酮的介電絕緣介質。
在例示性實施例中，用於不同於作為介電絕緣介質之其他目的之含有剛好5個碳原子的任何氟酮應自本申請案之標的物，特定言之自任何獨立技術方案及/或任何附屬技術方案或技術方案組合中主張之標的物，特定言之自主張之介電絕緣介質、主張之介電絕緣介質之用途及自主張之包含介電絕緣介質之裝置之範疇內排除。舉例而言，應自本申請案之標的物，特定言之自任何技術方案或技術方案組合之範疇內排除：
-　用於處理熔融反應性金屬，特定言之保護該反應性金屬免於與氧氣或空氣反應之方法的任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　作為清潔劑，特定言之用於清潔蒸汽反應器或電子系統之清潔劑的任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　作為滅火介質或用於滅火系統中之任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　作為呈液體形式之冷卻劑，特定言之用於冷卻電子系統之冷卻劑的任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　用於朗肯製程(Rankine-process)，特定言之小電廠中之朗肯製程的任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　作為潤滑劑之任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　作為液體：例如作為電氣裝置或變壓器中之液體、作為液體冷卻劑、作為電氣裝置中之液體冷卻劑、作為變壓器中之液體冷卻劑、及/或作為用於水力系統或液體耦合機械驅動裝置之液體的任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　選自由氯二氟甲基全氟異丙基酮及二氟甲基全氟異丙基酮組成之群的任何含有剛好5個碳原子之氟酮；及/或
-　除氟酮a)之外亦包含選自由β-氯全氟乙基全氟異丙基酮、二氟甲基全氟-第三丁基酮及十二氟-2-甲基-戊-3-酮組成之群之氟酮的任何介電絕緣介質。
在例示性實施例中，本發明之介電絕緣介質或其用途或本發明之電氣裝置，特定言之如任何獨立技術方案及/或任何附屬技術方案或技術方案組合中所主張者應不為用於變壓器之介電絕緣介質，或應不為變壓器，例如不為配電變壓器、不為電力變壓器，在其他實例中不為氣體變壓器、不為液體變壓器、不為乾式變壓器及/或不為氣體變壓器、液體變壓器及乾式變壓器之任何組合。
在其他例示性實施例中，本發明之介電絕緣介質，特定言之如任何獨立技術方案及/或任何附屬技術方案或技術方案組合中所主張者應不為用於熱管之工作介質，特定言之不為用於變壓器中之熱管之工作介質。
在一個特定實施例中，本發明之介電絕緣介質，特定言之如任何獨立技術方案及/或任何附屬技術方案或技術方案組合中主張者不含有具有剛好6個碳原子之氟酮，特定言之不含有來自3M之商品名為Novec 1230之十二氟-2-甲基戊-3-酮(CF3CF2C(O)CF(CF3)2)。此等實施例可能僅受益於具有剛好5個碳原子之氟酮之沸點較低的優點。圖8展示以任意單位計之毒性(在左手側)，例如依致死濃度LC50之倒數量測之毒性；及沸點或沸點溫度Tp(在右手側)為氟酮，特定言之氟酮a)及/或氟酮c)中所含之碳原子數之函數的示意圖。最大容許毒性水準由水平粗虛線指示，且最大容許沸點水準由水平細虛線指示。一般而言，毒性隨碳原子數增加而減小，因此具有5個或5個以上碳原子之氟酮由於足夠無毒而為容許的。再一般而言，沸點隨碳原子數增加而增加，因此具有7個或7個以下碳原子之氟酮適用於典型技術應用中，而具有8個或8個以上碳原子之氟酮由於沸點過高而視為較不適用或不適用。因此，鑒於無毒性及低沸點，具有5至7個碳原子之氟酮較佳。
圖9展示載氣，特定言之介電絕緣氣體組分b)中之電子散射、及氟酮，特定言之氟酮a)及/或氟酮c)中之離子化的橫截面積(例如以m2度量)為電子能量(例如以eV度量)之函數的示意圖。
在不受限於理論之情況下：本發明之非線性增加之介電強度的可能機制可在於介電氣體組分b)(其為或包含載氣)起使源於介電崩潰之電子減速之作用，且氟酮a)及有可能氟酮c)起捕捉此等減速電子之作用，從而產生含有氟酮a)及有可能氟酮c)及載氣b)之氣體混合物之極高介電強度。因此，本發明之介電絕緣氣體組分b)應特定涵蓋能夠使電子減速之氣體。該種機制可較佳在載氣在低於氟酮，特定言之氟酮a)及/或c)之離子化臨限值之能量下具有較大非彈性電子散射橫截面積之條件下存在。該種情形例示性地展示於圖9中，其中載氣之電子散射橫截面積之峰值在能量上位於離子化臨限值以下，該臨限值表示氟酮之離子化橫截面積特徵值之實質性上升的低能界限。
為清楚起見，載氣或大宗氣體可等於介電絕緣氣體組分b)或可為介電絕緣氣體組分b)之一種介電絕緣氣體組分要素b2)。
在實施例中，裝置2具有介電絕緣介質，其中氟酮，特定言之至少一種氟酮a)及視情況另外氟酮c)係以使得氟酮之冷凝溫度低於+5℃、較佳低於-5℃、更佳低於-20℃、甚至更佳低於-30℃、最佳低於-40℃之量存在。
在其他實施例中，裝置2具有介電絕緣介質，其包含呈使得氣體組分之混合物之冷凝溫度低於+5℃、較佳低於-5℃、更佳低於-20℃、甚至更佳低於-30℃、最佳低於-40℃之莫耳體積或體積濃度或數量密度或莫耳分數ma或分壓pa的氣體組分。
為清楚起見：沸點或沸點溫度與絕緣介質之組分之為溫度之函數的蒸汽壓曲線相關，且特定言之與在常壓下，亦即在約1巴下之沸點(溫度)相關。此為組分本身之性質且描述其特定言之在大氣環境壓力條件下之汽化及液化特性。
相對比而言，冷凝溫度與提供用於容納介電絕緣介質之體積之特定裝置、其用特定介電絕緣介質之填充相關，特定言之與在既定溫度(例如操作溫度或最低額定操作溫度)下介電絕緣介質之一或多種組分之類型及量相關，且與介電絕緣介質之相應總壓力及其組分之分壓相關。該種特定裝置環境可包含表面粗糙度、電場不均勻性及與介電耐受能力或介電強度相關之其他因素。在用特定選擇之介電絕緣介質填充之該種特定裝置中，冷凝溫度界定介電絕緣介質之氣體部分或氣相，特定言之介電絕緣介質之氣相中之一組組分開始冷凝成滴落在裝置內表面上且在其上形成液體「海(sea)」之小液滴時所處之溫度。此冷凝可在介電絕緣介質之組分之共同冷凝溫度(簡稱為冷凝溫度)下發生，即使呈純淨形式之此等組分之沸點可能相差例如數10 K或甚至約50 K亦如此。由於不同沸點及共同冷凝溫度，當冷凝開始時，氣相及液相中之組分之莫耳分數可不同。
因此，術語「冷凝溫度」為描述具有用介電絕緣介質進行之特定填充且在特定操作條件下之特定裝置的綜合參數。
換言之，冷凝溫度僅由所考慮之一或多種介電絕緣氣體組分之性質及數量密度或莫耳體積(m3/mol)或體積濃度決定。數量密度或莫耳體積或莫耳分數對應於在既定溫度下存在於裝置中之分壓(例如pa)。因此，參數「介電氣體組分或氣體組分之類型」及「數量密度或莫耳體積或分壓」決定氣體或一組氣體組分在何溫度下將冷凝。
在實施例中，意欲藉由選擇介電絕緣介質，特定言之選擇組分之類型及量；且藉由選擇壓力，亦即組分之分壓及總壓力；有可能藉由另外填充載氣或大宗氣體；且藉由選擇操作條件，諸如溫度來避免冷凝。藉由以下來避免冷凝：冷凝溫度應低於裝置之最低操作溫度或最低額定操作溫度Tmin，例如低於+5℃或-5℃或-20℃或-30℃或-40℃，如上所述。
圖10展示由本發明之例示性介電絕緣介質達成之非線性或協同因子s。展示第一混合物C5氟酮加空氣(菱形)、第二混合物C6氟酮加空氣(方形)及第三混合物C5氟酮加C6氟酮加空氣(三角形)之為總壓力pabs之函數的協同因子s，其中氟酮之分壓pa保持恆定。
對於含有C5氟酮之混合物(第一及第三混合物)，協同因子s隨總壓力增加至約2巴總壓力而增加，接著在至少直至3巴總壓力下保持相當恆定為約s=1.23。相對比而言，第二混合物在較寬總壓力範圍內具有為約1.3之相對較高之協同因子。一般，當氟酮與空氣之比率較高時，協同因子s相對較低且隨氟酮與介電氣體組分b)，此處與空氣之莫耳分數ma或分壓pa之比率減小而增加。
請注意氣體組分b)有可能不產生介電強度之任何非線性增加且因此具有協同因子1。
圖11a展示純淨二氧化碳氣體CO2在量測時(點)、二氧化碳氣體CO2與氟酮之混合物在線性計算(亦即假定協同因子=1)時(方形)、及CO2+FK之該種混合物在量測時(菱形)之為絕對壓力p(以巴計)之函數的崩潰電壓U50(以kV計)。崩潰電壓U50定義為當於具有均勻電極配置之主要測試器件(principal test device)中施用例如1.2 μs上升及50 μs下降之具有正極性之典型閃電脈衝時的50%崩潰機率。在實驗中，氟酮FK之分壓保持恆定且例示性地選為0.1巴C6氟酮及0.36巴C5氟酮。接著填充CO2內含物直至x軸上指示之總壓力p。繪製線性外插線以展示較低絕對壓力p之趨勢線。
由包含C5氟酮及C6氟酮與二氧化碳之混合物之介電絕緣介質達成的非線性效應在圖11a中清晰可見。在7巴下，達成約s=1.2之協同因子，其係藉由將量測崩潰電場強度或崩潰電壓U50分別除以線性計算值而獲得。
圖11b亦展示C6氟酮與二氧化碳CO2之介電絕緣氣體混合物存在由本發明達成之協同或非線性效應。圖11b展示在不同量測裝置中用閃電脈衝量測之為C6氟酮之分壓pC6之函數的崩潰電壓U50(以kV計)，其中總壓力pabs保持恆定為1巴。此外，證明混合物之量測介電強度(菱形)有超過單一組分C6及CO2之介電強度之線性計算總和(方形)的強非線性增加。在C6氟酮之較寬分壓pa或等效地莫耳比ma範圍內發現為約s=1.35之強協同因子。
圖12另外說明C5氟酮與空氣之氣體混合物之介電強度的非線性增加。此處，測定在C5氟酮之分壓pC5與空氣之分壓p空氣之複數個比率r1至r5(亦即ri=(pC5/p空氣)i，其中i=量測數)下，為冷凝溫度Tcond之函數之對應於既定量測方案中之崩潰電壓U50的崩潰電場強度Ebd。此兩種氣體組分顯示根據協同因子s=Ebd(量測)/Ebd(線性計算)的協同效應，對於既定幾何形狀，協同因子近似為分壓比率r之函數。此等量測藉由以填充360毫巴C5氟酮起始，對於各新建量測，接連補充空氣來進行。此產生針對量測協同因子所針對之不同pC5/p空氣比率所示的量測結果。藉由使用方程式Ebd=[pC5×Ecrit,C5+p空氣×Ecrit,空氣]×s(pC5/p空氣)，針對由不同量測i=1、...、5指定之固定比率ri=(pC5/p空氣)i來計算針對不同冷凝溫度之為溫度T之函數的Ebd。此處，pC5=C5氟酮在溫度T下之蒸汽壓，p空氣=空氣之分壓，且syn=s(ri)=s((pC5/p空氣)i)=針對混合比率ri=(pC5/p空氣)i之協同因子s。
