ES2203405T3 - Composicion dielectrica que tiene una absorcion de gas mejorada. - Google Patents
Composicion dielectrica que tiene una absorcion de gas mejorada.Info
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Abstract
Composición dieléctrica para aparatos eléctricos, caracterizada porque comprende desde un 99 % hasta un 70 % en peso de un aceite mineral y desde un 1 % hasta un 30 % en peso de al menos una composición de poliarilalcanos, elegida entre: - la composición (I), que comprende una mezcla de productos de fórmula (A): en la que n1 y n2 = 0 o 1, que contiene productos (A) tales que n1 + n2 = 0 y productos A) tales que n1 + n2 = 1 y productos de fórmula (B): - comprendiendo las composiciones (II) una mezcla de dos productos (C) y (D), en la que: el producto (C) es una mezcla de isómeros de fórmula: con p, y p2 = 0, 1 y 2 de donde p1 + p2 3, y el producto (D) es una mezcla de isómeros de fórmula: con p¿1, p¿1 y p4 = 0, 1 y 2 p¿2, p¿2, p3 y p5 = 0 y 1
Description
Composición dieléctrica que tiene una absorción
de gas mejorada.
La presente invención se refiere a una
composición dieléctrica a base de aceite mineral para material
eléctrico, que tiene una absorción de gas mejorada.
Los aceites minerales son ampliamente utilizados
como aceites aislantes en diferentes materiales eléctricos tales
como transformadores, condensadores, y cables.
Estos aceites minerales comprenden compuestos de
diversas naturalezas tales como cadenas parafínicas, compuestos
cíclicos saturados, denominados nafténicos, estructuras aromáticas,
entre las que se encuentran los poliaromáticos condensados.
Los compuestos aromáticos dan a los aceites
minerales mejores propiedades dieléctricas tal como una tensión
mejor de salto de chispa o propiedades denominadas de
desprendimiento de gases.
La absorción de gas es característica del
comportamiento de un aceite bajo campo eléctrico elevado.
En presencia de hidrógeno gaseoso, el aceite
puede producir una mayor cantidad de gases, en cuyo caso se
denomina "gas-évolving" (productor de gas), o bien puede
absorber el hidrógeno, denominándose entonces
"gas-absorbing" (absorbedor de gas).
Se han buscado para el material eléctrico aceites
denominados "absorbedor de gas".
Los poliaromáticos condensados son de naturaleza
diversa y variada, pero en su mayor parte son considerados como
cancerígenos. Así pues, con el fin de reducir el contenido en
poliaromáticos en los aceites minerales, éstos sufren un tratamiento
de hidrogenación. Sin embargo, este tratamiento presenta el
inconveniente de hacer desaparecer totalmente los otros aromáticos
considerados como poco tóxicos.
La solicitante ha comprobado que la utilización
de pequeñas cantidades de compuestos de la familia de los
poliarilalcanos permitía mejorar la propiedad de absorción de gas de
los aceites minerales.
Así pues la invención tiene por objeto una
composición dieléctrica para aparatos eléctricos, caracterizada
porque comprende desde un 99% hasta un 70% en peso y,
preferentemente, desde un 99% hasta un 80% de un aceite mineral y
desde un 1% hasta un 30% en peso y, preferentemente, desde un 1% en
peso hasta un 20% en peso de al menos una composición de
poliarilalcanos elegida entre:
- la composición (I), que comprende una mezcla de
productos de fórmula (A):
en la que n_{1} y n_{2} = 0 ó 1, que contiene
productos (A) tales que n_{1} + n_{2} = 0 y productos A) tales
que n_{1} + n_{2} = 1 y productos de fórmula
(B):
- comprendiendo las composiciones (II) una mezcla
de dos productos (C) y (D), en la que:
\bullet el producto (C) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con p, y p_{2} = 0, 1 y 2 de donde p_{1} +
p_{2} \leq 3,
y
\bullet el producto (D) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con p'_{1}, p''_{1} y p_{4} = 0, 1 y
2
p'_{2}, p''_{2}, p_{3} y p_{5} = 0 y
1
de donde p'_{1} + p''_{1} + p'_{2} +
p''_{2} + p_{3} + p'_{3} + p_{4}+ p_{5} \leq 2.
- las composiciones (III) que comprenden una
mezcla de dos productos (A1) y (A2), tales que:
\bullet el producto (A1) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con m_{1} y m_{2} = 0, 1 ó 2, de donde
m_{1} + m_{2} \leq
3,
\bullet el producto (A2) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con q_{1} y q_{2} = 0, 1 ó 2 de donde q_{1}
+ q_{2} \leq
3,
comprendiendo al menos uno de los compuestos (A1)
y (A2) un isómero que tenga tres núcleos bencénicos.
- las composiciones (IV) que comprenden los dos
productos (A1) y (A2) y, además, al menos un compuesto elegido
entre los productos (E1), (E2) o (E3) siguientes:
\bullet (E1) es un isómero o una mezcla de
isómeros de fórmula:
con r'_{1}, r''_{1} y r_{4} = 0, 1 ó
2
r'_{2}, r''_{2}, r_{3}, r'_{3} y r_{5}
= 0 y 1
de donde r'_{1} + r''_{1} + r'_{2} +
r''_{2} + r_{3} + r'_{3} + r_{4}+ r_{5} es, menos o igual
que 2,
R_{1} y R_{2} representan un átomo de
hidrógeno,
\bullet (E2) es un isómero o una mezcla de
isómeros de la misma fórmula general que (E1), salvo en que R_{1}
y R_{2} representa un metilo y los coeficientes r están
substituidos por s y tienen el mismo significado,
\bullet (E3) es un isómero o una mezcla de
isómeros de la misma fórmula general que (E1), salvo en que R_{1}
y R_{2} son diferentes y representan un átomo de hidrógeno o un
radical metilo y los coeficientes r están reemplazados por t y
tienen el mismo significado.
Según la presente invención, las composiciones
(I) pueden contener producto (A) con 2 núcleos, el
(metilbencil)xileno y el producto (A) con 3 núcleos que se
designa como bis(metilbencil)xileno. Este producto (A)
con 3 núcleos puede ser un producto tal que n_{1} = 1 y n_{2} =
0, un producto tal que n_{1} = 0 y n_{2} = 1 o una mezcla de
estos dos últimos. La composición de los poliarilalcanos puede
contener, también, productos tales que n_{1} = 1 y n_{2} =
1.
A título ilustrativo de las composiciones (I),
utilizables según la presente invención, se citará la composición
de poliarilalcanos vendida por la Sociedad ELF ATOCHEM S.A. bajo la
denominación JARISOL XX, que tiene un contenido en peso en
compuestos con 2 y 3 núcleos aromáticos, mayor que el 99%.
A título ilustrativo de composiciones (II),
utilizables según la presente invención, se citará la composición
de poliarilalcanos vendida por la Sociedad ELF ATOCHEM S.A. bajo la
denominación JARYLEC C100, que está constituida esencialmente, por
un 70% hasta un 80% en peso de una mezcla de isómeros de
benciltolueno (producto (C), p_{1} = p_{2} = 0) y por un 20%
hasta un 30% en peso de isómeros de dibenciltolueno (producto (C),
p_{1} = 1, p_{2} = 0 o p_{1} = 0 y p_{2} = 1) y
ditolil-fenilmetano (producto (D), p'_{1} +
p''_{1} + p'_{2} + p''_{2} + p_{3} + p'_{3} + p_{4} +
p_{5} = 0).
Estas composiciones pueden obtenerse mediante
procedimientos descritos en las patentes EP 136
230-B1, EP 299 867-B1, EP 384
818-B1, EP 500 435-B1 incorporadas
en la presente invención, como referencias, que consisten en
efectuar la cloración del tolueno o del xileno y a continuación
efectuar una condensación de tipo Friedel y Crafts, bien sobre
tolueno o bien sobre xileno (mezcla de isómeros), o bien sobre una
mezcla de tolueno y de xileno, o bien sobre benceno, bien sobre una
mezcla de benceno y de tolueno. Una vez concluida la reacción, se
eliminan directamente él o los reactivos no transformados por
destilación y a continuación el producto en bruto puede ser sometido
a un tratamiento para su decoloración tal como se ha descrito en la
patente EP 306 398-B1.
De este modo, por ejemplo, las composiciones (II)
pueden obtenerse mediante un procedimiento descrito en la patente
EP 136 230-B1 que consiste, en una primera etapa, en
hacer reaccionar cloro sobre tolueno mediante reacción por
radicales en presencia de un generador de radicales libres, a una
temperatura comprendida entre 50ºC y 110ºC y a continuación en una
segunda etapa, se somete el producto de la reacción de la primera
etapa, a una reacción de condensación con tolueno en presencia de
FeCl_{3} a una temperatura comprendida entre 50ºC y 100ºC.
Las composiciones (I) pueden obtenerse según un
procedimiento descrito en la patente EP 0 50
435-B1, que consiste en realizar la condensación del
cloruro de (metil)bencilo con xileno en presencia de
FeCl_{3}.
Las composiciones dieléctricas, según la
invención, presentan la ventaja de tener un comportamiento gaseoso
mejorado (desprendimiento de gas mejorado).
Los ejemplos siguientes ilustran la
invención.
La propiedad de "desprendimiento de gases"
ha sido evaluada utilizando el método descrito en la norma 628 de
la comisión electrotécnica internacional (CEI).
Según este método, la interfase entre una columna
de líquido y un volumen de hidrógeno se somete a cargas eléctricas
entre dos electrodos colocados a potenciales diferentes.
Se sigue la evolución del volumen gaseoso en
función del tiempo.
El desprendimiento de gas, expresado en
\mul/min, es positivo si se libera gas y es negativo si se
absorbe gas.
Se han preparado diferentes mezclas de un aceite
mineral de tipo parafínico "productor de gas" y del producto
JARISOL XX (denominado a continuación como XX), y a continuación se
han evaluado según la norma CEI 628-A a 80ºC.
Los resultados del desprendimiento de gas se han
indicado en la tabla 1.
| Composición (% en peso) | Desprendimiento de gas | |
| Aceite mineral | XX | (en \mul/min) |
| 100% | - | + 5,4: |
| 98% | 2% | -5 |
| 95% | 5% | -12,8 |
| 90% | 10% | - 22,7 |
Se han preparado diferentes mezclas de aceites
minerales de tipo nafténico mas o menos hidrogenados "productor
de gas" (desprendimiento de gas positivo) y del producto JARYLEC
C100 (denominado a continuación como C100), y a continuación se han
evaluado según la norma CEI 628-A- a 80ºC.
Los resultados del desprendimiento de gas se han
indicado en la tabla 2.
| Composición (% en peso) | Desprendimiento de gas | |
| Aceite mineral X | C100 | (en \mul/min). |
| 100% | +3 | |
| 99% | 1% | +0,4 |
| 98% | 2% | - 0,4 |
| 97% | 3% | -5 |
| Aceite mineral Y | C100 | |
| 100% | - | +30 |
| 92% | 8% | -24 |
Claims (4)
1. Composición dieléctrica para aparatos
eléctricos, caracterizada porque comprende desde un 99 %
hasta un 70% en peso de un aceite mineral y desde un 1% hasta un
30% en peso de al menos una composición de poliarilalcanos, elegida
entre:
- la composición (I), que comprende una mezcla de
productos de fórmula (A):
en la que n_{1} y n_{2} = 0 ó 1, que contiene
productos (A) tales que n_{1} + n_{2} = 0 y productos A) tales
que n_{1} + n_{2} = 1 y productos de fórmula
(B):
- comprendiendo las composiciones (II) una mezcla
de dos productos (C) y (D), en la que:
\bullet el producto (C) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con p, y p_{2} = 0, 1 y 2 de donde p_{1} +
p_{2} \leq 3,
y
\bullet el producto (D) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con p'_{1}, p''_{1} y p_{4} = 0, 1 y
2
p'_{2}, p''_{2}, p_{3} y p_{5} = 0 y
1
de donde p'_{1} + p''_{1} + p'_{2} +
p_{2} + p_{3} + p'_{3} + p_{4}+ p_{5} \leq 2.
- las composiciones (III) que comprenden una
mezcla de dos productos (A1) y (A2), tales que:
\bullet el producto (A1) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con m_{1} y m_{2} = 0, 1 ó 2, de donde
m_{1} + m_{2} \leq
3
\bullet el producto (A2) es una mezcla de
isómeros de fórmula:
con q y q_{2} = 0, 1 ó 2 de donde q_{1} +
q_{2} \leq
3,
comprendiendo al menos uno de los compuestos (A1)
y (A2) un isómero que tenga tres núcleos bencénicos.
- las composiciones (IV) que comprenden los dos
productos (A1) y (A2) y, además, al menos un compuesto elegido
entre los productos (E1), (E2) o (E3) siguientes:
\bullet (E1) es un isómero o una mezcla de
isómeros de fórmula:
con r'_{1}, r''_{1} y r_{4} = 0, 1 ó
2
r'_{2}, r''_{2}, r_{3}, r'_{3} y r_{5}
= 0 y 1
de donde r'_{1} + r''_{1} + r'_{2} +
r''_{2} + r_{3} + r'_{3} + r_{4}+ r_{5} es, menos o igual
que 2,
R_{1} y R_{2} representan un átomo de
hidrógeno,
- \bullet
- (E2) es un isómero o una mezcla de isómeros de la misma fórmula general que (E1), salvo en que R_{1} y R_{2} representa un metilo y los coeficientes r están substituidos por s y tienen el mismo significado,
- \bullet
- (E3) es un isómero o una mezcla de isómeros de la misma fórmula general que (E1), salvo en que R_{1} y R_{2} son diferentes y representan un átomo de hidrógeno o un radical metilo y los coeficientes r están reemplazados por t y tienen el mismo significado.
2. Composición según la reivindicación 1,
caracterizada porque las composiciones (I) tienen un
contenido ponderal en compuestos con 2 y 3 núcleos aromáticos mayor
que el 99%.
3. Composición según la reivindicación 1,
caracterizada porque las composiciones (II) están
constituidas, esencialmente, por un 70% hasta un 80% en peso de una
mezcla de isómeros de benciltolueno (producto (C), p_{1} =
p_{2} = 0) y por un 20% hasta un 30% en peso de isómeros de
dibenciltolueno (producto (C); p_{1} = 1, p_{2} = 0 o p_{1} =
0, p_{2} = 1) y por isómeros del ditolilfenilmetano (producto
(D)).
4. Composición según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizada porque comprende desde un 99% hasta un
80% en peso de un aceite mineral y desde un 1% hasta un 20% en peso
de, al menos, una composición de poliarilalcanos elegida entre las
composiciones (I), (II), (III) o (IV).
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