WO2022085544A1 - 電気設備 - Google Patents

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WO2022085544A1
WO2022085544A1 PCT/JP2021/037954 JP2021037954W WO2022085544A1 WO 2022085544 A1 WO2022085544 A1 WO 2022085544A1 JP 2021037954 W JP2021037954 W JP 2021037954W WO 2022085544 A1 WO2022085544 A1 WO 2022085544A1
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dielectric
electrical equipment
group
isomer
hcfo
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English (en)
French (fr)
Inventor
環 チン曽我
正人 福島
洋輝 速水
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Agc株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/56Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances gases
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035Gas-insulated switchgear
    • H02B13/055Features relating to the gas

Definitions

  • This disclosure relates to electrical equipment.
  • HFO hydrofluoroolefin
  • HCFO hydrochlorofluoroolefin
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-525327
  • the isomerization reaction proceeds depending on the temperature conditions and coexisting metals.
  • Geometric isomers often have different boiling points. If the isomerization of the dielectric progresses in the electrical equipment and the boiling point of the dielectric changes, the insulation performance of the electrical equipment may deteriorate. For example, if the boiling point of the dielectric rises due to the isomerization of the dielectric, the condensation temperature of the dielectric rises, and the dielectric liquefies in the tank, which may deteriorate the insulation performance. Further, when the boiling point of the dielectric is lowered due to the isomerization of the dielectric, the pressure in the tank rises, so that there is a concern in terms of safety in the design of the equipment.
  • the present disclosure is made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric facility in which isomerization of a dielectric used as an insulating gas is suppressed.
  • the present disclosure includes the following [1] to [6].
  • [1] It has a metal tank in which a conductor member is arranged, and the metal tank is filled with a dielectric.
  • the dielectric is at least one selected from the group consisting of 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene.
  • Including Electrical equipment in which the surface of the conductor member comprises one or more selected from the group consisting of metals and metal oxides.
  • the metal is at least one selected from the group consisting of aluminum, copper, silver, tin, zinc, iron, and chromium, or from aluminum, copper, silver, tin, zinc, iron, and chromium.
  • the electrical equipment according to [1] which is an alloy containing at least one selected from the group.
  • the dielectrics are the Z and E isomers of 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene, and 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2.
  • the electrical equipment according to [1] or [2] comprising at least one selected from the group consisting of Z and E isomers of butene.
  • the dielectric contains the Z isomer and the E isomer of 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene, and the 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene.
  • the electrical equipment according to any one of [1] to [3], wherein the mass ratio represented by the Z isomer / E isomer in the total mass is 99/1 to 50/50.
  • the electrical equipment further comprises equipment selected from the group consisting of switches, circuit breakers, disconnectors, transformers, resistors, reactors, capacitors, and insulated cables [1]-[. 4]
  • the electrical equipment described in any one of. [6] It has a metal tank in which a conductor member is arranged, and the metal tank is filled with a dielectric.
  • the dielectric is at least one selected from the group consisting of 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of the electrical equipment of the present disclosure.
  • FIG. 1 illustrates a gas-insulated switchgear as an example of gas electrical equipment.
  • the electrical equipment 10 shown in FIG. 1 has a metal tank 11 in which a conductor member 12 is arranged.
  • the metal tank 11 is filled with a dielectric (not shown) as an insulating gas.
  • the conductor member 12 is supported by the support member 13 in a state of being insulated from the metal tank 11.
  • the metal tank 11 is an airtight container, a space, or the like. A high voltage is applied to the conductor member 12.
  • the surface of the conductor member 12 contains one or more selected from the group consisting of metals and metal oxides.
  • the metal may be at least one selected from the group consisting of aluminum, copper, silver, tin, zinc, iron and chromium, or the group consisting of aluminum, copper, silver, tin, zinc, iron and chromium.
  • An alloy containing at least one selected is preferred.
  • the metal oxide may be an oxide obtained by oxidizing the above-mentioned metal or an oxide of another metal.
  • the metal oxide is preferably one or more selected from the group consisting of zinc oxide, iron oxide, and aluminum oxide.
  • the conductor member may be made of a plurality of materials.
  • the core portion (inside the conductor member) may be made of a material other than metal and metal oxide.
  • the core portion of the conductor member is made of another material, at least a portion of the surface of the conductor member is covered with one or more selected from the group consisting of metals and metal oxides.
  • At least a part of the surface of the conductor member in contact with the dielectric filled inside the metal tank 11 is selected from the group consisting of metal and metal oxide 1. It is preferably one or more.
  • the electrical equipment 10 may contain an adsorbent desiccant, an acid supplement, or the like in the equipment in order to maintain the dielectric purity and the equipment performance.
  • the adsorbent preferably adsorbs an organic substance in the dielectric and a decomposition product of the dielectric generated with use.
  • the adsorbent for example, activated carbon, activated alumina, silica gel, zeolite, a metal oxide having an adsorption function, a porous substance and the like can be used, and in particular, zeolite, a metal oxide having an adsorption function and a porous substance are preferable. ..
  • the adsorbent may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the zeolite include synthetic zeolite having a silica / alumina molar ratio of 5 or more (high silica synthetic zeolite), synthetic zeolite having a proton (H) as a cation (proton exchange synthetic zeolite), and the like.
  • Examples of the metal oxide having an adsorption function include CuO, Co3O4 , MnO2 and the like.
  • Examples of the porous substance include a porous substance coated with calcium carbonate.
  • the desiccant is preferably one that efficiently adsorbs water in the dielectric, for example, calcium, calcium sulfate, particularly dry erite, calcium carbonate, calcium hydride, calcium chloride, potassium carbonate, potassium hydroxide, copper sulfate.
  • the desiccant may be used alone or in combination of two or more.
  • the dielectrics to be filled inside the metal tank 11 are 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (hereinafter, also referred to as HCFO-1224yd) and 1,1. , 1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene (hereinafter, also referred to as HFO-1336mzz), which comprises at least one selected from the group.
  • the surface material of the conductor member 12 described above is at least one selected from the group consisting of HFO and HCFO filled as a dielectric inside the metal tank 11 in a high temperature environment depending on the combination of the types of dielectrics to be filled. Acts as a catalyst for the isomerization reaction of. As a result, it is considered that the isomerization reaction of HFO and HCFO can proceed.
  • the inventors of the present application use at least one selected from the group consisting of HCFO-1224yd and HFO-1336mzz as the dielectric to be filled inside the metal tank 11, and the surface material of the conductor member is predetermined.
  • the isomerization reaction is remarkable as compared with other HCFOs and HFOs, for example, 1-chloro-3,3,3 trifluoropropene (hereinafter, also referred to as HCFO-1233zd) used in Examples described later. It was found that it was suppressed.
  • HCFO-1224yd has a geometric isomer, and the boiling point of the Z isomer of HCFO-1224yd (hereinafter, also referred to as HCFO-1224yd (Z)) is 15 ° C., and that of HCFO-1224yd.
  • the boiling point of the E isomer (hereinafter, also referred to as HCFO-1224yd (E)) is 17 ° C.