Ebd(線性計算)或Ebd線性計算可根據下列方程式表示：
Ebd線性計算=pa‧Ecrit,a+pb‧Ecrit,b
其中：pa為氟酮a)之分壓，pb為介電絕緣氣體組分b)之分壓，Ecrit,a為氟酮a)之壓力降低之電崩潰電場強度，Ecrit,b為介電絕緣氣體組分b)之壓力降低之電崩潰電場強度。
作為一特定實例，C5氟酮之Ecrit,a為180千伏/(公分×巴)，且空氣之Ecrit,b為30千伏/(公分×巴)。
既定氣體混合物之冷凝溫度視高沸點組分(此處為C5氟酮)之蒸汽壓而定。因此，對於電氣裝置之最低操作溫度-5℃，高沸點組分之分壓必須為或小於其在-5℃下之蒸汽壓。
換言之，y軸上之冷凝溫度Tcond對應於氟酮(此處為C5氟酮)之分壓pa或莫耳分數ma，該對應性係經由氟酮(此處為C5氟酮)之蒸汽壓曲線建立。此冷凝溫度Tcond亦可對應於如上論述之電氣裝置之最低操作溫度，此時液化將被避免。請注意一般而言在整篇本申請案中，以下符號亦適用：pa=氟酮(例如氟酮a)及/或氟酮c))之分壓及ma=其莫耳分數，及pb=介電氣體組分b)(此處為空氣)之分壓及mb=其莫耳分數。
在圖12中，小菱形表示混合物之介電強度之量測值，且線表示藉助於C5氟酮之蒸汽壓曲線計算之趨勢線。底部實線表示混合物在r1=(pC5/p空氣)1=0.8下不展現任何非線性增加且因此具有協同因子s=1。當減小比率r=pC5/p空氣時，例如此處當增加空氣之量同時保持C5氟酮之量恆定時，協同因子開始在0.04<r<0.8之比率範圍內大於s=1，在0.1<r<0.3之比率範圍內達到最大值約s=1.23，接著再次下降。詳言之，在圖12中所示之實例中，在pa與pb之分壓比率0.04:1、0.14:1、0.22:1及0.56:1下獲得大於1之協同因子。特定言之，可選擇比率r在0.01<r<0.8、較佳0.02<r<0.8、更佳0.04<r<0.8之範圍內。
總之，較高或超低比例之C5氟酮會導致協同因子較低(接近1)。中等比例或比高比例略低之比例的C5氟酮會導致協同因子s顯著大於1。因此，以大於1之協同因子s表示之存在協同作用允許在較高電崩潰電場強度Ebd及/或降至比不存在協同作用之溫度低的溫度下操作電氣裝置。此外，當存在大於1之協同因子時，可降低氟酮及/或介電氣體組分b)之量。
在整篇本申請案中，以下各項應適用：
可包含在以上提及之不同於氟酮之氣體組分b)或氣體組分要素b1)、b2)、...bn)中或可為以上提及之不同於氟酮之氣體組分b)或氣體組分要素b1)、b2)、...bn)的術語載氣或大宗氣體或緩衝氣體應表示介電絕緣介質中促成介電強度但介電強度通常弱於更具介電活性或介電性更強之氟酮的氣體部分。例如空氣、氮氣或二氧化碳之此種載氣通常具有充分低於氟酮之冷凝溫度Tcond之冷凝溫度。
介電絕緣介質之成分或組分，諸如各種氟酮及載氣由此明確揭示為可能或以任何組合存在，其可能為成對組合、三者組合、四者組合或其類似組合。因此，所有此等組合之任何清單由此為本發明之一部分。
術語「較佳(preferable)」、「較佳(preferred)」、「更佳」、「特定言之」將僅意謂「例示性的」且因此將僅表示實施例或實例，亦即應理解為視情況。
2．．．開關裝置
4．．．外殼
4'．．．外殼壁
6．．．絕緣空間
8．．．電作用零件
10a．．．溫度控制單元
10b．．．流體處理單元
14．．．氣溶膠
16．．．噴嘴
18．．．開口
20．．．通道
22．．．隔離開關
24．．．氣體感測器、氣體壓力感測器、氣體密度感測器
圖1展示根據本發明之實施例之空氣與介電絕緣氣體混合物之量測及計算崩潰電壓隨系統之為總絕對填充壓力之函數的圖示；
圖2為當使用含包含5個碳原子之氟酮之空氣、含包含6個碳原子之氟酮之空氣、及含包含5個碳原子之氟酮及包含6個碳原子之氟酮的空氣作為絕緣介質時，為達到與SF6在4.5巴下相同之絕緣效能所需之填充壓力的圖示；
圖3展示根據包含溫度控制單元之一實施例之高電壓氣體絕緣開關裝置的單純示意圖；
圖4展示根據包含流體處理單元之一實施例之高電壓氣體絕緣開關裝置的單純示意圖；
圖5展示用介電絕緣介質之一例示性實施例填充之習知隔離開關；
圖6展示使用用介電絕緣介質之例示性實施例(菱形)填充及用習知絕緣介質(三角形)填充之習知隔離開關進行之匯流排轉移電流切換測試中的發弧時間(a.u.)；
圖7a、7b展示在用例示性絕緣介質(菱形)填充及用習知絕緣介質(三角形)填充之匯流排之截面中進行的溫升測試之結果；
圖8展示毒性(a.u.，左手側)及沸點(右手側)之為氟酮中所含之碳原子數之函數的示意圖；
圖9展示載氣中之電子散射及氟酮中之離子化的橫截面積為電子能量之函數的示意圖；
圖10展示協同因子s為各種有及無空氣之介電絕緣介質之總壓力之函數的圖示；
圖11a及11b展示根據本申請案之例示性介電絕緣介質在均勻電場中之量測及計算崩潰電壓U50分別為壓力或氟酮含量之函數的圖示；及
圖12展示包含呈各種分壓比率之氟酮及空氣之例示性介電絕緣介質的電崩潰電場強度為冷凝溫度之函數的圖示。
(無元件符號說明)

Claims (61)

  1. 一種包含介電絕緣氣體之介電絕緣介質，該絕緣氣體包含以下各者之混合物：a)含有剛好5個碳原子之氟酮a)與b)不同於該氟酮a)之介電絕緣氣體組分b)；其中該介電氣體組分b)為以大於該氟酮a)之量存在之載氣，且其連同該氟酮a)一起提供該絕緣介質之介電強度之該非線性增加超過該絕緣介質之該等氣體組分之介電強度的該總和。
  2. 如請求項1之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)為自身具有低於該氟酮a)之介電強度的載氣。
  3. 如請求項1之介電絕緣介質，其中選擇該氣體組分b)之類型及量及該氟酮a)之量以便達成該絕緣介質之介電強度之該非線性增加超過該介電絕緣介質之該等氣體組分之介電強度的該總和。
  4. 如請求項1之介電絕緣介質，該介電絕緣介質具有一崩潰電場強度Ebd，其係由下列方程式定義：Ebd=s．(pa．Ecrita+pb．Ecritb)其中：pa為該氟酮a)之分壓，pb為該介電絕緣氣體組分b)之分壓，Ecrit,a為該氟酮a)之壓力降低之電崩潰電場強度，Ecrit,b為該介電絕緣氣體組分b)之壓力降低之電崩潰電場強度， s為協同因子Ebd量測/Ebd線性計算，其中Ebd量測為該介電絕緣介質之量測崩潰電場強度，且Ebd線性計算為該氟酮a)及該介電氣體組分b)之電崩潰電場強度之線性計算總和，其中選擇該混合物以使得該協同因子s大於1。
  5. 如請求項4之介電絕緣介質，其中該介電絕緣介質之該崩潰電場強度Ebd、該氟酮a)之壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a、及該介電絕緣氣體組分b)之壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,b係在該介電絕緣介質欲使用之電氣裝置中測定；及/或該介電絕緣介質之量測崩潰電場強度Ebd量測、及該等氣體組分之電崩潰電場強度之線性計算總和Ebd線性計算係在該介電絕緣介質欲使用之電氣裝置中測定。
  6. 如請求項4至5中任一項之介電絕緣介質，其中選擇該氣體組分b)之類型及量及該氟酮a)之量以使得該協同因子s大於101%。
  7. 如請求項5之介電絕緣介質，其中選擇該氣體組分b)之類型及量及該氟酮a)之量以使得該協同因子s大於105%。
  8. 如請求項4至5中任一項之介電絕緣介質，該協同因子s相依於該氟酮a)之分壓pa與該介電絕緣氣體組分b)之分壓pb的比率r。
  9. 一種介電絕緣介質，該介電絕緣介質包含以下各者之混合物：a)含有剛好5個碳原子之氟酮a)與b)不同於該氟酮a)之介電絕緣氣體組分b)，其中該介電氣體組分b)為以大於該氟酮a)之量存在之 載氣，且其連同該氟酮a)一起提供該絕緣介質之介電強度之該非線性增加超過該絕緣介質之該等氣體組分之介電強度的該總和；該介電絕緣氣體組分b)為或包含空氣或空氣組分。
  10. 如請求項9之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)包含氧氣。
  11. 如請求項10之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)包含二氧化碳。
  12. 如請求項10之介電絕緣介質，該介電絕緣介質為用於斷路器之消弧氣體，且該介電絕緣氣體組分b)另包含二氧化碳。
  13. 如請求項10至12中任一項之介電絕緣介質，氧氣之莫耳分數為40%以下。
  14. 如請求項1之介電絕緣介質，該氟酮a)為全氟酮，及/或該氟酮a)具有分支烷基鏈，及/或該氟酮a)為完全飽和化合物。
  15. 如請求項1之介電絕緣介質，該氟酮a)為至少一種選自由下列結構式所定義且其中至少一個氫原子經氟原子取代之化合物組成之群之化合物：
  16. 如請求項1之介電絕緣介質，該氟酮a)具有分子式C5F10O且係選自由以下組成之群：1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮、1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-十氟戊-2-酮、1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟戊-3-酮及1,1,1,4,4,5,5,5,-八氟-3-雙(三氟甲基)-戊-2-酮。
  17. 如請求項1之介電絕緣介質，該絕緣介質中之該氟酮a)之莫耳分數大於1%。
  18. 如請求項1之介電絕緣介質，其中該氟酮a)在操作條件下處於該絕緣介質中之氣相中。
  19. 如請求項1之介電絕緣介質，其中該介電絕緣介質為在過壓小於8巴之介電絕緣氣體；或其中該介電絕緣介質為在過壓小於2.5巴之介電絕緣氣體。
