电介液或与电介液有关的改进制造技术

电介液包含５％到４０％摩尔的第一种芳烃化合物，它具有高达六个取代基链烯碳原子；还包括６０％到９５％摩尔的稀释剂．该稀释剂可以是矿物油、具有高达六个取代基烷烃碳原子（烃、烃醚或其混合物）的第二种芳烃化合物或矿物油与第二种芳烃化合物的混合物．在电介液中还宜包括０．５％到５％的自由基的聚合抑制剂；还包括容纳电介液的一台电容器及一台变压器．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到电介液。直到几年前，在变压器和电容器中还广泛地采用多氯化联苯(PCB′S)作为电介液。但是，当人们发现在自然环境中常期存在PCB′S对野生生命并且可能对人有毒害作用时，政府就开始规定禁止使用它们。由于停止使用PCB′S，就必须寻求其它具有类似电气、化学和物理性能的电介液。电介液最重要的电气特性之一是具有高的介电强度，特别是具有高的局部放电起始电压和熄灭电压。尽管用以代替PCB′S的很多电介液的其它性质都与其类似，但它们这两个特性往往是较差的。美国第2176952号书公开了一种包括由矿物油和一种化合物(如二苯基氧)结合而成的电介液。美国第4054937号公开了一种电容器，其内的电介液是一种单烷基和双烷基芳香族化合物的混合物。我们已经研究出了一种电介液，这种电介液尤其在不均匀的电场中(如在尖端及边缘周围的情况)具有很高的抗局部放电性能，且其介电强度比原来的电介液高。本专利技术的电介液在放电时只放出少量的氢，且放电脉冲值较小。因此，本专利技术的电介液包括5%到40%摩尔的第一种芳烃化合物，它具有高达六个取代基链烯碳原子且只包含选自碳、氢，醚氧或其混合物的分子;还至少包括一种60%到95%摩尔的稀释剂，该稀释剂选自矿物油以及第二种芳烃化合物以及其混合物，第二种芳烃化合物具有高达六个选自烃、烃基醚的取代基烷烃碳原子;取代基链长不超过3个碳原子;还有0.5%到5%的自由基聚合抑制剂;上述的第一种芳烃化合物以及上述选用的稀释剂使得该电介液的沸点可超过150℃，凝固点低于-40℃，具介电常数小于3.5。本专利技术还包括一个电容器，该电容器具有许多金属箔和固体绝缘的交迭层，并以电介液浸透，该电介液如前面最后一段所述。另外，本专利技术包括一个变压器，该变压器具有一个容纳一次和二次线圈的油箱，一、二次线圈全部浸在电介液中，该电介液如前面倒数第二段所述。为了对本专利技术有较清楚的了解，现在参考附图，用举例的方法对适用的实施方案进行说明，在附图中图1是带有局部放大的等角视图，表示电容器的薄膜-纸-薄膜卷绕体的结构。图2是有一部分被去掉后的等角视图，表示一个电容器的实施方案。图3是一个侧视图，其剖面示出了容纳一种经稳定处理的电介液的另一个变压器的实施方案。参考图1，两个金属箔层1和2与纸层3以及绝缘薄膜层4一起卷绕。绝缘薄膜以采用聚丙烯为佳，因为它的介电强度高且损耗因子低，所以可以使电容器在高的单位容积千乏数(KVAR)下运行;而且，甚至在极限的运行条件下，本专利技术的电介液也不会使它退化变质。也可以采用另外的绝缘薄膜，如高密度的聚乙烯。引出导体5和6分别连到金属箔1和2上，电容器的卷绕体7装在一个密封外壳中，并用本专利技术的电介液浸透。在图2中，电容器整体8具有一个外壳9，外壳9内封装着许多卷绕成的电容元件10，它们直立地叠置在外壳内。每个电容元件10都包括电极薄片材料和整个由一块塑料薄膜(如聚丙烯)构成的绝缘材料。每个电容元件10之两个电极薄片的每一侧面上都有绝缘材料，并以盘卷的绕法进行卷绕。电容整体用本专利技术的液态电介液充满。许多电容元件由置于这些电容端部上的金属体11相互连接，该金属体11将从电容元件伸出到绝缘薄膜范围以外的金属薄片连接起来。许多相互连接的电容元件又连到接线柱12上，接线柱12靠导电杆在固定位置从外壳9伸出来。在图3中，所示的变压器13包括一个密封油箱14，一个由导体和绝缘体的交迭层组成的黑色金属的铁芯15，一个一次线圈16，一个二次线圈17以及包围和浸泡着铁芯和线圈的电介液18。本专利技术的有机绝缘电介液是由基本绝缘的液体(如油或丙基联苯)与芳烃化合物混合后再加上聚合抑制剂而成。该芳烃化合物至少具有一个芳香集团和乙烯基或不饱和烯键，同时只包括氢、碳并且可能还有醚氧原子。于是，该化合物可为一个乙烯基芳香烃(如苯乙烯)，一个乙烯基芳醚烃，一个烯基芳香烃或一个烯基芳醚烃。在芳烃化合物中的非烯及非芳香碳原子的总数应该小于7，因为在放电时带过多的非烯非芳香碳原子的化合物趋向于产生过多的氢。现在推荐的一个确定的芳烃化合物的通式为 此式中，每个R集团都是单独选自氢、烃、醚烃，并且至少有一个R集团是芳香族的。宜采用不饱和乙烯键、而不采用不饱和烯键，因为乙烯键不饱和化合物更易和氢反应。