具有显示热可逆性油至凝胶转变的绝缘组合物的电容器制造技术

本发明专利技术提供一种湿式电容器，和在这样一种电容器中的绝缘液体组合物的用途。电容器包含金属箔和聚合物绝缘膜的包装，或金属化聚合物膜的包装，其中绝缘组合物包含合成或天然芳族油和聚合物。绝缘组合物被配制以经历在预定义的胶凝点温度的热可逆性油至凝胶转变。此外，本发明专利技术提供生产这样的湿式电容器的方法，所述电容器任选地包含另外的填充材料，以及密封这样的电容器中的裂缝的方法。

Capacitor with insulating composition showing thermal reversible oil to gel transition

【技术实现步骤摘要】
具有显示热可逆性油至凝胶转变的绝缘组合物的电容器领域本公开内容的多方面涉及具有绝缘组合物填充的电容器。更特别地，本公开内容涉及绝缘组合物本身，其组分，及其在这样的电容器中的用途，以及涉及用于生产这样的电容器的方法和涉及通过使用这样的绝缘组合物处理裂缝的方法。技术背景湿式电容器通常用油或油混合物填充，其可例如从矿物来源，或从有机来源合成。不论哪种情况，在故障或疲劳的情况下，部分填充油的不期望的泄漏可导致电容器周围的污染。当漏出的油可能到达和污染天然环境时，这可能是特别不期望的和有问题的。由于对例如电容器的金属容器的腐蚀，和/或由于对陶瓷衬套的机械损伤，和/或由于密封橡胶的老化，油-填充的湿式电容器的这样的泄漏可能发生并可能导致环境的破坏，增加维护成本和停机时间。为了减轻对环境的损害，特别是对水体的损害，对上述问题的一种众所周知的解决方案是在在电容器组(capacitorbanks)下面提供专用混凝土储器(dedicatedconcretereservoir)。然而，这伴随着一些缺点，例如显著增加的重量，更高的成本，并增加了对整个系统的建设工作。鉴于以上和其它理由，对本专利技术有需求。专利技术概述鉴于上述内容，提供依据权利要求1的电容器，权利要求7的用途，依据权利要求8的处理裂缝的方法，和生产一种依据权利要求13的湿式电容器的方法。依据第一个方面，提供一种电容器。它包含容器，该容器包含至少一个金属箔和聚合物绝缘膜的缠绕包装，或金属化聚合物膜的缠绕包装。此外，所述容器包含绝缘组合物，其中绝缘组合物包含合成或天然芳族油，和浓度约0.1wt%-约10wt%的聚合物。绝缘组合物被配制以经历在从约30℃至约90℃范围内的低于胶凝点温度的热可逆性凝胶化，其中胶凝点被定义为绝缘组合物的储能模量G′等于绝缘组合物的损耗模量G″时的温度。依据第二个方面，提供绝缘液体组合物在电容器中的用途，所述电容器包含金属箔和聚合物绝缘膜的包装，或金属化聚合物膜的包装。绝缘组合物包含合成或天然芳族油，和聚合物，其中绝缘组合物被配制以经历低于绝缘组合物的预定义的胶凝点温度的热可逆性油至凝胶转变。依据第三个方面，提供处理电容器裂缝的方法。该方法包括提供具有容器的电容器装置，所述容器包含金属箔和聚合物绝缘膜包装，或金属化聚合物膜的包装，和绝缘组合物；操作电容器，其中绝缘组合物被配制以使绝缘组合物在电容器的标准操作期间呈现为液相；并在电容器裂缝到外边的情况下，通过裂缝溢出一定量的绝缘组合物至容器外边，其中在溢出期间或溢出之后，当暴露于容器外边的温度时，溢出量经历热可逆性的油至凝胶转变。依据第四个方面，提供生产第一个方面的电容器的方法。