  20. 如請求項1之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)之常壓沸點在該氟酮a)之常壓沸點以下至少50K。
  21. 如請求項1-5、9-12及14-20中任一項之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)A)為惰性及/或無毒及/或非可燃性的；及/或B)介電強度大於10千伏/(公分巴)；及/或C)臭氧消耗潛能值為0。
  22. 如請求項1之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)：歷經100年之全球暖化潛能值GWP小於1000。
  23. 如請求項1-5、9-12及14-20中任一項之介電絕緣介質，該介電絕緣氣體組分b)包含至少兩種氣體組分要素b1)、b2)、...bn)之混合物；及/或該介電絕緣氣體組分b)包含原子少於該氟酮a)中存在之原子的分子，或包含三原子及/或二原子分子或由三原子及/或二原子分子組成。
  24. 如請求項1-5、9-12及14-20中任一項之介電絕緣介質，該氟酮a)具有存在離子化能量臨限值之能量相依性離子化橫截面，該介電絕緣氣體組分b)具有在特定能量下具有峰值之能量相依性電子散射橫截面，其中該介電絕緣氣體組分b)之該特定能量位於該氟酮a)之該離子化能量臨限值以下。
  25. 如請求項1-5、9-12及14-20中任一項之介電絕緣介質，其另外包含：c)不同於該氟酮a)之另一氟酮c)，該另外氟酮c)不同於該介電絕緣氣體組分b)。
  26. 如請求項25之介電絕緣介質，該另外氟酮c)含有剛好5個碳原子或剛好6個碳原子。
  27. 如請求項26之介電絕緣介質，該另外氟酮c)為至少一種選自由下列結構式所定義且其中至少一個氫原子經氟原子取代之化合物組成之群之化合物： 及/或為至少一種選自由下列結構式所定義且其中至少一個氫原子經氟原子取代之化合物組成之群之化合物： ，稱為十二氟-環庚酮。
  28. 如請求項25之介電絕緣介質，該氟酮c)為全氟酮，及/或 該氟酮c)具有分支烷基鏈，及/或該氟酮c)為完全飽和化合物。
  29. 如請求項25之介電絕緣介質，該氟酮c)係十氟-環己酮或具有分子式C6F12O之化合物且係選自由以下組成之群：1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(亦稱為十二氟-2-甲基戊-3-酮)、1,1,1,3,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-2-酮(亦稱為十二氟-4-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-3-(三氟甲基)戊-2-酮(亦稱為十二氟-3-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,4-七氟，3-雙(三氟甲基)丁-2-酮(亦稱為十二氟-3,3-(二甲基)丁-2-酮)、十二氟己-2-酮及十二氟己-3-酮。
  30. 如請求項25之介電絕緣介質，該絕緣介質中之該氟酮c)之莫耳分數大於0.1%。
  31. 如請求項1之介電絕緣介質，各氟酮組分之分壓至少近似對應於其在該介電絕緣介質之最低操作溫度下之各別飽和蒸汽壓。
  32. 如請求項10之介電絕緣介質，氧氣之莫耳分數與該至少一種氟酮a)及視情況另外氟酮c)之莫耳分數的比率為至少2：1。
  33. 如請求項1之介電絕緣介質，該介電絕緣介質歷經100年之全球暖化潛能值GWP小於100。
  34. 一種以下各者之混合物之用途，a)含有剛好5個碳原子之氟酮a)與b)不同於該氟酮a)之介電絕緣氣體組分b)，該介電氣 體組分b)為以大於該氟酮a)之量存在之載氣，且其連同該氟酮a)一起提供一介電絕緣介質之介電強度之該非線性增加超過該絕緣介質之該等氣體組分之介電強度的該總和其係用作用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置之介電絕緣介質，其中該介電絕緣介質之該介電絕緣氣體組分b)不包含含有剛好5個碳原子之氟酮。
  35. 如請求項1-28及30-33中任一項之介電絕緣介質的用途，其係用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置中。
  36. 如請求項34至35中任一項之用途，其中該裝置係一氣體絕緣開關裝置，該氣體絕緣開關裝置之最低容許操作溫度為-5℃；及/或其中該混合物另外包含：c)不同於該氟酮a)之另一氟酮c)；及/或該介電絕緣介質之用途係用於不均勻電場分佈中。
  37. 一種如請求項1至33中任一項之介電絕緣介質之用途，該用途包含：a)該氟酮a)與以下各者之混合物b1)二氧化碳及/或b2)空氣或氧氣用作高電壓斷路器或中等電壓斷路器中之消弧氣體。
  38. 如請求項37之用途，其中該消弧氣體中之空氣或氧氣係用於降低該斷路器之電極上之碳沈積；及/或其中該消弧氣體中之空氣或氧氣係用於降低有毒發弧副產物的量。
  39. 如請求項37至38中任一項之用途，二氧化碳之量與氧氣之量的比率為至多20：1；及/或氧氣之莫耳分數與氟酮a)之莫耳分數的比率為至少2：1。
  40. 一種用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置(2)，該裝置(2)包含界定某一絕緣空間(6)之外殼(4)及配置在該絕緣空間(6)中之電作用零件(8)，該絕緣空間(6)包含特徵在於如請求項1至33中任一項之介電絕緣介質的絕緣介質。
  41. 如請求項40之裝置(2)，其中該裝置(2)為一開關裝置(2)或一死槽式斷路器或一PASS模組(插接式模組)或其零件或組件。
  42. 如請求項41之裝置(2)，其中該裝置(2)為空氣絕緣或氣體絕緣金屬囊封開關裝置(2)或混合式開關裝置或中等電壓分段開關裝置或環路開關或係匯流排、套管、電纜、氣體絕緣電纜、電纜接頭、變流器、變壓器、突波保護器及/或氣體絕緣傳輸線。
  43. 如請求項40之裝置(2)，其中該裝置(2)為開關、接地開關、隔離開關、隔離及接地組合開關、負載啟斷開關及/或斷路器。
  44. 如請求項43之裝置(2)，其中該裝置(2)為具有用於提供加壓消弧氣體之壓力形成室的高電壓斷路器，且包含：a)該氟酮a)與以下各者之混合物b1)二氧化碳及/或b2)空氣或氧氣， 且在切換操作中，該氟酮在消弧階段期間分解成具有較低碳原子數之氟碳化合物。
  45. 如請求項40之裝置(2)，其中該裝置(2)可為變壓器、配電變壓器或電力變壓器。
  46. 如請求項40之裝置(2)，其中該裝置(2)為旋轉電機、發電機、馬達、驅動器、半導電器件、電力電子器件及/或其組件。
  47. 如請求項40至46中任一項之裝置(2)，其中其另外包含用於個別或組合控制之控制單元(10a，10b)：絕緣介質或其至少一種組分各自之組成、溫度、絕對壓力、分壓、氣體密度及/或氣體分密度。
  48. 如請求項47之裝置(2)，其中該控制單元(10a，10b)包含加熱器及/或汽化器(16)以用於控制該氟酮a)及視情況氟酮c)之分壓，或用於維持該分壓在所需分壓水準以上。
  49. 如請求項47之裝置(2)，其中該控制單元(10a，10b)包含含加熱系統之溫度控制單元(10a)以用於設置該裝置(2)之該外殼(4)或該外殼(4)之至少一部分至所要溫度，及/或該控制單元(10a，10b)包含流體處理單元(10b)以用於配定該氟酮a)之濃度，及用於將所得絕緣介質注射入該裝置(2)中。
  50. 如請求項40至46中任一項之裝置(2)，其中該裝置(2)具有儲備體積之液體氟酮，及/或具有用於限制所要絕緣介質之最高容許操作溫度之構件以便將絕對填充壓力維持在該裝置(2)之指定壓力極限以下。
  51. 如請求項40至46中任一項之裝置(2)，其中該裝置(2)具有不均勻電場分佈，及/或具有用於用六氟化硫SF6填充之習知壓力設計且替代地用如請求項1至33中任一項之介電絕緣介質填充。
  52. 如請求項40至46中任一項之裝置(2)，其中在該介電絕緣介質中，氟酮a)存在之量係使得該氟酮之冷凝溫度低於+5℃之量存在；及/或該介電絕緣介質包含使得該等氣體組分之該混合物之冷凝溫度低於該裝置(2)之額定操作溫度之量的氣體組分。
  53. 一種裝置(2)，a)該裝置具有由等級參數表徵之等級，該等參數包含欲由該介電絕緣介質填充之空間中所需之電場強度Eapp、最低額定操作溫度Tmin、最高額定操作溫度Tmax、及最大容許氣體壓力pmax，b)該裝置包含含有氟酮與不同於該氟酮之介電絕緣氣體組分b)之混合物的介電絕緣氣體，其中該混合物具有由協同因子s表徵之非線性增加之介電強度，c)該介電絕緣氣體具有由以下定義之特徵參數：該氟酮之類型、分壓pa或對應數量密度、及壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a；及該介電絕緣氣體組分b)之類型、分壓pb、或對應數量密度、及壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,b，d)由該等壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a及Ecrit,b之分壓加權總和來計算該介電絕緣氣體之為該氟酮之該分 壓pa之函數的線性壓力降低之崩潰電場強度Ebd線性計算，e)由該電場強度Eapp及該線性壓力降低之崩潰電場強度Ebd線性計算確定該介電絕緣氣體之為該氟酮之該分壓pa之函數的絕對壓力曲線pabs(pa)，f)標準溫度下該絕緣氣體之絕對填充壓力pabs且由其及該絕對壓力曲線pabs(pa)確定該氟酮之第一分壓pa1或第一對應數量密度，及g)由於該混合物之協同因子大於1，擴大該電氣裝置之該等等級參數中之至少一者。
  54. 如請求項53之裝置(2)，a)測定該氟酮之第二分壓pa2或第二對應數量密度以使得該絕緣氣體中之該氟酮之冷凝溫度低於該最低額定操作溫度Tmin，及b)若該第一分壓pa1等於或低於該第二分壓pa2，則選擇該氟酮之該分壓pa在使pa1 pa pa2之範圍內，或c)若該第一分壓pa1大於該第二分壓pa2，則：i.選擇該氟酮之該分壓pa小於或等於該第二分壓pa2且藉由增加該介電絕緣氣體組分b)之該分壓pb來增加該絕對壓力pabs，或使該絕對壓力pabs增加至等於pabs(pa2)，及/或ii.藉由加熱增加該最低操作溫度Tmin且藉此使該第二分壓pa2增加至較高值，或使該第二分壓pa2增加至等於或大於該第一分壓pa1之值，接著選擇該氟酮之該分壓pa在使pa1 pa pa2之範圍內。
  55. 如請求項53之裝置(2)，a)測定存在於該電氣裝置(2)中之在該氟酮之該分壓pa與該介電氣體組分b)之該分壓pb的某一比率下之協同因子s的值，及b)藉由至少一個下列措施進行等級擴大：增加該最大電場強度Eapp、減小該最低額定操作溫度Tmin、減小該絕對填充壓力pabs、降低存在於該電氣裝置(2)中之該氟酮之該分壓pa或莫耳分數ma、增加安全性容限及其組合。
  56. 如請求項53之裝置(2)，該裝置(2)係根據請求項40至46中任一項。
  57. 一種用於對如請求項40至46、48及49中任一項之用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法，其特徵在於具有以下步驟：a)針對該裝置選擇由等級參數表徵之等級，該等參數包含欲由該介電絕緣介質填充之空間中所需之電場強度Eapp、最低額定操作溫度Tmin、最高額定操作溫度Tmax、及最大容許氣體壓力pmax，b)選擇包含氟酮與不同於該氟酮之介電絕緣氣體組分b)之混合物的介電絕緣氣體，其中該混合物具有由協同因子s表徵之非線性增加之介電強度，c)該介電絕緣氣體具有由以下定義之特徵參數：該氟酮之類型、分壓pa、或對應數量密度、及壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a；及該氣體組分b)之類型、分壓pb、或 對應數量密度、及壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,b，d)由該等壓力降低之電崩潰電場強度Ecrit,a及Ecrit,b之分壓加權總和來計算該介電絕緣氣體之為該氟酮之該分壓pa之函數的線性壓力降低之崩潰電場強度Ebd線性計算，e)由該電場強度Eapp及該線性壓力降低之崩潰電場強度Ebd線性計算確定該介電絕緣氣體之為該氟酮之該分壓pa之函數的絕對壓力曲線pabs(pa)，f)選擇標準溫度下該絕緣氣體之絕對填充壓力pabs且由其及該絕對壓力曲線pabs(pa)確定該氟酮之第一分壓pa1或第一對應數量密度，g)由於該混合物之協同因子大於1，擴大該電氣裝置之該等等級參數中之至少一者。
  58. 如請求項57之用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法，其中其另外具有以下步驟：a)測定該氟酮之第二分壓pa2或第二對應數量密度以使得該絕緣氣體中之該氟酮之冷凝溫度低於該最低額定操作溫度Tmin，及b)若該第一分壓pa1等於或小於該第二分壓pa2，則選擇該氟酮之該分壓pa在使pa1 pa pa2之範圍內，或c)若該第一分壓pa1大於該第二分壓pa2，則：i.選擇該氟酮之該分壓pa小於或等於該第二分壓pa2且藉由增加該介電絕緣氣體組分b)之該分壓pb來增加該絕對壓力pabs，或使該絕對壓力pabs增加至等於pabs(pa2)，及/或 ii.藉由加熱增加該最低操作溫度Tmin且藉此使該第二分壓pa2增加至較高值，或使該第二分壓pa2增加至等於或大於該第一分壓pa1之值，接著選擇該氟酮之該分壓pa在使pa1 pa pa2之範圍內。
  59. 如請求項57至58中任一項之用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法，其中其另外具有以下步驟：a)測定該氟酮之該分壓pa與該介電氣體組分b)之該分壓pb的某一比率下之協同因子s的值，及b)藉由至少一個下列步驟進行等級擴大：增加該電場強度Eapp、減小該最低額定操作溫度Tmin、減小該絕對填充壓力pabs、降低該氟酮之該分壓pa或莫耳分數ma、增加安全性容限及其組合。
  60. 如請求項57至58中任一項之用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法，其中其另外具有以下步驟：a)選擇該氟酮以包含含有剛好5個碳原子之氟酮a)，及/或包含含有剛好6個碳原子之另一氟酮c)，及/或b)選擇該介電氣體組分b)以包含至少一種選自以下群組之組分：空氣、氮氣、二氧化碳及其混合物。
  61. 如請求項57至58中任一項之用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法，該方法係用以對如請求項第40至46項中任一項之裝置定尺寸。
TW100146023A 2010-12-14 2011-12-13 介電絕緣介質、介電絕緣介質之用途、用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及對用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法 TWI574282B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPPCT/EP2010/069623 2010-12-14
EP10196645 2010-12-22
EP11184433 2011-10-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201236026A TW201236026A (en) 2012-09-01
TWI574282B true TWI574282B (zh) 2017-03-11

Family

ID=45390084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100146023A TWI574282B (zh) 2010-12-14 2011-12-13 介電絕緣介質、介電絕緣介質之用途、用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及對用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法

Country Status (17)

Country Link
US (1) US8822870B2 (zh)
EP (1) EP2652752B1 (zh)
JP (1) JP6042344B2 (zh)
KR (1) KR101996233B1 (zh)
CN (1) CN103415895B (zh)
AR (1) AR084275A1 (zh)
AU (1) AU2011344232A1 (zh)
BR (1) BR112013014776A2 (zh)
CA (1) CA2821156A1 (zh)
DK (1) DK2652752T3 (zh)
ES (1) ES2554907T3 (zh)
HK (1) HK1190498A1 (zh)
MX (1) MX2013006751A (zh)
PL (1) PL2652752T3 (zh)
RU (1) RU2621900C2 (zh)
TW (1) TWI574282B (zh)
WO (1) WO2012080246A1 (zh)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AP3244A (en) * 2009-06-12 2015-05-31 Abb Technology Ag Dielectric insulation medium
FR2975820B1 (fr) 2011-05-24 2013-07-05 Schneider Electric Ind Sas Melange de decafluoro-2-methylbutan-3-one et d'un gaz vecteur comme milieu d'isolation electrique et/ou d'extinction des arcs electriques en moyenne tension
FR2975821B1 (fr) 2011-05-24 2013-07-05 Alstom Grid Sas Melange de decafluoro-2-methylbutan-3-one et d'un gaz vecteur comme milieu d'isolation electrique et/ou d'extinction des arcs electriques en haute tension
CN103988074B (zh) * 2011-12-13 2016-10-19 Abb技术有限公司 确定流体绝缘电气设备的操作参数的方法和装置
EP2791958B2 (en) 2011-12-13 2019-07-17 ABB Schweiz AG Circuit breaker with fluid injection
WO2013087688A1 (en) 2011-12-13 2013-06-20 Abb Technology Ag Circuit breaker with fluid injection
JP5721866B2 (ja) * 2012-02-06 2015-05-20 三菱電機株式会社 ガス遮断器
FR2995462B1 (fr) 2012-09-10 2014-09-05 Alstom Technology Ltd Appareil electrique moyenne ou haute tension a faible impact environnemental et a isolation hybride
US20140174895A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Abb Technology Ag Contact arrangement for high voltage switchgear with contact arrangement
US9263212B2 (en) * 2013-02-11 2016-02-16 Mitsubishi Electric Power Products, Inc. High voltage gas circuit breaker gas density monitoring system
FR3011138B1 (fr) 2013-09-20 2015-10-30 Alstom Technology Ltd Appareil electrique moyenne ou haute tension a isolation gazeuse comprenant du dioxyde de carbone, de l'oxygene et de l'heptafluoroisobutyronitrile
DE202014003207U1 (de) 2014-04-15 2014-05-21 Abb Technology Ag Elektrische Vorrichtung für die Erzeugung, Übertragung, Verteilung und/oder Verwendung elektrischer Energie
AU2015261942A1 (en) 2014-05-20 2017-01-12 Abb Schweiz Ag Electrical apparatus for the generation, transmission, distribution and/or usage of electrical energy and method for recovering a substance from an insulation medium of such an apparatus
RU2017104212A (ru) * 2014-07-10 2018-08-13 Абб Швайц Аг Электрическое устройство, включающее устройство с газовой изоляцией, в частности, трансформатор или реактор с газовой изоляцией
WO2016091274A1 (en) 2014-12-12 2016-06-16 Abb Technology Ag Apparatus for the generation, distribution and/or usage of electrical energy and component for such an apparatus
EP3230992B1 (en) 2014-12-12 2020-02-19 ABB Schweiz AG Gas-insulated electrical apparatus, in particular gas-insulated transformer or reactor
EP3237884B1 (en) * 2014-12-23 2022-05-04 Hitachi Energy Switzerland AG Method for diagnosing, monitoring or predicting a condition of a switching apparatus
EP3245658A1 (en) 2015-01-13 2017-11-22 ABB Schweiz AG Apparatus containing a dielectric insulation gas comprising an organofluorine compound
EP3079156A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-12 Solvay SA Methods for dielectrically insulating electrical active parts
EP3079157A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-12 Solvay SA Methods for dielectrically insulating electrical active parts
DE202015009816U1 (de) 2015-04-13 2020-05-12 Abb Schweiz Ag Vorrichtung zum Unterbrechen von ausschließlich Nicht-Kurzschlussströmen, insbesondere Trennschalter oder Erdungsschalter
ES2759262T5 (es) 2015-04-13 2022-11-30 Hitachi Energy Switzerland Ag Dispositivo para interrumpir solo corrientes que no son de cortocircuito, en particular seccionador o conmutador de puesta a tierra
EP3118955A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-18 ABB Schweiz AG Gas insulated switchgear with the use of eco efficient insulating gases, and method of producing the same
EP3614401B1 (en) 2015-08-19 2021-05-26 ABB Power Grids Switzerland AG Method for reclaiming at least one substance from an insulation medium of an electrical apparatus for the generation, transmission, distribution and/or usage of electrical energy
DE202016100268U1 (de) * 2016-01-21 2016-02-25 Abb Technology Ag Vorrichtung zur Erzeugung, Übertragung, Verteilung und/oder Verwendung elektrischer Energie oder eine Komponente einer solchen Vorrichtung sowie Gasdichtung für eine solche Vorrichtung oder Komponente
EP3433863B1 (en) 2016-03-23 2020-01-29 ABB Schweiz AG Use of a linear octafluorobutene as a dielectric compound in an environmentally safe dielectric-insulation or arc-extinction fluid
KR102214303B1 (ko) * 2016-04-06 2021-02-10 에이비비 슈바이쯔 아게 전기 에너지의 생성, 전달, 분배 및/또는 사용을 위한 장치, 특히 전기 스위칭 디바이스
CN105743008A (zh) * 2016-04-11 2016-07-06 西安交通大学 一种环保型gis设备
FR3050080B1 (fr) * 2016-04-12 2021-12-17 Schneider Electric Ind Sas Procede pour augmenter la tenue dielectrique a l'interieur d'un appareil de protection electrique, et appareil presentant une tenue dielectrique amelioree selon ce procede.
JP6987794B2 (ja) * 2016-06-03 2022-01-05 アーベーベー・シュバイツ・アーゲーABB Schweiz AG ガス絶縁低電圧または中電圧負荷遮断スイッチ
DE102016213852A1 (de) 2016-07-28 2018-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Gasisolierte elektrische Vorrichtung
DE102016215598A1 (de) * 2016-08-19 2018-02-22 Siemens Aktiengesellschaft Elektroenergieübertragungseinrichtung sowie Lebenszyklusmanagement
FR3057388B1 (fr) * 2016-10-10 2019-05-24 Supergrid Institute Commutateur au co2 pour un reseau a courant continu haute tension
WO2018162504A1 (en) 2017-03-06 2018-09-13 Abb Schweiz Ag Gas-insulated switchgear having a cooling system using spray, and method of cooling
EP3382733A1 (en) 2017-03-31 2018-10-03 General Electric Technology GmbH High- and medium-voltage gas-insulated substation presenting an electrically conductive polyaniline coating
DE102017206290A1 (de) 2017-04-12 2018-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Gasisolierte elektrische Vorrichtung mit kohlenstoffhaltiger Isoliergaskomponente
DE102017207110A1 (de) 2017-04-27 2018-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Gasisolierte elektrische Vorrichtung mit zwei Isoliergaskomponenten sowie Verfahren zum Nachweis von Isoliergas
EP3404686B1 (en) * 2017-05-18 2020-07-08 General Electric Technology GmbH A circuit breaker comprising a ceria-based catalyst for co conversion into co2
EP3404687A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-21 General Electric Technology GmbH A circuit breaker comprising a metal-organic framework material for co adsorption
CN107968350A (zh) * 2017-10-24 2018-04-27 上海交通大学 一种含环保型气体三氟碘甲烷的混合气体灭弧介质及其制备方法
DE102017220570A1 (de) * 2017-11-17 2019-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Isolationsmedium für eine Elektroenergieübertragungseinrichtung
EP3546055B1 (en) 2018-03-28 2021-01-13 ABB Schweiz AG Method and system for decomposing a fluoroketone into disposable decomposition products
CN109741795B (zh) * 2019-01-04 2024-01-19 广东电网有限责任公司 一种多原子分子电子碰撞电离截面的计算方法
JP7437580B2 (ja) 2019-06-21 2024-02-26 ヒタチ・エナジー・リミテッド 誘電絶縁または消弧流体
US20220224086A1 (en) 2019-07-12 2022-07-14 Mitsubishi Electric Corporation Gas-insulated electrical apparatus
FI3799233T3 (fi) * 2019-09-30 2024-09-27 General Electric Tech Gmbh Kaasua eristävä laite antinesteytysvälineillä
EP3982377B1 (en) 2020-10-09 2023-11-29 Hitachi Energy Ltd Method for re-establishing an electrical apparatus of medium or high voltage
US20240194372A1 (en) * 2020-10-23 2024-06-13 Korea Electro Technology Research Institute Insulating gas used for electrical insulation or arc extinguishing by replacing sf6 gas and electrical device using same
EP4256596B1 (en) 2020-12-04 2024-10-09 Hitachi Energy Ltd Electrical switching device
KR20230008400A (ko) 2021-07-07 2023-01-16 효성중공업 주식회사 가스절연 개폐장치
EP4120292A1 (en) 2021-07-13 2023-01-18 Hitachi Energy Switzerland AG Container for storing and transporting a dielectric insulation medium
CN114822916B (zh) * 2021-11-30 2022-12-06 深圳海兰云数据中心科技有限公司 一种绝缘保护装置、数据中心保护方法和数据中心
EP4261847B1 (en) 2022-04-12 2024-10-16 Hitachi Energy Ltd Instrument transformer
CN117941014A (zh) 2022-08-09 2024-04-26 日立能源有限公司 用于产生、传输和/或分配电能的电气设备
EP4376025A1 (en) 2022-11-28 2024-05-29 General Electric Technology GmbH Gas-insulated electrical apparatus comprising heptafluoroisobutyronitrile and heptafluoroisopropyl(trifluoromethyl)ketone
CN117538708B (zh) * 2023-12-11 2024-05-10 南宁职业技术学院 一种二元环保混合气体介电强度的计算方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001005468A2 (en) * 1999-07-20 2001-01-25 3M Innovative Properties Company Use of fluorinated ketones in fire extinguishing compositions
WO2002103319A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-27 3M Innovative Properties Company Use of fluorinated ketones as test fluids in the testing of electronic components
CN101601103A (zh) * 2006-12-12 2009-12-09 霍尼韦尔国际公司 全球增温潜势低的气体电介质

Family Cites Families (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE548450C (de) 1932-04-12 Mix & Genest Akt Ges Foerderanlage, deren Foerderbehaelter auf Schleifkontakte des Foerderweges wirken
GB398889A (en) 1932-03-24 1933-09-25 Reyrolle A & Co Ltd Improvements in or relating to metal-clad electric switchgear
US3150245A (en) 1957-09-13 1964-09-22 Westinghouse Electric Corp Liquefied gas circuit interrupters
US3185734A (en) * 1960-10-25 1965-05-25 Du Pont Novel polyfluoro-substituted ketones and their preparation from polyfluoro acid fluorides
CH322444A (de) 1961-01-27 1957-06-15 Moser Glaser & Co Ag Metallgekapselte elektrische Hochspannungs-Schaltanlage
US3201728A (en) 1962-08-23 1965-08-17 Westinghouse Electric Corp Evaporative cooled inductive apparatus having cast solid insulation with cooling ducts formed therein
SE371829B (zh) 1966-07-11 1974-12-02 Montedison Spa
DE2248117B2 (de) * 1972-09-28 1975-03-20 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Überspannungsableiter mit einem gasgefüllten Gehäuse
GB1554424A (en) 1975-06-23 1979-10-24 Allied Chem Composition and apparatus for suppresing carbon formation in electric discharges
US4162227A (en) 1976-02-24 1979-07-24 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Dielectric gas mixtures containing sulfur hexafluoride
NL7711424A (nl) 1976-10-23 1978-04-25 Hoechst Ag Werkwijze voor de bereiding van fluor bevattende ketonen.
US4190733A (en) * 1977-06-21 1980-02-26 Westinghouse Electric Corp. High-voltage electrical apparatus utilizing an insulating gas of sulfur hexafluoride and helium
US4175048A (en) * 1977-09-06 1979-11-20 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Gaseous insulators for high voltage electrical equipment
US4166798A (en) 1978-08-21 1979-09-04 Allied Chemical Corporation Electrical device with fluorinated divalent sulfur dielectric gas
CH655609B (zh) * 1979-09-21 1986-04-30
US4288651A (en) 1979-12-06 1981-09-08 Electric Power Research Institute, Inc. Dielectric gas selected from binary mixtures of SF6, SO2 and CF3 CFCF2
US4350838A (en) 1980-06-27 1982-09-21 Electric Power Research Institute, Inc. Ultrasonic fluid-atomizing cooled power transformer
US4296003A (en) 1980-06-27 1981-10-20 Electric Power Research Institute, Inc. Atomized dielectric fluid composition with high electrical strength
DE3215234C2 (de) 1982-04-23 1986-10-30 Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH, 5000 Köln Gekapselte, mit Isoliergas gefüllte Mittelspannungsschaltanlage
US4440971A (en) 1982-05-24 1984-04-03 Electric Power Research Institute, Inc. Supersaturated vapor dielectrics
JPS6020406A (ja) 1983-07-13 1985-02-01 三菱電機株式会社 ガス絶縁電気装置
EP0609200A1 (en) 1988-12-02 1994-08-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Direct fluorination process for making perfluorinated organic substances
JP2738997B2 (ja) 1991-08-13 1998-04-08 三菱電機株式会社 ベイパーミスト式ガス絶縁電気機器
US5159527A (en) 1991-12-05 1992-10-27 Minnesota Mining And Manufacturing Company Dielectric liquids
US5573654A (en) 1994-03-04 1996-11-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for making hexafluoropropane and perfluoropropane
US5466877A (en) 1994-03-15 1995-11-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for converting perfluorinated esters to perfluorinated acyl fluorides and/or ketones
JPH08306549A (ja) 1995-04-28 1996-11-22 Central Japan Railway Co 電気機器の冷却構造
DE19519301A1 (de) 1995-05-26 1996-11-28 Abb Management Ag Trenner für eine metallgekapselte gasisolierte Hochspannungsschaltanlage
US5858065A (en) 1995-07-17 1999-01-12 American Air Liquide Process and system for separation and recovery of perfluorocompound gases
US5730894A (en) 1996-04-16 1998-03-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluorobutane azeotropic (like) compositions
JP2879848B1 (ja) 1998-03-31 1999-04-05 工業技術院長 含フッ素ケトンからなる断熱ガス及びそれを充填した断熱材
CA2236615C (en) 1998-04-30 2006-12-12 Konstandinos S. Zamfes Differential total-gas determination while drilling
US5998671A (en) 1998-05-15 1999-12-07 Alliedsignal Inc. Fluorinated ketones and method for making same
JP2000059935A (ja) 1998-08-18 2000-02-25 Toshiba Corp ガス絶縁電気装置のガス封入方法およびその異物検出方法
JP2002528583A (ja) 1998-10-26 2002-09-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 発泡剤としてフッ素化ケトンを使用するポリマー発泡体の製造法
JP4134403B2 (ja) 1998-11-06 2008-08-20 株式会社日立製作所 送配電機器
JP3983916B2 (ja) 1999-01-29 2007-09-26 株式会社日立製作所 ガス絶縁電気機器
JP2001086611A (ja) 1999-09-17 2001-03-30 Hitachi Ltd ガス絶縁電気装置
US6317531B1 (en) 1999-09-17 2001-11-13 Agilent Technologies, Inc. Optical cross-connect utilizing metal/hydride mirrors
SG111012A1 (en) 2000-02-28 2005-05-30 Mitsubishi Electric Corp Failure determining apparatus of gas-insulated electrical appliance
US6685764B2 (en) 2000-05-04 2004-02-03 3M Innovative Properties Company Processing molten reactive metals and alloys using fluorocarbons as cover gas
AU2001282558A1 (en) 2000-08-30 2002-03-13 Asahi Glass Company, Limited Process for preparation of fluorinated ketones
CN100343314C (zh) 2000-12-21 2007-10-17 陶氏环球技术公司 包含正常液体氢氟碳和二氧化碳的发泡剂组合物和聚合物泡沫
FR2819314B1 (fr) 2001-01-08 2003-06-13 Alstom Procede pour controler de facon non intrusive un taux de melange d'un melange gazeux a au moins deux composants
US6540930B2 (en) * 2001-04-24 2003-04-01 3M Innovative Properties Company Use of perfluoroketones as vapor reactor cleaning, etching, and doping gases
US6394107B1 (en) 2001-04-24 2002-05-28 3M Innovative Properties Company Use of fluorinated ketones as wet cleaning agents for vapor reactors and vapor reactor components
US6403149B1 (en) 2001-04-24 2002-06-11 3M Innovative Properties Company Fluorinated ketones as lubricant deposition solvents for magnetic media applications
US6423673B1 (en) 2001-09-07 2002-07-23 3M Innovation Properties Company Azeotrope-like compositions and their use
DE10229041A1 (de) 2002-06-28 2004-01-22 Solvay Fluor Und Derivate Gmbh Herstellung homogener Gasgemische
WO2004076098A1 (ja) 2003-02-28 2004-09-10 Taiyo Nippon Sanso Corporation 溶融金属処理剤、溶融金属処理方法、溶融金属用カバーガスの供給装置および方法
US20040197474A1 (en) 2003-04-01 2004-10-07 Vrtis Raymond Nicholas Method for enhancing deposition rate of chemical vapor deposition films
US20050011859A1 (en) * 2003-07-15 2005-01-20 Bing Ji Unsaturated oxygenated fluorocarbons for selective aniostropic etch applications
JP2005126480A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Three M Innovative Properties Co フッ化ケトンを含む熱伝達作動液
US7128133B2 (en) 2003-12-16 2006-10-31 3M Innovative Properties Company Hydrofluoroether as a heat-transfer fluid
DE502004001261D1 (de) * 2004-02-27 2006-10-05 Abb Technology Ag Isoliertes Erderschaltgerät für gasisolierte Schaltanlagen
EP1580856B1 (de) * 2004-03-25 2012-06-20 ABB Technology AG Hochspannungsschaltanlage in Freiluftbauweise
US7153448B2 (en) 2004-05-26 2006-12-26 E.I. Du Pont De Nemours And Company 1,1,1,2,2,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluoromethyl)-3-pentanone compositions comprising a hydrofluorocarbon and uses thereof
US7074343B2 (en) 2004-05-26 2006-07-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company 1,1,1,2,2,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluoromethyl)-3-pentanone refrigerant compositions comprising a hydrocarbon and uses thereof
US7252780B2 (en) 2004-05-26 2007-08-07 E.I. Du Pont De Nemours And Company 1,1,1,2,2,4,5,5,5-nonafluoro-4-(trifluoromethyl)-3-pentanone refrigerant and heat transfer compositions comprising a fluoroether
JP2006255606A (ja) 2005-03-17 2006-09-28 Daicel Chem Ind Ltd マイクロカプセルの製造方法
JP4429205B2 (ja) 2005-05-16 2010-03-10 三菱電機株式会社 ガス絶縁機器
JP4573874B2 (ja) 2005-07-29 2010-11-04 三井・デュポンフロロケミカル株式会社 ハイドロフルオロカーボンを用いた放射性物質の除染用溶剤組成物及び除染材、並びに放射性物質の除染方法
EP1933432A4 (en) 2005-09-15 2009-01-21 Univ Tokyo Denki GAS INSULATED SWITCHING DEVICE AND GAS BREAKER SWITCH
EP1764487A1 (de) 2005-09-19 2007-03-21 Solvay Fluor GmbH Arbeitsfluid für einen ORC-Prozess
US7385089B2 (en) 2005-12-23 2008-06-10 3M Innovative Properties Company Fluorochemical ketone compounds and processes for their use
KR20070080895A (ko) 2006-02-09 2007-08-14 삼성전자주식회사 플루오르화 케톤을 이용한 반도체 칩 패키지 보관 장치 및보관 방법
JP4660407B2 (ja) 2006-03-27 2011-03-30 株式会社東芝 ガス絶縁開閉器
DE502006003878D1 (de) 2006-04-05 2009-07-16 Abb Research Ltd Schaltkammer eines Hochspannungsschalters mit einem Heizvolumen veränderbarer Grösse
JP2007300716A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp ガス絶縁機器
US8791254B2 (en) 2006-05-19 2014-07-29 3M Innovative Properties Company Cyclic hydrofluoroether compounds and processes for their preparation and use
CN101197221A (zh) * 2006-12-06 2008-06-11 中国科学院电工研究所 一种高压断路器
GB0706196D0 (en) 2007-03-29 2007-05-09 E2V Tech Uk Ltd Sealed and cooled enclosure with coltage isolation
US7736529B2 (en) 2007-10-12 2010-06-15 Honeywell International Inc Azeotrope-like compositions containing sulfur hexafluoride and uses thereof
FR2930019B1 (fr) 2008-04-09 2012-12-07 Airbus France Procede de refroidissement d'un element confine au moyen d'un fluide caloporteur
JP2010021263A (ja) * 2008-07-09 2010-01-28 Toshiba Corp ガス絶縁電気機器の絶縁診断方法
CN101315817A (zh) * 2008-07-16 2008-12-03 维依埃龙源电工研究院有限公司 气体绝缘输电线
FR2937179A1 (fr) 2008-10-09 2010-04-16 Areva T & D Sa Chambre de coupure pour disjoncteur haute tension a soufflage d'arc ameliore
EP2180492B1 (de) * 2008-10-22 2013-12-04 ABB Technology AG Schaltkammer für einen Hochspannungsschalter sowie Hochspannungsschalter
JP5284873B2 (ja) 2008-10-29 2013-09-11 株式会社荏原製作所 ガス処理装置および半導体製造装置
JP2010171173A (ja) 2009-01-22 2010-08-05 Japan Ae Power Systems Corp ベーパミスト絶縁式電気機器
RU2011142620A (ru) 2009-03-25 2013-04-27 Новартис Аг ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ЛЕКАРСТВЕННОЕ СРЕДСТВО И киРНК
AP3244A (en) * 2009-06-12 2015-05-31 Abb Technology Ag Dielectric insulation medium
DE202009009305U1 (de) 2009-06-17 2009-11-05 Ormazabal Gmbh Schalteinrichtung für Mittel-, Hoch- oder Höchstspannung mit einem Füllmedium
JP5238622B2 (ja) 2009-06-17 2013-07-17 株式会社東芝 ガス絶縁機器、および、その製造方法
WO2011019456A1 (en) 2009-06-26 2011-02-17 University Of South Florida Ct atlas of musculoskeletal anatomy to guide treatment of sarcoma
FR2952223B1 (fr) 2009-11-03 2018-09-21 Schneider Electric Energy France Utilisation de materiaux composites specifiques en tant que materiaux d'extinction d'arc electrique dans des appareils electriques
DE102009057703A1 (de) * 2009-12-04 2011-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsschalteranordnung
US20120280189A1 (en) * 2010-01-25 2012-11-08 Warren Karl J Perfluoroketones as gaseous dielectrics
FR2955970B1 (fr) 2010-02-02 2012-03-09 Areva T & D Sas Utilisation de fluorocetones a l'etat gazeux pour l'isolation electrique et/ou l'extinction d'arc electrique
US8193393B2 (en) 2010-03-26 2012-06-05 3M Innovative Properties Company Fluoroether diketones for high temperature heat transfer
US8535559B2 (en) 2010-03-26 2013-09-17 3M Innovative Properties Company Nitrogen-containing fluoroketones for high temperature heat transfer
FR2965121B1 (fr) 2010-09-22 2012-10-12 Areva T & D Sas Utilisation de melanges sf6/fluorocetone(s) pour l'isolation electrique et/ou l'extinction d'arc electrique
FR2965120B1 (fr) 2010-09-22 2012-10-12 Areva T & D Sas Appareil de coupure d'un courant electrique de moyenne ou haute tension et son procede de fabrication
DE102011075990B4 (de) 2011-05-17 2014-10-09 Schneider Electric Sachsenwerk Gmbh Schaltanlage für Hoch- oder Mittelspannung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001005468A2 (en) * 1999-07-20 2001-01-25 3M Innovative Properties Company Use of fluorinated ketones in fire extinguishing compositions
WO2002103319A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-27 3M Innovative Properties Company Use of fluorinated ketones as test fluids in the testing of electronic components
CN101601103A (zh) * 2006-12-12 2009-12-09 霍尼韦尔国际公司 全球增温潜势低的气体电介质

Also Published As

Publication number Publication date
MX2013006751A (es) 2013-07-17
DK2652752T3 (en) 2016-01-11
ES2554907T3 (es) 2015-12-28
PL2652752T3 (pl) 2016-03-31
KR20130128434A (ko) 2013-11-26
AR084275A1 (es) 2013-05-02
EP2652752A1 (en) 2013-10-23
JP2014506376A (ja) 2014-03-13
HK1190498A1 (zh) 2014-07-25
RU2013132216A (ru) 2015-01-20
CN103415895A (zh) 2013-11-27
AU2011344232A1 (en) 2013-07-04
RU2621900C2 (ru) 2017-06-08
JP6042344B2 (ja) 2016-12-14
US8822870B2 (en) 2014-09-02
US20130277334A1 (en) 2013-10-24
BR112013014776A2 (pt) 2016-09-27
EP2652752B1 (en) 2015-09-30
TW201236026A (en) 2012-09-01
CA2821156A1 (en) 2012-06-21
WO2012080246A1 (en) 2012-06-21
CN103415895B (zh) 2016-08-03
KR101996233B1 (ko) 2019-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI574282B (zh) 介電絕緣介質、介電絕緣介質之用途、用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置、及對用於產生及/或傳輸及/或分配及/或使用電能之裝置定尺寸之方法
KR101433436B1 (ko) 유전성 절연 매질
RU2567754C2 (ru) Диэлектрическая изолирующая среда
US8709303B2 (en) Dielectric insulation medium
JP4134403B2 (ja) 送配電機器
CA2821218A1 (en) Dielectric insulation medium