烯键不饱和芳香化合物以包括乙烯基二甲苯、乙烯基甲苯以及乙烯基异丙基联苯为佳，因为这些化合物都具有高度的芳香性。其它可采用的乙烯基芳烃化合物包括乙烯基甲基二苯、乙烯基二甲基二苯、乙烯基乙基二苯、乙烯基苯基甲苯基醚以及乙烯基苯基二甲苯基醚。烯键不饱和芳烃化合物具有高度的芳香性，所以宜于采用，该化合物为二甲苯基乙烯及异丙基二苯基乙烯，也可采用二甲苯基甲苯乙烯。绝缘液体的主要成分即可采用矿物油也可为芳族烃或是可以具有1到3个碳的饱和脂肪族取代基的芳族醚。芳族烃或醚以采用矿物油为佳。变压器油是适宜的矿物油，因为它适于电气上的应用。芳族烃或醚都是一种化合物，它们至少包含一个芳族集团并且只由氢、碳以及可能还有醚氧原子组成。该芳族烃或醚也应该具有少于7个的非芳香族碳原子，因为过多的非芳香族碳原子会导致在放电时产生过多的氢。例如，适用的芳族烃或醚包括异丙基联苯、氧化苯、苯、二苯基甲烷、二苯基乙烷、苄基苯基醚、异丙基二苯醚、二甲苯基二苯醚、二甲苯二苯基醚以及乙基甲基二苯基醚、对于包含脂族醚键(-CH2-O-CH2-)(如二苄基醚)的化合物，尽管它们在电气上适用，但因为它们的化学性质不稳定，所以应避免采用。适宜的芳族烃或醚是异丙基联苯，因为它在市场上是大量供应的。所选定的芳烃化合物及稀释剂要使电介液的沸点高于150℃，凝固点低于-40℃，且其介电常数低于3.5。就是说，芳烃化合物或者稀释液单独可能超过这个限制值，但作为一个整体的混合物，就应该在这个限制值之内，以作电介液用。为了防止芳烃化合物的聚合，在电介液中也宜于包括自由基的聚合抑制剂。适宜的聚合抑制剂包括叔丁基焦儿茶酚及焦儿茶酚。本专利技术的电介液是由5%到40%摩尔的芳烃化合物、60%到95%摩尔稀释剂及0.5%到5%的聚合抑制剂混合而成。如果使用的芳烃化合物较少，稀释剂的导电性能不会增强;而如果使用的芳烃化合物大于40%摩尔，则可能趋于聚合。本专利技术的电介液可以用在电容器、变压器、电缆以及其它电气设备中，但不适于在断路器中使用，因为它在电弧中有碳化的可能。现在参考下面的实例对本专利技术进行说明。举例进行局部放电试验条件是在液体内的一个针状体和一个大球体之间置有0.03英寸(0.03″)真空浸渍的合成纤维板(纤维素)隔板。液体 试验 稳态放电 放电值 放电熄灭起始电压(千伏) (微微库仑) 电压(千伏)异丙基 1 25.5 ＞5000 13联苯 重复1 20 ″ 13异丙基联苯 2 30 ＞5000 19异丙基联苯 3 31 ＞5000 2795%异丙基联苯 1 36 4000-5000 3°0+5%苯乙烯 重复1 38 400-700″ 2 4075%异丙基联苯 1 30.5 3000 26.4+25%苯乙烯 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介液，其特征在于：该电介液包括５％到４０％摩尔的第一种芳烃化合物，它具有高达六个取代基链烯碳原子且只包含选自碳、氢、醚氧或其混合物的分子；还至少包括一种６０％到９５％摩尔的稀释剂，该稀释剂选自矿物油以及第二种芳烃化合物以及其混合物，第二种芳烃化合物具有高达六个选自烃、烃基醚的取代基烷烃碳原子；取代基链长不超过３个碳原子；还有０．５％到５％的自由基聚合抑制剂；上述的第一种芳烃化合物及上述选用的稀释剂使得该电介液的沸点可超过１５０℃，凝固点低于－４０℃，且介电常数小于３．５。

【技术特征摘要】
US 1985-5-1 729,3711.一种电介液，其特征在于该电介液包括5%到40%摩尔的第一种芳烃化合物，它具有高达六个取代基链烯碳原子且只包含选自碳、氢、醚氧或其混合物的分子；还至少包括一种60%到95%摩尔的稀释剂，该稀释剂选自矿物油以及第二种芳烃化合物以及其混合物，第二种芳烃化合物具有高达六个选自烃、烃基醚的取代基烷烃碳原子；取代基链长不超过3个碳原子；还有0.5%到5%的自由基聚合抑制剂；上述的第一种芳烃化合物及上述选用的稀释剂使得该电介液的沸点可超过150℃，凝固点低于-40℃，且介电常数小于3.5。2.根据权利要求1的一种电介液，其特征在于第一种芳烃化合物具有通式式中，每个R集团都是单独选自氢、烃、醚烃，并且至少有一个R集团是芳香族的。3.根据权利要求1或2的一种电介液，其特征在于第一种芳烃化合物是一种乙烯基化合物;4.根据权利要求3的一种电介液，其特征在于乙烯基化合物是乙烯基二甲苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：索马斯温戴尔达金，
申请(专利权)人：西屋电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]