该方法包括用绝缘纸缠绕聚合物电容器膜和金属箔的包装，或金属化聚合物膜的包装；在减压和升高的温度下，用加热的绝缘组合物浸渍缠绕的包装，以允许绝缘组合物浸渍包装，并使膜溶胀数小时；冷却具有包装和凝胶的容器至室温；再填充绝缘组合物以补偿收缩；并密封容器；或者，该方法包括在低于凝胶转变温度将热凝胶加入到具有膜/箔或金属化膜包装的容器中；在减压、低于凝胶转变温度下，用芳族油填充容器；密封容器；加热容器至约80℃，并在升高的温度下混合凝胶和油；冷却容器至室温；或者，该方法包括在减压下，用绝缘组合物填充具有膜/箔或金属化膜包装的容器；储存20-60小时以允许膜在油中溶胀；在室温下通过清空容器，除去未被缠绕包装吸收的过多的油；加热容器至约80℃；用热绝缘组合物填充容器，或任选地用塑料材料或用矿物物质，特别是用聚氨酯或砂子，或用前述物质的混合物充满；冷却容器至室温；充满绝缘组合物以补偿收缩；并密封容器。依据第五个方面，提供电容器。它包含容器，其包含至少一个金属箔和聚合物绝缘膜的缠绕包装，或金属化聚合物膜的缠绕包装，和被缠绕包装吸收的油-基绝缘组合物。容器而非缠绕包装中的空间用塑料材料或用矿物物质，特别是用聚氨酯或砂子填满，或用任何前述物质与电介质液体的混合物填满。在此描述的方面和实施方案一般涉及包含聚合物的芳族油-基绝缘系统或绝缘组合物，其呈现热可逆性的油至凝胶转变。这意味着绝缘组合物(此后为了实用的原因也简称为“油”)被配制为在其中使用该组合物的电容器的正常操作温度下呈液态，而当它冷却至电容器的环境温度时为凝胶。环境温度通常低于电容器的操作温度。所用的凝胶化处理对于防止因任何类型的泄漏所致的环境破坏是非常有用的，因为凝胶仅仅停留在例如土壤受污染区域的表面，例如，而不能渗透到土壤中。凝胶可随后容易地从污染的土壤或其它区域除去。因此，提供了环境友好的解决方案。它在应用于例如电容器组时也可以导致显著的重量减轻和成本降低，因为传统使用的放置于下面的混凝土或金属的油储器(也称为备用储器)可以省去。而且，整个生命周期可以改善，且维持成本可减少，因为小裂缝可以由凝胶自我修复，或至少被迟滞，以致可延长维修人员到达维修地点的时间，由此增加各自计划的灵活性。如在此描述的绝缘组合物是基于合成或天然芳族油，或其混合物，并被用于湿式电容器的电绝缘。相对较低量的聚合物，通常低于约10wt.%，可被包含在绝缘组合物中以诱导热可逆性油至凝胶转变。因此，油在操作温度下维持液态，这使得通过对流散热成为可能，并且在低于特定温度胶凝，所述特定温度可选择为比产品在标准操作条件下经历的最大环境温度高几度。在泄漏事件中，绝缘组合物在暴露于较低的环境温度时会快速胶凝，因而任何环境有关的危险得以避免，分别最小化，如上文描述的。可与在此描述的实施方案结合的进一步的优点、特征、方面和详细情况从所附的权利要求书、权利要求组合、说明书和附图可变得显而易见。附图简述更详细的情况将在下文参考附图描述，其中图1显示了指示依据实施方案的绝缘组合物的复数粘度作为温度的函数的图；图2显示了对于其它实施方案的组合物的类似于图1的图，并显示在加热和冷却时的迟滞现象；图3显示了对于依据实施方案的绝缘组合物，和对于比较的常规绝缘组合物，对土壤的溢出测试的结果；图4图示地显示了依据实施方案的生产方法；图5A-5C图示地显示了依据实施方案的进一步的生产方法；和图6A-6C图示地显示了依据实施方案的更进一步的生产方法。本专利技术的多方面的详细描述在下文中，详细描述了本专利技术的一些方面。多个方面和多个方面的部分彼此独立并可以任何方式组合。例如，本文中描述的任何方面或实施方案可与任何其它方面或实施方案组合，只要实现的组合在技术上是可行的，或除非相反的被提及。依据一个方面，在以上第一个方面的电容器中，绝缘组合物具有复数粘度，在低于胶凝点的温度下，其为在高于胶凝点的温度的复数粘度的约100倍。依据一个方面，绝缘组合物具有在低于胶凝点的温度等于或大于0.01Pa.s的复数粘度，和在高于胶凝点的温度基本上等于无聚合物的绝缘组合物的复数粘度的复数粘度，其差异小于约30%。依据一个方面，聚合物包含聚合物和/或共聚物和/或嵌段共聚物，优选三-嵌段共聚物和/或二-嵌段共聚物，其优选地为以下的至少一个：乙烯丙烯酸丁酯；苯乙烯-乙烯-(乙烯-异丙烯)-苯乙烯；乙烯-乙酸乙烯酯；乙烯-丁烯丙烯酸酯；和间同立构聚苯乙烯。