NO771436L - DIELECTRIC FLUID. - Google Patents
DIELECTRIC FLUID.Info
- Publication number
- NO771436L NO771436L NO771436A NO771436A NO771436L NO 771436 L NO771436 L NO 771436L NO 771436 A NO771436 A NO 771436A NO 771436 A NO771436 A NO 771436A NO 771436 L NO771436 L NO 771436L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- accordance
- dielectric fluid
- dielectric
- weight
- fluid
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 58
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 31
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 29
- -1 aromatic organic ester Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 12
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- QTKIQLNGOKOPOE-UHFFFAOYSA-N 1,1'-biphenyl;propane Chemical group CCC.C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 QTKIQLNGOKOPOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 5
- GBDZXPJXOMHESU-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrachlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C(Cl)=C1Cl GBDZXPJXOMHESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 3
- HBGGXOJOCNVPFY-UHFFFAOYSA-N diisononyl phthalate Chemical group CC(C)CCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCC(C)C HBGGXOJOCNVPFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- BJQHLKABXJIVAM-BGYRXZFFSA-N 1-o-[(2r)-2-ethylhexyl] 2-o-[(2s)-2-ethylhexyl] benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound CCCC[C@H](CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OC[C@H](CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-BGYRXZFFSA-N 0.000 claims description 2
- NJWGQARXZDRHCD-UHFFFAOYSA-N 2-methylanthraquinone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(C)=CC=C3C(=O)C2=C1 NJWGQARXZDRHCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KGYYLUNYOCBBME-UHFFFAOYSA-M 4-fluoro-2-phenyl-4-(4-propylcyclohexyl)cyclohexa-1,5-diene-1-carboxylate Chemical compound C1CC(CCC)CCC1C1(F)C=CC(C([O-])=O)=C(C=2C=CC=CC=2)C1 KGYYLUNYOCBBME-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical group CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N Diethylhexyl phthalate Natural products CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 3
- IUYHQGMDSZOPDZ-UHFFFAOYSA-N 2,3,4-trichlorobiphenyl Chemical group ClC1=C(Cl)C(Cl)=CC=C1C1=CC=CC=C1 IUYHQGMDSZOPDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 150000003021 phthalic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000003071 polychlorinated biphenyls Chemical class 0.000 description 2
- PMPBFICDXLLSRM-UHFFFAOYSA-N 1-propan-2-ylnaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C(C(C)C)=CC=CC2=C1 PMPBFICDXLLSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGMPTLAAIUQMIE-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentachlorobiphenyl Chemical group ClC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1C1=CC=CC=C1 GGMPTLAAIUQMIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWQNFXDYOCUEER-UHFFFAOYSA-N 2,3-ditert-butyl-4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C(C(C)(C)C)=C1C(C)(C)C QWQNFXDYOCUEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SKDGWNHUETZZCS-UHFFFAOYSA-N 2,3-ditert-butylphenol Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC(O)=C1C(C)(C)C SKDGWNHUETZZCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N TOTP Chemical compound CC1=CC=CC=C1OP(=O)(OC=1C(=CC=CC=1)C)OC1=CC=CC=C1C YSMRWXYRXBRSND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical class OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N o-dicarboxybenzene Natural products OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229940116351 sebacate Drugs 0.000 description 1
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-L sebacate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCCCCCCCC([O-])=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører et dielektrisk fluidum, The present invention relates to a dielectric fluid,
særlig et tungtantennelig, dielektrisk fluidum.in particular a non-flammable, dielectric fluid.
Inntil den seneste tid var polyklorinerte bifenyler de mest benyttete dielektriske fluider for kondensatorer og transfor-matorer. Men på grunn av deres bestandighet mot naturlig ned-brytning forblir de i omgivelsene når spill forekommer og finner vei inn i næringskjeden og eventuelt bevirker skadelige virkninger i dyr og mennesker. Av disse årsaker er fortsatt bruk av dem ikke ønskelig og kan bli gjenstand for betydelige restriksjoner i USA og andre steder. De er allerede blitt erklært ulovlig i Japan. Until recently, polychlorinated biphenyls were the most widely used dielectric fluids for capacitors and transformers. However, due to their resistance to natural degradation, they remain in the environment when spills occur and find their way into the food chain and possibly cause harmful effects in animals and humans. For these reasons, their continued use is not desirable and may be subject to significant restrictions in the United States and elsewhere. They have already been declared illegal in Japan.