  • a composition of HCFO-1224yd (Z) and HCFO-1224yd (E) can be obtained by a known production method, and both can be separated by distillation.
  • HCFO-1224yd may use only one of the Z isomer or the E isomer, or one containing both the Z isomer and the E isomer. May be.
  • HCFO-1224yd (Z) having a lower boiling point is preferable because it is difficult to liquefy in the electric equipment.
  • a composition containing a Z isomer and an E isomer it is preferable to use an isomer composition having a high proportion of HCFO-1224yd (Z) in consideration of productivity.
  • the mass ratio (Z / E ratio) represented by HCFO-1224yd (Z) / HCFO-1224yd (E) is 99 in the total mass of HCFO-1224yd to be filled as a dielectric. It is preferably 1/1 to 50/50, more preferably 99/1 to 80/20, and even more preferably 99/1 to 95/5.
  • Examples of the method for producing HCFO-1224yd include (1) a method of dehydrochlorinating 1,2-dichloro-2,3,3,3-tetrafluoropropane (hereinafter, also referred to as HCFC-234bb). (2) Examples thereof include a method of hydrogen-reducing 1,1-dichloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene (hereinafter, also referred to as CFO-1214ya).
  • CFO-1214ya hydrogen-reducing 1,1-dichloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene
  • HCFC-234bb is brought into contact with a base dissolved in a solvent (that is, a base in a solution state) to carry out a dehydrochlorination reaction of HCFC-234bb.
  • HCFC-234bb can be produced, for example, by reacting 2,3,3,3-tetrafluoropropene (hereinafter, also referred to as HFO-1234yf) with chlorine in a solvent.
  • CFO-1214ya is reduced to HFO-1234yf by reducing it with hydrogen in the presence of a catalyst. Then, HCFO-1224yd is obtained as an intermediate for the reduction reaction to HFO-1234yf. Further, in the reduction reaction to HFO-1234yf, many kinds of fluorine-containing compounds other than HCFO-1224yd are by-produced.
  • CFO-1214ya is made from, for example, 3,3-dichloro-1,1,1,2,2-pentafluoropropane or the like in an alkaline aqueous solution in the presence of a phase transfer catalyst, or chromium, iron, copper, activated carbon.
  • a method is known in which a hydrogen fluoride reaction is carried out by a gas phase reaction in the presence of a catalyst such as the above.
  • HFO-1336mzz has a geometric isomer
  • the boiling point of the Z isomer of HFO-1336mzz (hereinafter, also referred to as HFO-1336mzz (Z)) is 33 ° C.
  • the boiling point of the E isomer (hereinafter, also referred to as HFO-1336mzz (E)) is 7.5 ° C.
  • a composition containing HFO-1336 mzz (Z) and HFO-1336 mzz (E) can be obtained by a known production method, and both can be separated by distillation.
  • HFO-1336mzz may be either Z isomer or E isomer, or may contain Z isomer and E isomer.
  • HFO-1336 mzz (E) having a lower boiling point is preferable because it is difficult to liquefy in the electric equipment.
  • CF 3 -CCl CCl-CF in the presence of a catalyst.
  • HFO-1336mzz can also be prepared by contacting CF 3 -CHCl 2 with copper in the presence of an amide solvent and 2,2'-bipyridine, as disclosed in US Pat. No. 8,436,216. ..
  • HFO-1336mzz (1) in the presence of a catalyst containing ruthenium, CCl 3 -CF 3 is brought into contact with hydrogen to 1316mxx (2,3-dichloro-1,1,1,4,4,4-). Hexafluoro-2-butene) is produced; (2) E- or Z-1326mxz (1) by contacting 1316mxx with hydrogen in the presence of a catalyst containing copper, nickel, copper-nickel, or copper-palladium. , 1,1,4,4,4-hexafluoro-2-chloro-2-butene); (3) in the presence of a quaternary alkylammonium salt, 1326mxz is contacted with an aqueous solution of alkali metal hydroxide. (4) Contacting hexafluoro-2-butin with hydrogen and a catalyst (in order from (1) above to (4) above). It can be prepared by, as disclosed in WO 2015/120250. It may include steps other than (1) to (4).
  • HFO-1336mzz as disclosed in International Publication No. 2015/142981, (1) 3,3,3-trifluoro-1-propene is brought into contact with carbon tetrachloride to cause 2,4,4. , 4-Tetrachloro-1,1,1-trifluorobutane; (2) Can be prepared by contacting 2,4,4,4-tetrachloro-1,1,1-trifluorobutane. ..
  • HCFO-1224yd As the dielectric to be filled in the metal tank 11, only one of HCFO-1224yd or HFO-1336mzz may be contained, or both may be contained. As the dielectric to be filled inside the metal tank 11, HCFO-1224yd is liquefied in the electric equipment because the difference in boiling points between the Z-form and the E-form is small even when the isomerization reaction proceeds in the electric equipment. It is preferable because it is difficult.
  • the total volume of HCFO-1224yd and HFO-1336mzz filled inside the metal tank 11 is such that HCFO-1224yd and HFO-1336mzz are in a vapor phase state with respect to the total volume of the dielectric filled inside the metal tank 11. From the viewpoint of realizing the condensation temperature required to exist only, 70% by volume or less, 60% by volume or less, 50% by volume or less, 40% by volume or less, 30% by volume or less, 25% by volume or less, 20% by volume or less. , 15% by volume or less, 10% by volume or less, or 5% by volume or less is preferable.
  • the total volume of HCFO-1224yd and HFO-1336mzz is 1% by volume or more and 2% by volume with respect to the total volume of the dielectric filled in the metal tank 11 from the viewpoint of insulation performance and arc extinguishing performance.
  • the above, or 3% by volume or more is preferable.
  • the dielectric filled in the metal tank 11 may contain other dielectrics in addition to HCFO-1224yd and HFO-1336mzz. Specific examples of other dielectrics are shown below. Other dielectrics include difluoroethylene, trifluoroethylene, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene, (E) -1,3,3,3-tetrafluoropropene and (Z) -1. , 3, 3, 3-Tetrafluoropropene.
  • (E) -1-chloro-3,3,3-trifluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propen, (E) -1,3,3,3- Tetrafluoropropene and (Z) -1,3,3,3-tetrafluoropropene are preferred.
  • the isomerization reaction is more likely to proceed as compared with HCFO-1224yd and HFO-1336mzz, so that the other dielectric inside the metal tank 11 is used. If the filling amount is large, the effect on the electrical equipment due to the isomerization of other dielectrics becomes a problem. Therefore, among the dielectrics filled in the metal tank 11, the molar ratio of the other dielectrics is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, further preferably 10% or less, and particularly preferably 5% or less.
  • Fluorocarbon refers to a saturated hydrocarbon compound containing a fluorine atom as a halogen atom in the molecule but not a chlorine atom. Fluorocarbons may or may not contain hydrogen atoms in their molecules. Chlorofluorocarbon refers to a saturated hydrocarbon compound containing a fluorine atom and a chlorine atom as halogen atoms in the molecule. The chlorofluorocarbon may or may not contain a hydrogen atom in the molecule.