依据一个方面，绝缘组合物还包含为以下至少一个的添加剂：无机填充剂，基于绝缘组合物总重量的10wt.%或更低的浓度；和抗氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容器，该电容器包含：‑ 容器，该容器包含：‑ 至少一个金属箔和聚合物绝缘膜，或金属化聚合物膜的缠绕包装，和‑ 绝缘组合物，其中绝缘组合物包含：‑ 合成或天然芳族油，和‑ 约0.1 wt%‑约10 wt%的浓度的聚合物，其中绝缘组合物被配制为经历在从约30℃至约90℃范围内的低于胶凝点温度的热可逆性凝胶化，胶凝点被定义为绝缘组合物的储能模量G′等于绝缘组合物的损耗模量G″时的温度。

【技术特征摘要】
1.一种电容器，该电容器包含：-容器，该容器包含：-至少一个金属箔和聚合物绝缘膜，或金属化聚合物膜的缠绕包装，和-绝缘组合物，其中绝缘组合物包含：-合成或天然芳族油，和-约0.1wt%-约10wt%的浓度的聚合物，其中绝缘组合物被配制为经历在从约30℃至约90℃范围内的低于胶凝点温度的热可逆性凝胶化，胶凝点被定义为绝缘组合物的储能模量G′等于绝缘组合物的损耗模量G″时的温度。2.权利要求1的电容器，其中绝缘组合物具有在低于胶凝点的温度的复数粘度，其为在高于胶凝点温度的复数粘度的约至少70倍，特别是至少100倍。3.权利要求1或2的电容器，其中绝缘组合物具有在低于胶凝点的温度等于或大于0.01Pa.s的复数粘度，和在高于胶凝点的温度基本上等于无聚合物的绝缘组合物的复数粘度的复数粘度，其差异小于约30%。4.任一项前述权利要求的电容器，其中聚合物包含聚合物和/或共聚物和/或嵌段共聚物，特别是三-嵌段共聚物和/或二-嵌段共聚物，其优选地选自以下的至少一个：-乙烯丙烯酸丁酯；-苯乙烯-乙烯-(乙烯-异丙烯)-苯乙烯；-乙烯-乙酸乙烯酯；-乙烯-丁烯丙烯酸酯；和-间同立构聚苯乙烯。5.任一项前述权利要求的电容器，其中绝缘组合物还包含为以下至少一个的添加剂：-无机填充剂，基于绝缘组合物总重量的10wt.%或更低的浓度，和-抗氧化剂，基于绝缘组合物总重量的2wt.%或更低的浓度；且特别是其中电容器而非缠绕包装的空间用绝缘组合物或用塑料材料或用矿物物质，优选地用聚氨酯或砂子，或用任何这些物质的混合物充满。6.任一项前述权利要求的电容器，其中芳族油包含苄基-甲苯。7.电容器，特别是依据权利要求1-6的任一项的电容器中的绝缘组合物的用途，所述电容器包含金属箔和聚合物绝缘膜的包装，或金属化聚合物膜的包装，其中绝缘组合物包含-合成或天然芳族油，和-聚合物，其中绝缘组合物被配制为经历低于预定义的胶凝点温度的热可逆性油至凝胶转变。8.处理电容器中、特别是依据权利要求1-6的任一项的电容器中的裂缝的方法，该方法包括：-提供具有容器的电容器装置，所述容器包含金属箔和聚合物绝缘膜包装，或金属化聚合物膜包装，和绝缘组合物，-操作电容器，其中绝缘组合物被配制以使绝缘组合物在电容器的标准操作期间呈现为液相，-在电容器中有裂缝通到外边的情况下，通过裂缝溢出一定量的绝缘组合物至容器外边，和其中在溢出期间或溢出之后，当暴露于容器外边的温度时，溢出量经历热可逆性的油至凝胶转变。9.权利要求7的用途或权利要求8的方法，其中绝缘组合物具有从约30℃-约90℃的热可逆性胶凝点，胶凝点被定义为绝缘组合物的储能模量G′等于绝缘组合物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：漆乐俊，S·希尔，E·罗加基斯，F·班达罗，R·张，B·辛格，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH