JPS6366009B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はコンデンサー、トランス、ケーブル等
の油含浸電気機器に用いられる合成電気絶縁油の
脱水方法に関する。 一般に電気絶縁油は新油にあつては、空気など
の溶存ガスや水分等を含んでいるので、特にコン
デンサーやOFもしくはPOFケーブルの製造に当
つてはこれらの溶存ガスや水分をあらかじめ十分
に除去しておく必要がある。何故ならば、溶存ガ
スや水分は電気素子や絶縁体中にボイドを生じさ
せ、課電されると、ボイドに電位集中が起こり、
絶縁破壊などの原因となるので電気機器として良
好な性能が期待できないからである。ことに最近
では、省エネルギー、性能向上、小型化などの観
点から上述の油含浸電気機器の絶縁材料が従来の
電気絶縁紙からプラスチツクフイルムにおきかえ
られつつあり、これにあわせて鉱油から高性能の
合成電気絶縁油が開発されているが、プラスチツ
クフイルムは絶縁体中における電位傾度を増加さ
せる傾向にある。それ故、従来よりも更にわずか
なボイド等が生じても該ボイド周辺に発生する電
位集中に起因する絶縁破壊はおこり易くなつてく
るので、絶縁体中に生ずるボイドの防止方法なら
びに水分除去も含めた電気絶縁油の前処理方法が
油含浸電気機器製造上のノウハウとして重要なポ
イントとなつて来ている。 また、上述の電位傾度が増加しても課電下での
ガス発生量が少ない芳香族の電気絶縁油が好まれ
ており、又機器によつては誘電率が高い電気絶縁
油が望まれている。すなわち、コンデンサーにお
ける各種の高芳香族環含有量の電気絶縁油、たと
えばアルキルベンゼン、フエニルキシリルエタ
ン、アルキルナフタレン、イソプロピルビフエニ
ルなどの芳香族エステル、たとえばBNC（ベンジ
ルネオカプレート）、TCP（トリクレジルホスフ
エート）、塩素化ジフエニルエーテルなどが新し
く電気絶縁油として登場しつつある。 しかるに、これらの合成油は従来の電気絶縁油
である鉱油やポリブテンなどと比較して水に対す
る親和力が強く、空気中に放置すると短期間のう
ちに100〜数100ppmの水分を吸収してしまう一
方、水との親和力が強いが故に脱水も容易ではな
かつた。 一方、従来から行なわれている電気絶縁油の脱
気方法は１〜0.01mmＨｇの真空中で、油を微少粒
径又は薄膜として表面積を増やしかつ油の体積を
小さくすることにより、脱ガスまたは蒸発のため
表面積を広げるとともに油内部における被脱気物
の拡散距離を最小限度にすることにより脱気効率
をあげようとしている。 たとえば、ノズルを用いて減圧容器中の上部か
ら電気絶縁油をスプレーして微少粒径の油として
降らせ脱気する方法がある。この場合、減圧下で
あるので、粉体のスプレードライヤーのように乾
燥ガスを上向きに流してガスの浮力を利用して滞
空時間をのばして乾燥時間を増加させることはで
きないので脱気時間が短かい欠点があり、このよ
うな方法で、脱気を充分に行なうには無理があつ
た。 また、薄膜による脱気方法は単独または上述の
スプレー法と組合せて利用されている。この方法
の一つには、電気絶縁油の薄膜を作るたために緩
やかな傾斜をつけた数個の棚（トレー）の上部か
ら油が棚表面を伝つて順次下の棚へ流下していく
間に脱気が行なわれる方法である。この場合の問
題点は、棚の平面が極めて平滑で棚全面にわたつ
て平らであること、および棚平面は油の流すべき
方向にのみ厳密に傾斜を保つていなければ均一な
薄膜が得られないので充分な脱気効果が得られな
い。蒸発面積を大とし、かつ被脱気物の拡散距離
を短かくするため薄膜の厚みは数ミクロンの単位
での平面を保つ必要があるが設備の施工上かなり
困難である。また、移動式のユニツトとしたり、
また固定式であつても、時として各ユニツトを脱
着できるようにして清掃したりすることがあるた
め常に一定した精度の装置とすることが期待でき
ない。またこの構造から明らかなように、棚段式
では、大流量とすることができず電気絶縁油の処
理量に限りがある。 薄膜を利用するもう一つの方法は、充填塔を用
いる方法である。この方法では、同じく減圧下
に、塔上部に油をシヤワー状にするスプレーや分
配器が設けてあり、その下部に充填層が設置され
ている。充填層の充填物としてはビーズ状のもの
から、表面積のより大きなラシツヒリング、スプ
リング状のヘリパツク、金網が素材となつていい
るサドルリング、スパイラルリング、ステツドマ
ンパツキング、マクマホンパツキング、オクタパ
ツキングなどがある。これらはいずれも直径が数
mmから数cmのものでこれらを多数充填塔内に充填
し、その充填層の高さは少なくとも数10cmあり、
最大１〜２ｍに及ぶものもある。この充填方式は
上述の棚段式と比較し設備が簡単な割に容易に脱
気し得ること、比較的大流量で処理できるなど好
ましい脱気方法と言える。しかし、この方法で高
い脱気能力を発揮させるためには、効率の良い充
填物を選択することは勿論のほか、充填層内の圧
力分布または圧力差（ΔP）が問題となる。すな
わち、大なる表面積を得ようとすれば比較的密な
充填物を選ぶことになるが、通常この場合ΔPが
大となり充填層内部が所定の真空度に達せずこの
結果脱気が不十分となる。また比較的粗な充填物
を用いる場合でも、表面積を大とするために多量
の充填物を充填すると充填層の高さが高くなり、
やはりΔPが大となる。もちろん、この場合低い
高さでは表面積が足りず脱気が不十分である。す
なわち充填方式では、充填物の表面積とΔPの兼
合いが重要である。 また充填方式のもう一つの欠点は、塔壁面の問
題である。すなわち、充填塔上部より流下し、そ
の一部の充填塔内壁を伝つた油は速やかに流下
し、塔内滞留時間がほとんどなく最も脱気効率が
悪く、この結果全体の脱気効率も低下させてしま
うことになる。 このように、従来のシヤワー方式、棚段式およ
び充填式では不十分であるので、各種の方法を組
合せて多段式としたり、さらには繁雑ではあるが
数回再循環するなどの方法が実用的には行なわれ
ている。さらに、脱気処理で充分に脱水できない
ときには、電気特性の改善としておこなわれてい
る白土もしくはアルミナ処理における白土量を増
やしたり、または脱水の目的のみでアルミナやモ
レキユラーシーブのような乾燥剤を用いることも
実際におこなわれている。このような方法は、多
段式であるために装置が高価で大型化したり、再
循環のために、大型化し、運転管理が繁雑となつ
たり、または、乾燥剤の使用による廃棄物の増加
もしくは乾燥剤の再生のための複雑でかつ高価な
大型システムおよび運転経費の増加などいずれも
好ましくはないが、高性能の電気絶縁油を使用し
て油含浸電気機器を製造する上でやむを得ないも
のとされて来た。 そこで、本発明者らは、上述の事情に鑑み鋭意
研究を進めた結果、簡便でかつ効率良く脱気がで
き同時に、脱水が充分おこなわれる合成電気絶縁
油の脱水方法を見出し本発明を完成させたもので
ある。 すなわち、本発明は、充填塔内壁から離隔して
設けられ、かつ該充填塔内壁に向かい合つた充填
層側面からも脱気できる金属の織物または織物構
造の積層板からなる充填層を経て、0.01〜10mmＨ
ｇの減圧下、電気絶縁油を実質的に充填塔内壁に
触れることなく流下させることを特徴とする高芳
香族環含有量の合成電気絶縁油の脱水方法に関す
る。 本発明の方法においては、減圧下で充填塔内の
充填物上に電気絶縁油を流下させて脱水および脱
気する。減圧度は通常0.01〜10mmＨｇ、好ましく
は0.1〜１mmＨｇあれば良い。充填物からなる充
填層は充填塔内壁より離隔して設ける。充填層の
表面積を大としたいために充填塔径よりもはかる
かに小なる充填物を多数用いることがあるが、こ
の場合には適当な容器、たとえばかご型容器中に
該充填物を充填し、該容器を止め具、足等適宜の
手段で充填塔内の空間に保持すれば充填層は充填
塔内壁より離隔されることになる。充填物が大で
あつて、そのまま塔内に収納しても塔内壁の側面
に接触することがないときは上記のかご型容器と
同様に充填塔内に保持することができる。また、
かご型容器を用いる時は、油流路以外の箇所すな
わち容器側面から脱気されたガスが抜け出られる
ように該容器は適宜の穴をあけたもの、たとえ
ば、多孔性のフレーム、金網または多孔板からな
るものを選択する。そして、充填物が大であるの
で、そのまま収納でき、かご型容器等を用いる必
要がないときには、該充填物としては充填物側
面、すなわち、塔壁側面に向かいあつた面からも
脱気ができるものを選べば良い。 本発明においてはかくすることにより、充填層
は充填塔内壁と接触しておらず、全くΔPを生じ
ないガス通路が充填塔内壁にそつて存在するので
充填塔特有のΔPの問題は生ずることがなく、塔
内全部が高い減圧度に達つするので充分脱気がで
きるし、また多量に充填物を使用してる表面積を
大にしてもΔPは大とならない。また充填層上部
より電気絶縁油を流下させるに際しては、塔内壁
に実質的に触れることなく流下させる。油が内壁
に触れることがないならば、スプレーや分配器を
使用することもできる。 前述の如く、充填物として表面積の大きな密な
ものを選ぶと一般にはΔPが高くなるが、本発明
の方法ではΔPの心配はないので、本発明の好ま
しい充填物は比較的密な充填物であるところのワ
イヤーを素材とした前述のサドル、マクマホン、
オクタパツキングやヘリパツクのほか、特に好ま
しいものは金属の織物または織物構造の積層板か
らなる充填物、たとえばスルザーパツキングであ
る。しかしながら、ビーズ状充填物やラシツヒリ
ングも使うことができる。 次に本発明の方法の特徴を挙げると次のように
なる。 すなわち、電気絶縁油の脱気のみならず、従来
問題とされていた脱水も一段で充分に行なうこと
ができる。 また、棚段方式と比較し、比較的大量に処理す
ることができる。 設備が簡単であり、取扱いも容易である。 などである。 次に実施例により本発明を詳述する。 実施例 １ 実施例１では図１に示す如く、ワイヤーメツシ
ユ８のかご４（180mm×130mmφ）に次に示す３種
の充填物を充填し、径が250mm、長さが700mmの充
填塔１のほぼ中央に、内壁に接触しないように吊
した。塔上部を吸引管６を経て真空ポンプに接続
し排気を示した。塔内を600℃に加熱し、100／
hrの流量で充填かご上方より流入管２を経て、塔
内壁に接触しないようにPXE（フエニルキシリル
エタン）、アルキルベンゼン（AB）および鉱油
を流下させた。なお、真空計によると系内の減圧
度は0.5mmＨｇであつた。なお、４は脱気油、５
は排出管を示す。結果は表１に示すとおりであ
る。 充填物：ラシツシリング (A)３mm×３mmφ ヘリツパ (B)3.5mm×3.5mmφのスプリング（線径
0.254mm） スルザーパツク○＊ (C)外径180mm×108mmφ（線径0.15mm） ○＊：スイス、スルザー社製、比較例２に使用した
もののみは充填塔内壁に接する外径のものを
使用した。 なお、水分量は三菱化成製電量滴定型水分計
CA―02型を用いた。 比較例 １ 実施例１において、かごに入れた充填物と同量
を、充填塔内壁に接するように充填塔内に充填
し、上部よりスプレーノズルでシヤワー状に電気
絶縁油を降らせたほかは同様にして脱気をおこな
つた。但し減圧度は充填層上部で測定したとこ
ろ、同じく0.5mmHgであつた。 比較例 ２ 実施例１において、ワイヤーメツシユ製のかご
のかわりに、側面がスチール板でできたほぼ同じ
大きさのかごを用いたほかは同様にして脱気をお
こなつた。比較例１および比較例２の結果も併せ
て表１に示す。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法による脱水装置の一例
の概略を、第２図は、本発明で使用する織物構造
の充填物を含む充填層の一例の縦断面図を、およ
び第３図は、第２図の充填層のＡ―A′断面を示
すものである。 １：充填塔、２：電気絶縁油流入管、３：ワイ
ヤーメツシユかご、４：脱気油、５：排出管、
６：吸引管、７：支持棒、８：有孔ケース、９：
充填物（波形の板）、１０：ケースにもうけた孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填塔内壁から離隔して設けられ、かつ該充
   填塔内壁に向かい合つた充填層側面からも脱気で
   きる金属の織物または織物構造の積層板からなる
   充填層を経て、0.01〜10mmＨｇの減圧下、電気絶
   縁油を実質的に充填塔内壁に触れさせることなく
   流下させることを特徴とする高芳香族環含有量の
   合成電気絶縁油の脱水方法。 ２ 減圧度が0.1〜1.0mmＨｇである特許請求の範
   囲第１項記載の脱水方法。