Som resultat har brukere av polyklorinerte bifenyler sett seg om etter erstatninger. En erstatning må selvfølgelig være økologisk akseptabel. Den bør også ha gode dielektriske egenskaper og være termisk stabil og relativt billig. As a result, users of polychlorinated biphenyls have looked for substitutes. A replacement must of course be ecologically acceptable. It should also have good dielectric properties and be thermally stable and relatively cheap.
Men det vanskeligste krav til et økologisk akseptabelt dielektrisk fluidum er kanskje at det må være tungtantennelig, på grunn av at selv om halogenerte forbindelser sannsynligvis er mindre brennbare enn ikke-halogenerte forbindelser, må de heller ikke lettvint brytes ned biologisk og eventuelt komme inn i næringskjeden. Derfor er det vanskelig å finne et dielektrisk fluidum som både er økologisk akseptabelt og tungtantennelig. But the most difficult requirement for an ecologically acceptable dielectric fluid is perhaps that it must be highly flammable, due to the fact that although halogenated compounds are probably less flammable than non-halogenated compounds, they must also not easily break down biologically and possibly enter the food chain . Therefore, it is difficult to find a dielectric fluid that is both ecologically acceptable and highly flammable.
Ifølge oppfinnelsen er det frembrakt et tungtantennelig According to the invention, a low-flammability has been produced
dielektrisk fluidum som kjennetegnes ved at det inneholderdielectric fluid characterized by the fact that it contains
a) 40-90 vektdeler triklorbenzen eller en blanding av fra 50 til mindre enn 100 vektsprosent triklorbenzen og opptil 50 a) 40-90 parts by weight of trichlorobenzene or a mixture of from 50 to less than 100% by weight of trichlorobenzene and up to 50
vektsprosent tetraklorbenzen, ogweight percent tetrachlorobenzene, and
b) 10-60 vektdeler av en brennbar forbindelse som er blandbar med triklorbenzen, som består av et aromatisk hydrokarbon b) 10-60 parts by weight of a combustible compound miscible with trichlorobenzene, consisting of an aromatic hydrocarbon
og/eller en aromatisk organisk ester, som er mindre flyktig enn triklorbenzen og har et kokepiinkt på minst 215°C, et smeltepunkt på under 20°C og en viskositet på mindre enn 5000 cSt ved 25°C. and/or an aromatic organic ester, which is less volatile than trichlorobenzene and has a boiling point of at least 215°C, a melting point of less than 20°C and a viscosity of less than 5000 cSt at 25°C.
Oppfinnelsen vedrører også en kondensator som omfatter lag av metallfolie som alternerer med et dielektrisk mellomlegg som er impregnert med det ovenfor angitte fluidum. The invention also relates to a capacitor comprising layers of metal foil which alternate with a dielectric interlayer which is impregnated with the above-mentioned fluid.
En blanding av triklorbenzen og visse aromatiske, brennbare hydrokarboner eller estre danner et dielektrisk fluidum som både er tungtantennelig og økologisk akseptabelt. Den brennbare forbindelse er biologisk nedbrytbar på grunn av sitt hydrogen-inn-hold. Triklorbenzen er mer inert, men det vil ikke være varig på grunn av.at det er flyktig og bør være tilstrekkelig biologisk nedbrytbart på grunn av at det er løselig i vann. A mixture of trichlorobenzene and certain aromatic, flammable hydrocarbons or esters forms a dielectric fluid that is both highly flammable and ecologically acceptable. The flammable compound is biodegradable due to its hydrogen content. Trichlorobenzene is more inert, but it will not be permanent due to its volatility and should be sufficiently biodegradable due to its solubility in water.