  • the fluoroolefin is an ethylene hydrocarbon compound containing a fluorine atom as a halogen atom but not a chlorine atom in the molecule. The fluoroolefin may or may not contain a hydrogen atom in the molecule.
  • the chlorofluoroolefin is an ethylene hydrocarbon compound containing a fluorine atom and a chlorine atom as halogen atoms in the molecule.
  • the chlorofluoroolefin may or may not contain a hydrogen atom in the molecule.
  • the chlorofluoroalkyne is an acetylene-based hydrocarbon compound containing a fluorine atom and a chlorine atom as halogen atoms in the molecule.
  • the chlorofluoroalkyne may or may not contain a hydrogen atom in the molecule.
  • Fluorocarbons include 1,1,1,2-tetrafluoropropane, 1,1,1,3-tetrafluoropropane, 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, 1,1,1,2, Included are 2,3,3-heptafluoropropane, tetrafluoromethane, trifluoromethane and fluoroethane.
  • chlorofluorocarbons include 1,3-dichloro-1,1,2,2,3-pentafluoropropane, 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoropropane, and 3,3-dichloro-1,1. , 1,2,2-pentafluoropropane and chlorotrifluoromethane.
  • fluoroolefins other than HFO-1336 mzz examples include 2,4,4,4-tetrafluoro-1-butene and tetrafluoroethylene.
  • chlorofluoroolefins other than HCFO-1224yd examples include 1,1-dichloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene, 2-chloro-3,3,3-trifluoropropene, and (Z) -2-chloro. -1,3,3,3-tetrafluoropropene, (E) -2-chloro-1,3,3,3-tetrafluoropropene and 2-chloro-1,1,3,3,3-pentafluoro- 1-Propene can be mentioned.
  • chlorofluoroalkynes examples include 1,1-dichloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and 1-chloro-3,3,3-trifluoro-1-propyne.
  • examples include solvents.
  • the dielectric to be filled inside the metal tank 11 is selected from the group consisting of chlorine, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, acetic acid, carbonyl fluoride, phosgene, trifluoroacetate fluoride, formyl chloride and chloroform as the second trace component. It may contain at least one of the above.
  • the mass-based content of the second trace component is 5000 ppm or less with respect to the entire dielectric filled in the metal tank 11 from the viewpoint of ensuring further stability.
  • the mass-based content of the second trace component is set with respect to the entire dielectric filled in the metal tank 11. 5 ppm or more is preferable, and 10 ppm or more is more preferable.
  • the preferred combination of the dielectric and the diluting gas is (E) -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene. And (Z) a combination of at least one of -1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene and at least one selected from the group consisting of air, nitrogen, oxygen and carbon dioxide and the like. ..
  • the electrical equipment 10 shown in FIG. 1 may be provided with various equipment electrically in series or in parallel along an electric circuit (electric circuit) including a conductor member 12.
  • Examples of the above-mentioned equipment include switches, circuit breakers, disconnectors, etc. for cutting the electric circuit; transformers, resistors, reactors, capacitors, etc. for changing the voltage of the electric circuit; and insulated cables.
  • the dielectric and diluting gas filled inside the metal tank 11 and hydrogen. Helium, SF 6 , or a mixed gas thereof may be used.
  • a solid insulating material, an insulating oil, a gel-like insulating material or the like may be used for the internal or external insulation of the above equipment.
  • the inside or outside of the above equipment may be insulated by a vacuum state.
  • the solid insulator include an insulating resin material and the like.
  • the insulating resin material include a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
  • the thermoplastic resin include vinyl chloride-based, polyester-based, and nylon-based resins.
  • the thermosetting resin include epoxy-based and urethane-based resins.
  • the insulating oil include mineral oil, vegetable oil, animal oil, fluorine-based oil and the like.
  • the electrical equipment of the present disclosure contains in the dielectric and the amount of change ⁇ Z from the initial value of the peak area of the Z isomer contained in the dielectric, which is measured by a gas chromatograph after 100 hours under the temperature condition of 160 ° C.
  • the amount of change ⁇ E from the initial value of the peak area of the Z isomer to be formed satisfies the following equations 1 and 2. Equation 1: ⁇ 1.0 area% ⁇ ⁇ Z ⁇ 1.0 area% Equation 2: ⁇ 1.0 area% ⁇ ⁇ E ⁇ 1.0 area%
  • Equation 1-2 -0.7area% ⁇ ⁇ Z ⁇ 0.7area%
  • Equation 2-2 -0.7area% ⁇ ⁇ E ⁇ 0.7area%
  • the ⁇ Z and the ⁇ E are measured using a gas chromatograph.
  • a gas chromatograph for example, a GC system 7890A manufactured by Agilent Technologies can be used, and as a GC column, DB-1 can be used.
  • ⁇ Z and the ⁇ E The calculation method of the ⁇ Z and the ⁇ E will be described below.
  • An electric facility filled with a dielectric to be measured (hereinafter referred to as a measurement target) is installed in a constant temperature bath and then heated to 40 ° C.
  • a gas sample of the gas phase part (gas containing a dielectric; the same shall apply hereinafter) in the measurement target is taken and measured by a gas chromatograph.
  • the peak areas (unit is "area%") of the Z isomer contained in the dielectric and the E isomer contained in the dielectric in the chromatogram are calculated, and each peak area is used as an initial value. ..
  • the initial value of the peak area of the Z isomer is Z 0
  • the initial value of the peak area of the E isomer is E 0
  • a gas sample is taken from the gas phase portion in the measurement target and measured by a gas chromatograph.
  • the area of the peak of the Z isomer contained in the dielectric Z1008 and the area of the peak of the E isomer contained in the dielectric E1008 are calculated. do.
  • the amount of change ⁇ Z (Z 1008 ⁇ Z 0 ) from the initial value of the peak area of the Z isomer and the amount of change ⁇ E (Z 1008 ⁇ Z 0 ) from the initial value of the peak area of the E isomer are calculated.
  • Example 1 and Example 2 are examples, and Example 3 is a comparative example. However, the present disclosure is not limited to these examples.
  • An internal intubation made of Pyrex (registered trademark) whose mass was measured in advance was inserted into a pressure vessel made of stainless steel (SUS316) having an internal volume of 200 cc (maximum working temperature 300 ° C., maximum working pressure 20 MPa).
  • Example 1 the decrease in HCFO-1224yd (Z) due to isomerization indicated by ⁇ Z and the increase in HCFO-1224yd (E) due to isomerization indicated by ⁇ E were slight.
  • Example 2 a decrease in HFO-1336 mzz (Z) due to the isomerization indicated by ⁇ Z could hardly be confirmed.
  • Example 3 the decrease by HCFO-1233zd (E) due to the isomerization indicated by ⁇ E and the increase by HCFO-1233zd (Z) due to the isomerization indicated by ⁇ Z were remarkable.
  • Example 1 it is shown that the isomerization of the dielectric is suppressed even when HCFO-1224yd having a purity of 99.4% is used as the dielectric. Further, in Example 2, it is shown that the isomerization of the dielectric is suppressed even when HFO-1336 mzz having a purity of 99.9% is used as the dielectric. Therefore, the concentrations of HCFO-1224yd and HFO-1336mzz contained in the dielectric are 70% by volume or less, 60% by volume or less, 50% by volume or less, 40% by volume or less, 30% by volume or less, 25% by volume or less, 20% by volume. Below, it can be seen that the isomerization of the dielectric is suppressed even when the volume is as low as 15% by volume or less, 10% by volume or less, or 5% by volume or less.

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Abstract

内部に導体部材が配置された金属タンクを有し、前記金属タンクに誘電体が充填され、前記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、および1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択される少なくとも1つを含み、前記導体部材の表面が、金属および金属酸化物からなる群から選択される1つ以上を含む電気設備。

Description

電気設備
 本開示は、電気設備に関する。
 ガス絶縁開閉装置などの電気設備は、高電圧が印加される導体を金属製のタンク内に収納し、タンク内に絶縁ガスとして誘電体を充填することで、絶縁性能が確保されている。 従来、このような電気設備に使用される誘電体として、例えばSF6が知られていた。しかし、SF6は、絶縁性能が高いが、地球温暖化係数(GWP)が大きい。このため、環境負荷低減の観点から、SF6を代替する誘電体として、ハイドロフルオロオレフィン(以下、HFOともいう。)やハイドロクロロフルオロオレフィン(以下、HCFOともいう。)の使用が検討されている。特許文献1には、HFOを含む誘電体が電気絶縁に有用であるとされている。
  特許文献1:特表第2018-525327号公報
 幾何異性体を有するHFOおよびHCFOは、温度条件および共存金属によって異性化反応が進行する。幾何異性体同士は沸点が異なることが多い。電気設備内で誘電体の異性化が進行し、誘電体の沸点が変わると、電気設備の絶縁性能が低下するおそれがある。
 例えば、誘電体の異性化により誘電体の沸点が上がると、誘電体の凝縮温度が高くなり、タンク内で誘電体が液化することにより絶縁性能が低下するおそれがある。
 また、誘電体の異性化により誘電体の沸点が下がると、タンク内の圧力が上昇するため、機器の設計上安全面で懸念がある。
 本開示は、上記問題に鑑みてなされ、絶縁ガスとして使用する誘電体の異性化が抑制された電気設備の提供を課題とする。
 本開示は、以下の[1]~[6]を含む。
 [1] 内部に導体部材が配置された金属タンクを有し、上記金属タンクに誘電体が充填され、
 上記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、および1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択される少なくとも1つを含み、
 前記導体部材の表面が、金属および金属酸化物からなる群から選択される1つ以上を含む電気設備。
 [2] 上記金属が、アルミニウム、銅、銀、すず、亜鉛、鉄、および、クロムからなる群から選択される少なくとも1種、またはアルミニウム、銅、銀、すず、亜鉛、鉄、および、クロムからなる群から選択される少なくとも1種を含む合金である、[1]に記載の電気設備。
 [3] 上記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンのZ異性体およびE異性体、ならびに、1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンのZ異性体およびE異性体からなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]または[2]に記載の電気設備。
 [4] 上記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンのZ異性体およびE異性体を含み、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンの全質量において、Z異性体/E異性体で表される質量比が、99/1~50/50である、[1]~[3]のいずれかに記載の電気設備。
 [5] 上記電気設備が、さらに、開閉器、遮断器、断路器、変圧器、抵抗、リアクトル、コンデンサ、および絶縁ケーブルからなる群から選択される設備を有している、[1]~[4]のいずれかに記載の電気設備。
 [6] 内部に導体部材が配置された金属タンクを有し、前記金属タンクに誘電体が充填され、
 前記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、および1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択される少なくとも1つを含み、
 160℃の温度条件下で1008時間経過後にガスクロマトグラフで測定される、前記誘電体に含有されるZ異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔZおよび前記誘電体に含有されるZ異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔEが下記式1及び下記式2を満たす電気設備。
 式1:-1.0area%≦ΔZ≦1.0area%
 式2:-1.0area%≦ΔE≦1.0area%
 本開示によれば、絶縁ガスとして使用する誘電体の異性化が抑制された電気設備を提供できる。
本開示の電気設備の構成例を示した断面図である。 例1におけるΔ(ΔZ)、および例2におけるΔ(ΔE)を示したグラフである。
 以下、図面を参照して本開示の電気設備について説明する。
 図1は、本開示の電気設備の構成例を示した断面図である。なお、図1では、ガス電気設備の一例としてガス絶縁開閉装置が図示されている。
 図1に示す電気設備10は、内部に導体部材12が配置された金属タンク11を有する。金属タンク11には、絶縁ガスとして誘電体(図示せず)が充填されている。
 図1において、導体部材12は、支持部材13によって金属タンク11と絶縁された状態で支持されている。金属タンク11は、気密性の容器、空間等である。導体部材12には、高電圧が印加される。
 ここで、導体部材12の表面は、金属および金属酸化物からなる群から選択される1つ以上を含む。
 金属としては、アルミニウム、銅、銀、すず、亜鉛、鉄、および、クロムからなる群から選択される少なくとも1種、またはアルミニウム、銅、銀、すず、亜鉛、鉄、および、クロムからなる群から選択される少なくとも1種を含む合金が好ましい。
 金属酸化物は、前述の金属が酸化した酸化物であっても、他の金属の酸化物であってもよい。金属酸化物は、酸化亜鉛、酸化鉄、および、酸化アルミニウムからなる群から選択される1つ以上であることが好ましい。
 導体部材は、複数の材料からなっていてもよい。特にコア部分(導体部材の内部)は金属及び金属酸化物以外の他の材料からなっていてもよい。導体部材のコア部分が他の材料からなる場合、導体部材の表面の少なくとも一部は金属および金属酸化物からなる群から選択される1つ以上で被覆される。
 誘電体の異性化を抑制する観点から、導体部材の表面の内、金属タンク11の内部に充填した誘電体と接触する部分の少なくとも一部が金属及び金属酸化物からなる群から選択される1つ以上であることが好ましい。
 電気設備10は、誘電体純度及び機器性能を維持するため、吸着剤乾燥材、酸補足剤等を装置内に封入してもよい。
 吸着剤は、誘電体中の有機物質及び使用にともない発生する誘電体の分解生成物を吸着するものが好ましい。吸着剤は、例えば、活性炭、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、吸着機能を有する金属酸化物、多孔質物質などを用いることができ、特に、ゼオライト、吸着機能を有する金属酸化物、多孔質物質が好ましい。吸着剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いたものでもよい。
 ゼオライトとしては、シリカ/アルミナのモル比が5以上の合成ゼオライト(ハイシリカ合成ゼオライト)、陽イオンとしてプロトン(H)を持つ合成ゼオライト(プロトン交換合成ゼオライト)などが挙げられる。
 吸着機能を有する金属酸化物は、CuO、Co、MnOなどが挙げられる。
 多孔質物質としては、炭酸カルシウムをコーティングした多孔質物質などが挙げられる。
 乾燥剤は、誘電体中の水分を効率的に吸着するものが好ましく、例えば、カルシウム、硫酸カルシウム、特にドライエライト、炭酸カルシウム、水素化カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、硫酸銅(II)、酸化カルシウム、マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、ナトリウム、硫酸ナトリウム、アルミニウム、水素化リチウムアルミニウム、酸化アルミニウム、活性アルミナ、モンモリロナイト、五酸化燐、シリカゲル、セルロースフィルタなどが好ましい。乾燥剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本開示の電気設備10では、金属タンク11の内部に充填する誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(以下、HCFO-1224ydともいう。)、および1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン(以下、HFO-1336mzzともいう。)からなる群から選択される少なくとも1つを含む。
 電気設備10の使用時、導体部材12には高電圧が印加されるため、金属タンク11の内部は高温になる。特に導体部材12付近の領域は高温になりやすいと考えられる。上記した導体部材12の表面材料は、充填する誘電体の種類の組み合わせによっては、高温環境下において、金属タンク11の内部に誘電体として充填したHFOおよびHCFOからなる群から選択される少なくとも1種の異性化反応の触媒として作用する。これにより、HFO及びHCFOの異性化反応が進行しうると考えられる。
 本願発明者らは、金属タンク11の内部に充填する誘電体として、HCFO-1224yd、およびHFO-1336mzzからなる群から選択される少なくとも1つを使用し、かつ、導体部材の表面材料が所定の材料の場合、他のHCFOおよびHFO、例えば、後述する実施例で使用した1-クロロ-3,3,3トリフルオロプロペン(以下、HCFO-1233zdともいう。)に比べて、異性化反応が顕著に抑制されることを見出した。
 (HCFO-1224yd)
 HCFO-1224yd(CF3CF=CHCl)は、炭素原子-炭素原子間に二重結合を有するオレフィンである。このため、大気中での寿命が短く、オゾン破壊係数および地球温暖化係数が小さい。
 HCFO-1224ydは、幾何異性体が存在することが知られており、HCFO-1224ydのZ異性体(以下、HCFO-1224yd(Z)ともいう。)の沸点は15℃であり、HCFO-1224ydのE異性体(以下、HCFO-1224yd(E)ともいう。)の沸点は17℃である。公知の製造方法により、HCFO-1224yd(Z)とHCFO-1224yd(E)との組成物が得られ、蒸留により両者を分離できる。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体として、HCFO-1224ydは、Z異性体またはE異性体の一方のみを使用してもよいし、Z異性体およびE異性体の両者を含むものを使用してもよい。
 Z異性体またはE異性体の一方のみを使用する場合、沸点がより低いHCFO-1224yd(Z)の方が電気設備内で液化しにくく好ましい。
 Z異性体およびE異性体を含む組成物を使用する場合、生産性を考慮するとHCFO-1224yd(Z)の割合が高い異性体組成物を使用することが好ましい。異性体組成物を使用する場合、誘電体として充填するHCFO-1224ydの全質量において、HCFO-1224yd(Z)/HCFO-1224yd(E)で表される質量比(Z/E比)は、99/1~50/50が好ましく、99/1~80/20がより好ましく、99/1~95/5が更に好ましい。
 HCFO-1224ydを製造する方法としては、例えば、(1)1,2-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロパン(以下、HCFC-234bbともいう。)を脱塩化水素反応させる方法、(2)1,1-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(以下、CFO-1214yaともいう。)を水素還元させる方法等が挙げられる。
 以下、それぞれの方法について詳述する。
(1)HCFC-234bbの脱塩化水素反応
 HCFC-234bbを液相中で、溶媒に溶解した塩基(すなわち溶液状態の塩基)と接触させ、HCFC-234bbの脱塩化水素反応を行う。なお、HCFC-234bbは、例えば、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン(以下、HFO-1234yfともいう。)と塩素を溶媒中で反応させることにより製造できる。
(2)CFO-1214yaを水素還元させる方法
 CFO-1214yaを触媒存在下、水素を用いて還元することでHFO-1234yfに還元される。そしてHFO-1234yfへの還元反応の中間体としてHCFO-1224ydが得られる。また、HFO-1234yfへの還元反応においては、HCFO-1224yd以外に多種類の含フッ素化合物が副生する。CFO-1214yaは、例えば、3,3-ジクロロ-1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロパン等を原料として、相関移動触媒存在下にアルカリ水溶液で、または、クロム、鉄、銅、活性炭等の触媒存在下に気相反応で、脱フッ化水素反応させて製造する方法が知られている。
 (HFO-1336mzz)
 HFO-1336mzz(CF3CH=CHCF3)は、炭素原子-炭素原子間に二重結合を有するオレフィンである。このため、大気中での寿命が短く、オゾン破壊係数や地球温暖化係数が小さい。
 HFO-1336mzzは、幾何異性体が存在することが知られており、HFO-1336mzzのZ異性体(以下、HFO-1336mzz(Z)ともいう。)の沸点は33℃であり、HFO-1336mzzのE異性体(以下、HFO-1336mzz(E)ともいう。)の沸点は7.5℃である。公知の製造方法により、HFO-1336mzz(Z)とHFO-1336mzz(E)とを含む組成物が得られ、蒸留により両者を分離できる。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体として、HFO-1336mzzは、Z異性体またはE異性体の一方のみでもよいし、Z異性体およびE異性体を含んでもよい。
 Z異性体またはE異性体の一方のみを使用する場合、沸点がより低いHFO-1336mzz(E)の方が電気設備内で液化しにくく好ましい。
 HFO-1336mzzを製造する方法としては、例えば、米国特許第7,795,482号および同第8,399,721号に開示されているとおり、触媒の存在下でCF3-CCl=CCl-CF3を水素と接触させることによって調製できる。
 また、HFO-1336mzzは、米国特許第8,436,216号に開示されているとおり、アミド溶媒および2,2’-ビピリジンの存在下、CF3-CHCl2を銅と接触させることによって調製できる。
 また、HFO-1336mzzは、(1)ルテニウムを含む触媒の存在下、CCl3-CF3を水素と接触させて、1316mxx(2,3-ジクロロ-1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテン)を生成し;(2)銅、ニッケル、銅-ニッケル、又は銅-パラジウムを含有する触媒の存在下、1316mxxを水素と接触させて、E-又はZ-1326mxz(1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-クロロ-2-ブテン)を提供し;(3)四級アルキルアンモニウム塩の存在下、1326mxzをアルカリ金属水酸化物の水溶液と接触させて、ヘキサフルオロ-2-ブチンを含む組成物を提供し;(4)ヘキサフルオロ-2-ブチンを水素および触媒と接触させる(上記(1)から順番に上記(4)まで順番に行う)ことによって調製することができ、これは、国際公開第2015/120250号に開示されているとおりである。(1)~(4)以外の他の工程を含んでもよい。
 また、HFO-1336mzzは、国際公開第2015/142981号に開示されているとおり、(1)3,3,3-トリフルオロ-1-プロペンを四塩化炭素と接触させて、2,4,4,4-テトラクロロ-1,1,1-トリフルオロブタンを提供した後;(2)2,4,4,4-テトラクロロ-1,1,1-トリフルオロブタンを接触させることによって調製できる。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体として、HCFO-1224ydまたはHFO-1336mzzのうち、一方のみ含んでもよいし、両者を含んでもよい。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体としては、HCFO-1224ydが、電気設備内で異性化反応が進行した場合でもZ体とE体との沸点の差が小さいため、電気設備内で液化しにくいため好ましい。
 金属タンク11の内部に充填されるHCFO-1224ydおよびHFO-1336mzz合計の体積は、金属タンク11の内部に充填される誘電体全体の体積に対して、HCFO-1224ydおよびHFO-1336mzzが気相状態のみで存在するために必要な凝縮温度を実現する観点から、70体積%以下、60体積%以下、50体積%以下、40体積%以下、30体積%以下、25体積%以下、20体積%以下、15体積%以下、10体積%以下、又は5体積%以下が好ましい。また、HCFO-1224ydおよびHFO-1336mzz合計の体積は、金属タンク11の内部に充填される誘電体全体の体積に対して、絶縁性能及び消弧性能の観点から、1体積%以上、2体積%以上、又は3体積%以上が好ましい。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体は、HCFO-1224yd、およびHFO-1336mzz以外に他の誘電体を含んでもよい。他の誘電体の具体例を以下に示す。
 他の誘電体としては、ジフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、(E)-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび(Z)-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンが挙げられる。これらの中でも、(E)-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロぺン、2,3,3,3-テトラフルオロ-1-プロペン、(E)-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび(Z)-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンが好ましい。
 但し、他の誘電体として、幾何異性体を有するものを用いる場合、HCFO-1224yd、およびHFO-1336mzzに比べて異性化反応が進行しやすいので、金属タンク11の内部への他の誘電体の充填量が多いと、他の誘電体の異性化による電気設備への影響が問題となる。そのため、金属タンク11の内部に充填する誘電体中、上記他の誘電体のモル比率は30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましい。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体は、第1の微量成分として、フルオロカーボン、クロロフルオロカーボン、フルオロオレフィン、HCFO-1224ydおよびHFO-1336mzz以外のクロロフルオロオレフィン、クロロフルオロアルキン、メタノール、エタノール、アセトン、ヘキサン、エチレンおよび一酸化炭素からなる群より選択される少なくとも1種を含有してもよい。
 フルオロカーボンとは、分子中にハロゲン原子としてフッ素原子を含むが塩素原子を含まない飽和炭化水素化合物をいう。フルオロカーボンは、分子中に水素原子を含んでもよいし含まなくともよい。
 クロロフルオロカーボンとは、分子中にハロゲン原子としてフッ素原子および塩素原子を含む飽和炭化水素化合物をいう。クロロフルオロカーボンは、分子中に水素原子を含んでもよいし含まなくともよい。
 フルオロオレフィンとは、分子中にハロゲン原子としてフッ素原子を含むが塩素原子を含まないエチレン系炭化水素化合物をいう。フルオロオレフィンは、分子中に水素原子を含んでもよいし含まなくともよい。
 クロロフルオロオレフィンとは、分子中にハロゲン原子としてフッ素原子および塩素原子を含むエチレン系炭化水素化合物をいう。クロロフルオロオレフィンは、分子中に水素原子を含んでもよいし含まなくともよい。
 クロロフルオロアルキンとは、分子中にハロゲン原子としてフッ素原子および塩素原子を含むアセチレン系炭化水素化合物をいう。クロロフルオロアルキンは、分子中に水素原子を含んでもよいし含まなくともよい。
 フルオロカーボンとしては、1,1,1,2-テトラフルオロプロパン、1,1,1,3-テトラフルオロプロパン、1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパン、1,1,1,2,2,3,3-ヘプタフルオロプロパン、テトラフルオロメタン、トリフルオロメタンおよびフルオロエタンが挙げられる。
 クロロフルオロカーボンとしては、1,3-ジクロロ-1,1,2,2,3-ペンタフルオロプロパン、2-クロロ-1,1,1,2-テトラフルオロプロパン、3,3-ジクロロ-1,1,1,2,2-ペンタフルオロプロパンおよびクロロトリフルオロメタンが挙げられる。
 HFO-1336mzz以外のフルオロオレフィンとしては、2,4,4,4-テトラフルオロ-1-ブテン、およびテトラフルオロエチレンが挙げられる。
 HCFO-1224yd以外のクロロフルオロオレフィンとしては、1,1-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、2-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン、(Z)-2-クロロ-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン、(E)-2-クロロ-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび2-クロロ-1,1,3,3,3-ペンタフルオロ-1-プロペンが挙げられる。
 クロロフルオロアルキンとしては、1,1-ジクロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび1-クロロ-3,3,3-トリフルオロ-1-プロピンが挙げられる。
 上記した第1の微量成分としては、HCFO-1224yd若しくはHFO-1336mzzの製造の際に副生し不純物として誘電体中に存在する化合物、又はHCFO-1224yd若しくはHFO-1336mzzの製造の際に用いられる溶媒が挙げられる。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体が第1の微量成分を含有する場合、第1の微量成分の質量基準の含有量は、さらなる安定性の確保の観点から、金属タンク11の内部に充填する誘電体全体(HCFO-1224yd、HFO-1336mzz及び他の誘電体の合計の質量。以下同様とする。)に対して、15000ppm以下が好ましく、10000ppm以下がより好ましい。
 一方、第1の微量成分の含有量を低減する工程が簡略化できるという観点から、第1の微量成分の質量基準の含有量は、金属タンク11の内部に充填する誘電体全体に対して、4ppm以上が好ましく、50ppm以上がより好ましく、100ppm以上がさらに好ましい。
 金属タンク11の内部に充填する誘電体は、第2の微量成分として、塩素、フッ化水素、塩化水素、酢酸、フッ化カルボニル、ホスゲン、トリフルオロ酢酸フルオリド、塩化ホルミルおよびクロロホルムからなる群より選択される少なくとも1種を含有してもよい。 第2の微量成分を含有する場合、さらなる安定性の確保の観点から、第2の微量成分の質量基準の含有量は、金属タンク11の内部に充填する誘電体全体に対して、5000ppm以下が好ましく、3000ppm以下がより好ましく、1000ppm以下がさらに好ましく、500ppm以下がさらに好ましく、250ppm以下がさらに好ましく、100ppm以下がさらに好ましく、50ppm以下がさらに好ましく、20ppm以下がさらに好ましい。
 一方、第2の微量成分の含有量を低減する工程が簡略化できるという観点から、第2の微量成分の質量基準の含有量は、金属タンク11の内部に充填する誘電体全体に対して、5ppm以上が好ましく、10ppm以上がより好ましい。
 金属タンク11の内部には、誘電体に加えて、希釈ガスとして、ヘリウム、キセノン、メタン、亜酸化窒素、窒素、二酸化炭素、空気および酸素からなる群から選択される少なくとも1種を充填してもよい。
 金属タンク11の内部に誘電体に加えて、希釈ガスを充填する場合、金属タンク11内に充填される誘電体および希釈ガスの合計中の誘電体の体積比率は、誘電体が気相状態のみで存在するために必要な凝縮温度を実現する観点から、70体積%以下が好ましく、60体積%以下がより好ましく、50体積%以下がさらに好ましく、40体積%以下がさらに好ましく、30体積%以下がさらに好ましく、25体積%以下がさらに好ましく、20体積%以下がさらに好ましく、15体積%以下がさらに好ましく、10体積%以下がさらに好ましく、5体積%以下がさらに好ましい。一方、絶縁性能および消弧性能の観点から、金属タンク11内に充填される誘電体および希釈ガスの合計中の誘電体の体積比率は、1体積%以上が好ましく、2体積%以上がより好ましく、3体積%以上がさらに好ましい。
 金属タンク11の内部に誘電体に加えて、希釈ガスを充填する場合、誘電体と希釈ガスとの望ましい組み合わせとしては、(E)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンおよび(Z)-1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンの少なくとも一方と、空気、窒素、酸素および二酸化炭素からなる群より選択される少なくとも1種との組み合わせ等が挙げられる。
 図1に示す電気設備10は、導体部材12を含む電路(電気回路)に沿って、電気的に直列または並列に、各種設備を備えていてもよい。上記設備としては、例えば、電路を切断するための開閉器、遮断器、断路器等;電路の電圧を変化させるための変圧器、抵抗、リアクトル、コンデンサ等;および絶縁ケーブルが挙げられる。
 このような開閉器、遮断器、断路器、変圧器、抵抗、リアクトル、コンデンサ等の設備の内部または外部の絶縁には、金属タンク11の内部に充填される誘電体および希釈ガス、並びに、水素、ヘリウム、SF6、または、これらの混合ガスを用いてよい。
 また、上記設備の内部または外部の絶縁には、固体絶縁物、絶縁油、ゲル状の絶縁物等を用いてもよい。上記設備の内部または外部は、真空状態によって絶縁されていてもよい。
 固体絶縁物としては、例えば、絶縁性の樹脂材等が挙げられる。絶縁性の樹脂材としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、塩化ビニル系、ポリエステル系、ナイロン系等の樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、ウレタン系等の樹脂が挙げられる。絶縁油としては、例えば、鉱物油、植物性油、動物性油、フッ素系油等が挙げられる。
 本開示の電気設備は、160℃の温度条件下で1008時間経過後にガスクロマトグラフで測定される、誘電体に含有されるZ異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔZおよび誘電体に含有されるZ異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔEが下記式1及び下記式2を満たす。
 式1:-1.0area%≦ΔZ≦1.0area%
 式2:-1.0area%≦ΔE≦1.0area%
 誘電体の異性化をより抑制する観点から、前記ΔZおよび前記ΔEは、下記式1-2及び下記式2-2を満たすことがより好ましく、下記式1-3及び下記式2-3を満たすことが更に好ましい。
 式1-2:-0.7area%≦ΔZ≦0.7area%
 式2-2:-0.7area%≦ΔE≦0.7area%
 式1-3:-0.5area%≦ΔZ≦0.5area%
 式2-3:-0.5area%≦ΔE≦0.5area%
 前記ΔZおよび前記ΔEは、ガスクロマトグラフを用いて測定される。
 ガスクロマトグラフとしては、例えば、アジレント・テクノロジー社製GCシステム7890Aが使用可能であり、GCカラムはDB-1が使用可能である。
 以下に前記ΔZおよび前記ΔEの算出方法について記載する。
 測定対象の誘電体が充填された電気設備(以下、測定対象と称する)を恒温槽内に設置した後、40℃に加熱する。測定対象内の気相部(誘電体を含む気体。以下同様とする。)のガスサンプルを採取し、ガスクロマトグラフで測定する。クロマトグラム中の誘電体に含有されるZ異性体および誘電体に含有されるE異性体のピークの面積(単位は「area%」である。)を算出し、各ピーク面積を初期値とする。Z異性体のピークの面積の初期値をZとし、E異性体のピークの面積の初期値をEとする。
 測定対象を恒温槽内で160℃の温度条件下で1008時間加熱を行った後、測定対象内の気相部からガスサンプルを採取し、ガスクロマトグラフで測定する。加熱後のガスサンプルを測定して得られたクロマトグラム中の、誘電体に含有されるZ異性体のピークの面積Z1008および誘電体に含有されるE異性体のピークの面積E1008を算出する。
 そして、Z異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔZ(Z1008-Z)およびE異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔE(Z1008-Z)を算出する。
 以下、例を挙げて本開示を詳細に説明する。例1、および例2は実施例であり、例3は比較例である。ただし本開示はこれらの例に限定されない。
[例1]
 誘電体としてHCFO-1224yd(純度99.4%、Z/E比=99.5/0.5)を使用した。
 内容積200ccのステンレス鋼(SUS316)製耐圧容器(最高使用温度300℃、最高使用圧力20MPa)内に予め質量を計測したパイレックス(登録商標)製の内挿管を挿入した。金属片として、鋼鉄(SS400)片、銅片、およびアルミニウム片(各25mm×30mm×2mm)を1つずつ準備し、まとめて内挿管の上部から吊るした。
 耐圧容器を密閉した後、容器内の真空排気を行った。次に、耐圧容器内に液化された誘電体を100g充填し、耐圧容器を恒温槽内に設置した。耐圧容器を40℃に加熱し、耐圧容器内の気相部のガスサンプルを採取し、ガスクロマトグラフで測定し、クロマトグラム中の検出されたHCFO-1224yd(Z)およびHCFO-1224yd(E)のピークの面積を算出した。これを開始時の初期値とした(以下同様とする。)。
 その後、耐圧容器を恒温槽内で160℃で保持し、28日(672hr)後から、7日(168hr)毎に、耐圧容器内の気相部からガスサンプルを採取し、ガスクロマトグラフでHCFO-1224ydの異性化の進行を確認した。具体的には、クロマトグラム中の検出されたHCFO-1224yd(Z)およびHCFO-1224yd(E)のピークの面積の初期値からの変化量(ΔZ、ΔE。単位は「area%」である(以下同様とする)。)を求めた。
 ガスクロマトグラフは、アジレント・テクノロジー社製GCシステム7890Aを使用し、GCカラムはDB-1を120m分取り付けた。
 結果を下記表に示す。ΔZについては、図2にも示した。
[例2]
 誘電体としてHFO-1336mzz(純度99.9%、Z/E比=100/0)を用いた以外は例1と同様の手順を実施して、ガスクロマトグラフでHFO-1336mzzの異性化の進行を確認した。具体的には、クロマトグラム中の検出されたHFO-1336mzz(Z)およびHFO-1336mzz(E)のピークの面積の初期値からの変化量(ΔZ、ΔE)を求めた。ΔZについては、図2にも示した。
[例3]
 誘電体としてHCFO-1233zd(純度99.9%、Z/E比=0/100)を用いた以外は例1と同様の手順を実施して、ガスクロマトグラフでHCFO-1233zdの異性化の進行を確認した。具体的には、クロマトグラム中の検出されたHCFO-1233zd(Z)およびHCFO-1233zd(E)のピークの面積の初期値からの変化量(ΔZ、ΔE)を求めた。ΔEについては、図2にも示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 例1では、ΔZで示される異性化によるHCFO-1224yd(Z)の減少、およびΔEで示される異性化によるHCFO-1224yd(E)の増加が軽微であった。例2では、ΔZで示される異性化によるHFO-1336mzz(Z)の減少がほとんど確認できなかった。それに対し、例3では、ΔEで示される異性化によるHCFO-1233zd(E)による減少、および、ΔZで示される異性化によるHCFO-1233zd(Z)の増加が顕著であった。
 例1では、誘電体として純度が99.4%であるHCFO-1224ydを用いても誘電体の異性化が抑制されることが示されている。また、例2では、誘電体として純度が99.9%であるHFO-1336mzzを用いても誘電体の異性化が抑制されることが示されている。そのため、誘電体に含まれるHCFO-1224yd及びHFO-1336mzzの濃度を70体積%以下、60体積%以下、50体積%以下、40体積%以下、30体積%以下、25体積%以下、20体積%以下、15体積%以下、10体積%以下、又は5体積%以下と低くした場合であっても誘電体の異性化が抑制されることが分かる。
 2020年10月22日に出願された日本国特許出願第2020-177310号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び、技術規格は、個々の文献、特許出願、及び、技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (6)

  1.  内部に導体部材が配置された金属タンクを有し、前記金属タンクに誘電体が充填され、
     前記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、および1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択される少なくとも1つを含み、
     前記導体部材の表面が、金属および金属酸化物からなる群から選択される1つ以上を含む電気設備。
  2.  前記金属が、アルミニウム、銅、銀、すず、亜鉛、鉄、および、クロムからなる群から選択される少なくとも1種、またはアルミニウム、銅、銀、すず、亜鉛、鉄、および、クロムからなる群から選択される少なくとも1種を含む合金である、請求項1に記載の電気設備。
  3.  前記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンのZ異性体およびE異性体、ならびに、1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンのZ異性体およびE異性体からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の電気設備。
  4.  前記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンのZ異性体およびE異性体を含み、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペンの全質量において、Z異性体/E異性体で表される質量比が、99/1~50/50である、請求項1~3のいずれか1項に記載の電気設備。
  5.  前記電気設備が、さらに、開閉器、遮断器、断路器、変圧器、抵抗、リアクトル、コンデンサ、および絶縁ケーブルからなる群から選択される設備を有している、請求項1~4のいずれか1項に記載の電気設備。
  6.  内部に導体部材が配置された金属タンクを有し、前記金属タンクに誘電体が充填され、
     前記誘電体が、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、および1,1,1,4,4,4-ヘキサフルオロ-2-ブテンからなる群から選択される少なくとも1つを含み、
     160℃の温度条件下で1008時間経過後にガスクロマトグラフで測定される、前記誘電体に含有されるZ異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔZおよび前記誘電体に含有されるZ異性体のピーク面積の初期値からの変化量ΔEが下記式1及び下記式2を満たす電気設備。
     式1:-1.0area%≦ΔZ≦1.0area%
     式2:-1.0area%≦ΔE≦1.0area%
     
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7795482B2 (en) 2007-07-03 2010-09-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of hydrodechlorination to produce dihydrofluorinated olefins
JP2012008524A (ja) * 2010-02-26 2012-01-12 Canon Inc 光学用部材、ポリイミド、およびその製造方法
US8399721B2 (en) 2008-12-22 2013-03-19 E I Du Pont De Nemours And Company Method of hydrodechlorination to produce dihydrofluorinated olefins
US8436216B2 (en) 2008-03-19 2013-05-07 E I Du Pont De Nemours And Company Process for making 1,1,1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene
WO2015120250A1 (en) 2014-02-07 2015-08-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Integrated process for the production of z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene
WO2015142981A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 E I Du Pont De Nemours And Company Processes for the production of z 1,1,1,4,4,4 hexafluoro 2-butene
JP2018525327A (ja) 2015-06-05 2018-09-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ハイドロフルオロオレフィン及びその使用方法
WO2019036049A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 The Chemours Company, Fc, Llc COMPOSITIONS AND USES OF Z-1-CHLORO-2,3,3,3-TETRAFLUOROPROP-1-ENE
JP2020514493A (ja) * 2017-03-20 2020-05-21 ザ ケマーズ カンパニー エフシー リミテッド ライアビリティ カンパニー トランス−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの組成物及び使用
JP2020177310A (ja) 2019-04-15 2020-10-29 株式会社キーエンス 光学式情報読取装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3079359B1 (fr) * 2018-03-22 2020-10-09 Arkema France Utilisation du 1-chloro-2,3,3,3-tetrafluoropropene pour l'isolation ou l'extinction d'arcs electriques
EP3807909B1 (en) * 2018-06-18 2022-08-24 Hitachi Energy Switzerland AG Light indicator for location of internal arcs in fluid insulated switchgear
CN111211515B (zh) * 2020-01-10 2023-07-18 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种灭弧和/或绝缘电气设备

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7795482B2 (en) 2007-07-03 2010-09-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of hydrodechlorination to produce dihydrofluorinated olefins
US8436216B2 (en) 2008-03-19 2013-05-07 E I Du Pont De Nemours And Company Process for making 1,1,1,4,4,4-Hexafluoro-2-butene
US8399721B2 (en) 2008-12-22 2013-03-19 E I Du Pont De Nemours And Company Method of hydrodechlorination to produce dihydrofluorinated olefins
JP2012008524A (ja) * 2010-02-26 2012-01-12 Canon Inc 光学用部材、ポリイミド、およびその製造方法
WO2015120250A1 (en) 2014-02-07 2015-08-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Integrated process for the production of z-1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-butene
WO2015142981A1 (en) 2014-03-21 2015-09-24 E I Du Pont De Nemours And Company Processes for the production of z 1,1,1,4,4,4 hexafluoro 2-butene
JP2018525327A (ja) 2015-06-05 2018-09-06 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー ハイドロフルオロオレフィン及びその使用方法
JP2020514493A (ja) * 2017-03-20 2020-05-21 ザ ケマーズ カンパニー エフシー リミテッド ライアビリティ カンパニー トランス−1,1,1,4,4,4−ヘキサフルオロ−2−ブテンの組成物及び使用
WO2019036049A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 The Chemours Company, Fc, Llc COMPOSITIONS AND USES OF Z-1-CHLORO-2,3,3,3-TETRAFLUOROPROP-1-ENE
JP2020177310A (ja) 2019-04-15 2020-10-29 株式会社キーエンス 光学式情報読取装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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CN116348968A (zh) 2023-06-27
US20230261446A1 (en) 2023-08-17

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