Det dielektriske fluidum har gode dielektriske egenskaper, er termisk stabilt og er forenelig med mange dielektriske materi-aler og er relativt rimelig. The dielectric fluid has good dielectric properties, is thermally stable and is compatible with many dielectric materials and is relatively inexpensive.
Det dielektriske fluidum ifølge oppfinnelsen inneholder 40-90 vektdeler triklorbenzen og 10-60 vektdeler av den brennbare forbindelse. Fortrinnsvis inneholder det dielektriske fluidum 40-70 vektdeler triklorbenzen og 30-60 vektdeler av den brennbare forbindelse. Den sistnevnte sammensetning foretrekkes på grunn av at med mindre enn ca 4 0 vektdeler triklorbenzen begynner brennbarheten å øke og med mer enn ca 7 0 vektdeler triklorbenzen kan flytepunktet være for høyt. The dielectric fluid according to the invention contains 40-90 parts by weight of trichlorobenzene and 10-60 parts by weight of the flammable compound. Preferably, the dielectric fluid contains 40-70 parts by weight of trichlorobenzene and 30-60 parts by weight of the flammable compound. The latter composition is preferred because with less than about 40 parts by weight of trichlorobenzene the flammability begins to increase and with more than about 70 parts by weight of trichlorobenzene the pour point may be too high.
Triklorbenzen er en vesentlig bestanddel i det dielektriske fluidum og det har ikke vært mulig å finne en tilfredsstillende erstatning for det. Men opptil ca 50 vektsprosent av triklorbenzenet kan erstattes med tetraklorbenzen, og handelsvanlig triklorbenzen inneholder vanligvis en mindre andel tetraklorbenzen. Det er litt overraskende at triklorbenzen kan anvendes i filmkondensatorer, på grunn av at i større grad enn de fleste dielektriske fluider har det tendens til å angripe filmen (polypropylen), noe som bevirker rynking og oppløsning. Men det har vist seg at filmkondensatorer hvor det dielektriske fluidum ifølge oppfinnelsen anvendes, har en kommersielt akseptabel levetid, dvs. minst 20 år. Trichlorobenzene is an essential component of the dielectric fluid and it has not been possible to find a satisfactory replacement for it. But up to about 50% by weight of the trichlorobenzene can be replaced with tetrachlorobenzene, and commercial trichlorobenzene usually contains a smaller proportion of tetrachlorobenzene. It is somewhat surprising that trichlorobenzene can be used in film capacitors, due to the fact that, to a greater extent than most dielectric fluids, it tends to attack the film (polypropylene), causing wrinkling and dissolution. But it has been shown that film capacitors where the dielectric fluid according to the invention is used have a commercially acceptable lifetime, i.e. at least 20 years.
Den brennbare forbindelse må være blandbar med triklorbenzen, ellers vil den ikke danne et homogent dielektrisk fluidum. Dessuten må den brennbare forbindelse være mindre flyktig enn triklorbenzen. Dette skyldes at det dielektriske fluidums tungtantennelighet oppnås ved fordamping av mer av triklorbenzenet enn av den brennbare forbindelse. Det tungtantennelige triklorbenzen absorberer varme ved fordampning, og dets damper under- holder ikke en flamme, som dannes av høy varme, såsom en elektrisk bue, og fortsette å brenne. Den brennbare forbindelse må være brennbar på grunn av at andre tungtantennelige forbindelser enn triklorbenzen, som ellers ville kunne være egnet, vanligvis ikke er økologisk akseptabel. Den brennbare forbindelse må også være en væske mellom 20-215°C (kokepunktet for triklorbenzen), idet ellers fluidets flytepunkt kan være for lavt eller dets damptrykk for høyt. Endelig må den være en aromat på grunn av god koronabestandighet for å muliggjøre bruk ved høy spenning. The flammable compound must be miscible with trichlorobenzene, otherwise it will not form a homogeneous dielectric fluid. Also, the flammable compound must be less volatile than trichlorobenzene. This is because the low flammability of the dielectric fluid is achieved by evaporation of more of the trichlorobenzene than of the flammable compound. The highly flammable trichlorobenzene absorbs heat on vaporization, and its vapors do not sustain a flame, which is formed by high heat, such as an electric arc, and continue to burn. The flammable compound must be flammable because highly flammable compounds other than trichlorobenzene, which would otherwise be suitable, are usually not ecologically acceptable. The flammable compound must also be a liquid between 20-215°C (the boiling point of trichlorobenzene), otherwise the fluid's pour point may be too low or its vapor pressure too high. Finally, it must be an aromatic due to good corona resistance to enable use at high voltage.
Fortrinnsvis er den brennbare forbindelse ikke halogenert på grunn av at halogenerte forbindelser har tendens til å være økologisk mindre akseptable selv om de er brennbare. Fortrinnsvis har den brennbare forbindelse gode dielektriske egenskaper. Disse omfatter en effektfaktor på mindre enn 5% ved 100°C etter rensing, en dielektrisitetskonstant på mellom 2 og 9 ved romtemperatur og en gjennomslagshastighet på minst 25 kV. Preferably, the flammable compound is not halogenated because halogenated compounds tend to be ecologically less acceptable even though they are flammable. Preferably, the combustible compound has good dielectric properties. These include a power factor of less than 5% at 100°C after cleaning, a dielectric constant of between 2 and 9 at room temperature and a breakdown speed of at least 25 kV.
Den brennbare forbindelse er et hydrokarbon, en ester eller en blanding av disse. Dersom det anvendes en ester er det fortrinnsvis en ftalsyreester, idet ftalsyreestre er mer stabile og har bedre koronabestandighet. Ftalsyreestre med de beste termiske og hydrolyttiske stabiliteter antas å være diisononylftalat og dietylheksylftalat. Andre egnete brennbare forbindelser er isopropyldifenyl-, isopropylnaftalen-, ricinusolje-, sebacat- og adipatestre, samt forskjellige fosfatestre, såsom tricresylfosfat. For tiden er den foretrukne brennbare forbindelse isopropyldifenyl på grunn av dets særlig gode koronabestandighet, termiske stabilitet og funksjonelle temperaturområde. The combustible compound is a hydrocarbon, an ester or a mixture of these. If an ester is used, it is preferably a phthalic acid ester, since phthalic acid esters are more stable and have better corona resistance. Phthalic acid esters with the best thermal and hydrolytic stabilities are believed to be diisononyl phthalate and diethylhexyl phthalate. Other suitable flammable compounds are isopropyl diphenyl, isopropyl naphthalene, castor oil, sebacate and adipate esters, as well as various phosphate esters, such as tricresyl phosphate. Currently, the preferred flammable compound is isopropyldiphenyl because of its particularly good corona resistance, thermal stability and functional temperature range.
For å bedre dets dielektriske egenskaper inneholder det dielektriske fluidum fortrinnsvis 0,1-0,5 vektdeler av en antioksydant og 0,2-1 vektdel av en hydrogenakseptor for å bedre koronabestandighet. Den foretrukne antioksydant er di-tert.-butyl-p-kresol, selv om andre forbindelser, såsom sterisk hind-rete fenoler (f.eks. di-tert.-butylfenol) også kan anvendes. To improve its dielectric properties, the dielectric fluid preferably contains 0.1-0.5 parts by weight of an antioxidant and 0.2-1 part by weight of a hydrogen acceptor to improve corona resistance. The preferred antioxidant is di-tert-butyl-p-cresol, although other compounds such as sterically hindered phenols (eg di-tert-butylphenol) may also be used.
En foretrukket hydrogenakseptor er g-metylantrakinon, selv om andre forbindelser også kan anvendes. De optimale mengder antioksydant og hydrogenakseptor synes å være henholdsvis 0,2 og 0,5 A preferred hydrogen acceptor is γ-methylanthraquinone, although other compounds can also be used. The optimal amounts of antioxidant and hydrogen acceptor appear to be 0.2 and 0.5 respectively
vektdeler. 0,5-2 vektdeler glycidylfenyleter anvendes fortrinnsvis også for å minske skadelige koronaeffekter. weight parts. 0.5-2 parts by weight of glycidyl phenyl ether is preferably also used to reduce harmful corona effects.
I tillegg til i papir-, film- og filmpapirkondensatorer kan det" dielektriske fluidum ifølge oppfinnelsen anvendes i transfor- matorer, kabler og annen elektrisk apparatur. I kondensatorer vil det være særlig effektivt og foretrukket med 100% filmvin-ninger på grunn av deres lave effektfaktor og følgelig lave forvarmingstemperaturer, noe som ville gi dem lang levetid i varme omgivelser. Men det vil kunne være meget anvendbart i film-og papirkomposittvinninger som anvendes i kraftkondensatorer. Det vil også kunne anvendes for helpapirvinninger som anvendes i kraftkoplingskondensatorer. Det bør anvendes med forsiktighet der hvor eksplosjoner kan være et problem, på grunn av dets tungtantennelighetskarakteristikker eventuelt ikke er tilstrekkelig til å overvinne de eksplosive effekter av en forbrennbar gass som er dannet av en bue ved uhell. In addition to paper, film and film paper capacitors, the "dielectric fluid according to the invention can be used in transformers, cables and other electrical equipment. In capacitors it will be particularly effective and preferred with 100% film gains due to their low power factor and consequently low preheating temperatures, which would give them a long life in hot environments. But it could be very applicable in film and paper composite windings used in power capacitors. It could also be used for solid paper windings used in power coupling capacitors. It should be used with caution where explosions may be a problem, due to its low flammability characteristics possibly not being sufficient to overcome the explosive effects of a combustible gas formed by an accidental arc.
Nedenfor vil oppfinnelsen bli belyst ved hjelp av eksempler. Below, the invention will be illustrated by means of examples.
Eksempel IExample I
Et dielektrisk fluidum av 50 vektsprosent diisononylftalat og 50 vektsprosent triklorbenzen viste seg å ha følgende egenskaper : Dielektrisitetskonstant, e' r, ved 100°C 4,0 (+,1) A dielectric fluid of 50% by weight diisononyl phthalate and 50% by weight trichlorobenzene was found to have the following properties: Dielectric constant, e' r, at 100°C 4.0 (+.1)
Effektfaktor, %, ved 100°C 1 Viskositet, cSt, ved 20°C <50 Power factor, %, at 100°C 1 Viscosity, cSt, at 20°C <50
Flammer og antennelsespunkter, 135°C, og ingen (Cleveland-prøve med åpen beholder, vedvarende flamme opptil ASTM D-9 2) koking, ved ca 24 0°C Damptrykk, mm Hg ^5 ved 10 0°C Flames and flash points, 135°C, and no (Cleveland open container test, sustained flame up to ASTM D-9 2) boiling, at about 24 0°C Vapor pressure, mm Hg ^5 at 10 0°C
f» 2 ved 8 5°C Krymping av polypropylenfilm f» 2 at 8 5°C Shrinkage of polypropylene film
ved 125°C i fluidet 18%at 125°C in the fluid 18%
Til sammenlikning er krymping avFor comparison, shrinkage of
polypropylenfilm ipolypropylene film i
triklordifenyl 24%trichlorodiphenyl 24%
Små prøvekondensatorer med to lag av 12,7 mikron tykke polypropylenfilmer og andre prøvekondensatorer med 12,7 mikron tykke polypropylenfilmer og 15,4 mikron tykt papir med densitet 0,7 ble lettvint impregnert med ovennevnte fluidum. Overfylling Small test capacitors with two layers of 12.7 micron thick polypropylene films and other test capacitors with 12.7 micron thick polypropylene films and 15.4 micron thick paper with a density of 0.7 were readily impregnated with the above fluid. Overfilling
opptrådde ved 80°C. Kapasitansene til begge sett av kondensatorer var ca 0,2 F. Tabellen nedenfor viser de elektriske egenskaper for disse kondensatorer. occurred at 80°C. The capacitances of both sets of capacitors were about 0.2 F. The table below shows the electrical characteristics of these capacitors.
Små kondensatorer som var spesielt konstruert for lav-temperaturprøving av dielektriske fluider og som omfattet to lag av 12,7 mikron tykk polypropylenfilm, ble impregnert med det ovenfor beskrevne dielektriske fluidum. Etter avkjøling natten over til -4 0°C bibeholdt kondensatorene en høy utlad-nings-begynnelsesspenning på 2,3 kV sammenliknet med 3,3 kV Small capacitors specially designed for low temperature testing of dielectric fluids and comprising two layers of 12.7 micron thick polypropylene film were impregnated with the dielectric fluid described above. After cooling overnight to -40°C, the capacitors maintained a high discharge onset voltage of 2.3 kV compared to 3.3 kV
ved 2 5°C.at 25°C.
Eksempel IIExample II
Et dielektrisk fluidum ble fremstilt av 50 vektsprosent isopropyldifenyl og 50% triklorbenzen og inneholdt 0,5%, regnet av fluidets vekt, 3-metylantrakinon og 0,2%, beregnet av fluidets vekt, di-tert.-butylparakresol. Fluidet ble anvendt for impreg-nering av to typer kondensatorer. Den første type bestod av aluminiumfolie, polypropylenfilm med tykkelse 75, papir med tykkelse 45, polypropylenfolie med tykkelse 7 5 og aluminiumfolie (AFpFA). Den andre type var lik med unntagelse av at den andre aluminiumfolie hadde avrundete kanter og var smalere (AFpFa^), slik som vist i fig. 1 hvor kondensatoren, som er vist i isometrisk snitt, omfatter en beholder 1 som holder konden-satorvindingene for en rettlinjet ledende folie 2 og en ledende folie 3 som er smalere og har avrundete kanter. Disse folier alternerer med lag av isolasjon 4, er vist som film 5, papir 6 og film 7. Et dielektrisk fluidum 8 fyller beholderen og impreg-nerer vindingene. A dielectric fluid was prepared from 50% by weight isopropyldiphenyl and 50% trichlorobenzene and contained 0.5% by weight of the fluid 3-methylanthraquinone and 0.2% by weight of the fluid di-tert-butylparacresol. The fluid was used for impregnation of two types of capacitors. The first type consisted of aluminum foil, polypropylene film with thickness 75, paper with thickness 45, polypropylene foil with thickness 75 and aluminum foil (AFpFA). The second type was similar with the exception that the second aluminum foil had rounded edges and was narrower (AFpFa^), as shown in fig. 1 where the capacitor, which is shown in isometric section, comprises a container 1 which holds the capacitor windings for a rectilinear conductive foil 2 and a conductive foil 3 which is narrower and has rounded edges. These foils alternate with layers of insulation 4, shown as film 5, paper 6 and film 7. A dielectric fluid 8 fills the container and impregnates the windings.
Effektfaktoren (100 tg 6) for disse kondensatorer ble målt ved temperaturen for forskjellige betingelser etter tur: The power factor (100 tg 6 ) for these capacitors was measured at the temperature for different conditions in turn:
Tabellen ovenfor viser at effektfaktoren var uakseptabel høy etter å ha vært uten spenning ved 100°C og for kondensatoren med avrundete foliekaAter økte den hurtig ved 3 kV ved 100°C. Men ganske overraskende avtok effektfaktoren vesentlig under 3 kV ved 85°C. En kondensator som kan drives ved 85°C ville være akseptabel. The table above shows that the power factor was unacceptably high after being de-energized at 100°C and for the capacitor with rounded foil capacitors it increased rapidly at 3 kV at 100°C. But quite surprisingly, the power factor decreased significantly below 3 kV at 85°C. A capacitor that can be operated at 85°C would be acceptable.
Oppmuntret av disse resultater ble ytterligere prøver med disse kondensatorer utført for å bestemme om effektfaktoren ville avta ytterligere. Fig. 2 viser grafisk resultatene av prøving opptil 3 6 døgn ved 85°C og 3 kV. Fig. 2 viser at når kondensatorene anvendes vil deres effektfaktorer avta. (Linjene i fig. 2 er nedtegnet slik at de omtrent passer til dataene). Effektfaktoren for disse kondensatorer er innenfor akseptable grenser. Enda lavere effektfaktorer ventes når det dielektriske fluidum anvendes i store kondensatorer. Encouraged by these results, further tests with these capacitors were carried out to determine if the power factor would decrease further. Fig. 2 graphically shows the results of testing up to 3 6 days at 85°C and 3 kV. Fig. 2 shows that when the capacitors are used, their power factors will decrease. (The lines in Fig. 2 are drawn so that they approximately fit the data). The power factor for these capacitors is within acceptable limits. Even lower power factors are expected when the dielectric fluid is used in large capacitors.
Dette eksempel viser også den sterkt nedsatte effektfaktor på grunn av anvendelse av avrundete folier. This example also shows the greatly reduced power factor due to the use of rounded foils.
Eksempel IIIExample III
En prøve som anvendes mye for bestemmelse av brennbarhet er Cleveland-prøven med åpen beholder (ASTM D-92). Ved denne prøve oppvarmes fluidet gradvis, og etter hver økning av dets temperatur med 5°C føres en flamme over fluidet. Temperaturen hvor fluidet flammer opp og den "høyere" temperatur hvor den antenner (brenner A test that is widely used for determining flammability is the Cleveland open container test (ASTM D-92). In this test, the fluid is heated gradually, and after each increase in its temperature by 5°C, a flame is passed over the fluid. The temperature at which the fluid ignites and the "higher" temperature at which it ignites (burns
i minst 5 sek) registreres. Ifølge denne prøve regnes et fluidum ofte for å være tungtantennelig dersom det har et antennelses-punkt på over 250°C selv om det brenner over dette antennelses-punkt. for at least 5 sec) are registered. According to this test, a fluid is often considered to be highly flammable if it has an ignition point of over 250°C, even if it burns above this ignition point.
Nesten ethvert materiale, selv polytetrafluoretylen, vil brenne ved en eller annen temperatur. Dessuten har elektriske buer en meget høy temperatur'. Dersom fluidet således utsettes for luften, f.eks. ved et brudd, kan det bli antent av en elektrisk bue og brenne selv om det er tungtantennelig ifølge Cleve-land-prøven med åpen beholder. Almost any material, even polytetrafluoroethylene, will burn at some temperature. Furthermore, electric arcs have a very high temperature'. If the fluid is thus exposed to the air, e.g. in the event of a rupture, it may be ignited by an electric arc and burn even though it is highly flammable according to the Cleve-land open container test.
Av den årsak bestemmes det om et fluidum er "brennbart" slik som definert her, og fluidet vil brenne uten å være utsatt for en flamme eller bue i en åpen beholder ved temperaturer under dets kokepunkt.(Et fluidum kan ikke oppvarmes til over sitt kokepunkt). Det kan antennes ved sitt kokepunkt, men det må stoppe å brenne når flammen eller buen fjernes dersom det skal være "tungtantennelig". Et slikt "tungtantennelig" fluidum vil ikke spre en brann dersom det spilles eller kastes ut fra For that reason, it is determined whether a fluid is "flammable" as defined here, and the fluid will burn without being exposed to a flame or arc in an open container at temperatures below its boiling point. (A fluid cannot be heated above its boiling point ). It can be ignited at its boiling point, but it must stop burning when the flame or arc is removed if it is to be "highly flammable". Such a "flammable" fluid will not spread a fire if spilled or thrown from it
et elektrisk apparat som har sviktet med buer med høy strøm-styrke. an electrical device that has failed with high amperage arcs.
Forskjellige fluider ble gradvis oppvarmet og prøvet forDifferent fluids were gradually heated and tested for
å bestemme deres temperatur ved antennelse ved eksponering for to determine their temperature of ignition upon exposure to
.en flamme. Temperaturen og tiden hvor de holdt opp å brenne under avkjøling ble også notert. Den etterfølgende tabell angir resultatene. .a flame. The temperature and time at which they stopped burning during cooling were also noted. The following table indicates the results.
Tabellen ovenfor viser at bare pentaklordifenyl, triklordifenyl og blandinger av disse med opptil 10 vektsprosent mine-ralolje, og isopropyldifenyl med minst 50% triklorbenzen ikke brente under deres kokepunkt og derfor ikke var brennbar. Bland-ingen av isopropyldifenyl og 40% triklorbenzen var på grensen av tungtantennelighet. The table above shows that only pentachlorodiphenyl, trichlorodiphenyl and mixtures thereof with up to 10% by weight mineral oil, and isopropyldiphenyl with at least 50% trichlorobenzene did not burn below their boiling point and were therefore not flammable. The mixture of isopropyldiphenyl and 40% trichlorobenzene was on the border of heavy flammability.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US68082776A | 1976-04-28 | 1976-04-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO771436L true NO771436L (en) | 1977-10-31 |
Family
ID=24732686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO771436A NO771436L (en) | 1976-04-28 | 1977-04-26 | DIELECTRIC FLUID. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS52132399A (en) |
| CA (1) | CA1099504A (en) |
| NO (1) | NO771436L (en) |
-
1977
- 1977-04-20 CA CA276,594A patent/CA1099504A/en not_active Expired
- 1977-04-26 JP JP4748477A patent/JPS52132399A/en active Granted
- 1977-04-26 NO NO771436A patent/NO771436L/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5335279B2 (en) | 1978-09-26 |
| CA1099504A (en) | 1981-04-21 |
| JPS52132399A (en) | 1977-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sun et al. | Effect of the particle size of expandable graphite on the thermal stability, flammability, and mechanical properties of high‐density polyethylene/ethylene vinyl‐acetate/expandable graphite composites | |
| US5159527A (en) | Dielectric liquids | |
| GB2061316A (en) | Dielectric liquid compositions for electrical capacitors | |
| BR112015004365B1 (en) | MIXTURE FOR REDUCTION OF COMBUSTION AND PROCESS OF REDUCTION OF COMBUSTION | |
| US4276184A (en) | Dielectric fluids comprising non-halogenated mixtures of organic esters and aromatic compounds | |
| EP0039546B1 (en) | Impregnants for metallized paper electrode capacitors | |
| DK160063B (en) | DIELECTRIC FLUIDUM | |
| NO771436L (en) | DIELECTRIC FLUID. | |
| CA1121148A (en) | Capacitor with ester dielectric fluid | |
| GB2124254A (en) | Flame-retardant electrically insulating oil composition | |
| NO133949B (en) | ||
| JPH0521942B2 (en) | ||
| US3959162A (en) | Insulating oil | |
| US2346627A (en) | Extinguishing light metal fires | |
| CA1086487A (en) | Insulating oil, method of use and electrical equipment utilizing said oil | |
| US3948789A (en) | Electrical devices containing improved dielectric fluids | |
| US4491684A (en) | Flameproof electric cable impregnated with insulating fluid | |
| CA1091000A (en) | Electrical devices containing improved dielectric fluids | |
| US4184190A (en) | Electrical capacitor | |
| US2139947A (en) | Dielectric liquid for electrical apparatus | |
| JPS5860522A (en) | Metallized plastic film condenser | |
| Ross et al. | Phthalate ester insulating oils | |
| US1944730A (en) | Composition for dielectric use | |
| US2019339A (en) | Snuffer composition | |
| Burrage et al. | Problems facing manufacturers' dielectric fluids for power factor correction capacitors |