本发明专利技术涉及包含氢氟单醚的介电绝缘介质，所述氢氟单醚含有至少3个碳原子。根据本发明专利技术的绝缘介质具有高绝缘能力、特别是高介电强度，且同时具有低GWP。本发明专利技术还允许提供在高于140℃的温度下也化学且热稳定的绝缘介质，其无毒或具有低毒性水平且其另外无腐蚀性且无爆炸性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及包含氢氟单醚的介电绝缘介质，所述氢氟单醚含有至少3个碳原子。根据本专利技术的绝缘介质具有高绝缘能力、特别是高介电强度，且同时具有低GWP。本专利技术还允许提供在高于140℃的温度下也化学且热稳定的绝缘介质，其无毒或具有低毒性水平且其另外无腐蚀性且无爆炸性。【专利说明】介电绝缘介质本专利技术涉及根据权利要求1的介电绝缘介质及分别根据权利要求34和36的氢氟单醚在介电绝缘介质中的用途和所述介电绝缘介质供用于产生、分配和/或应用电能的设备用的用途。本专利技术还涉及根据权利要求37的用于产生、分配和/或应用电能的设备。液态或气态的介电绝缘介质常规上用于诸如开关设备或变压器的各种电气设备中的电气活性元件的绝缘。在中压或高压金属封装的开关设备中，例如，电气活性元件布置在限定绝缘空间的气密外壳中，所述绝缘空间包含通常处于数巴压力下且将外壳与电气活性元件间隔开、由此防止电流在外壳与活性元件之间流动的绝缘气体。与安装在室外且由周围空气绝缘的开关设备相比，金属封装的开关设备的构造更加节省空间。为了中断在高压开关设备中的电流，绝缘气体还充当消弧气体。许多常规使用的绝缘介质具有数个缺点。一方面，具有高绝缘和开关性能的常规绝缘气体在释放到大气中时常具有一些环境影响。至今，这些绝缘气体的高全球变暖潜力(GWP)已经通过对气体绝缘设备的严格气体泄漏控制和非常仔细的气体处理来克服。另一方面，诸如干燥空气或CO2的常规环境友好的绝缘气体具有相当低的绝缘性能，因此需要增加气体压力和/或绝缘距离。出于以上提到的原因，过去已经尝试用合适的代替物替代这些常规的绝缘气体。例如，WO 2008/073790公开了一种介电气态化合物，除了其他特性之外，其还具有在-20°C至_273°C范围内的低沸点，优选不消耗臭氧且在100年的时标(time scale)下具有小于22，200的GWP。具体地讲，WO 2008/073790公开了不属于一般化学定义内的许多不同化合物。另外，US-A-4175048涉及包含选自全氟环己烯和六氟偶氮甲烷的化合物的气态绝缘体，且EP-A-0670294公开了全氟丙烷作为介电气体的用途。EP-A-1933432和同时待审的US-A-2009109604涉及三氟碘甲烷(CF3I)及其在气体绝缘的开关设备中用作绝缘气体的用途。在EP-A-1146522中还概括性地公开了具有通式CxHyFzI的化合物且具体公开了具有CF3I的化合物作为用于电力传送和分配机器的绝缘介质的用途。然而，尽管具有在这些文献中提到的绝缘性质，但CF3I具有相对低的热稳定性:在约100°C下，其开始分解成包括I2的危险产物，它们可形成固态导电残余物。考虑到现有技术水平的绝缘介质的缺点且特别是CF3I的缺点，本专利技术的目标因此是提供对环境影响程度低的热稳定的介电绝缘介质。根据权利要求1，本专利技术的目标通过包含含有至少3个碳原子的氢氟单醚的介电绝缘介质实现。本专利技术的优选实施方案在从属权利要求项中给出。在本专利技术的上下文中使用的术语“氢氟单醚”是指具有一个且是唯一一个醚基的化合物，所述醚基连接两个烷基，这两个烷基可彼此独立地为直链或支链的。该化合物因此与在US-B-7128133中公开的化合物形成鲜明对比，US-B-7128133涉及含有两个醚基的化合物(即氢氟二醚)在传热流体中的用途。在本专利技术的上下文中使用的术语“氢氟单醚”应进一步理解为部分氢化且部分氟代的化合物。术语“氢氟单醚”应进一步理解为其可包括结构不同的氢氟单醚的混合物。术语“结构不同”将广泛涵盖在氢氟单醚的总式或结构式方面的任何不同。本专利技术基于如下意外的发现，通过使用氢氟单醚，得到具有高绝缘能力、特别是高介电强度(或击穿场强)且同时具有低GWP的绝缘介质。由于使用特定的氢氟单醚，本专利技术还允许提供对高于140°C的温度的化学稳定和热稳定、无毒或具有低毒水平并且另外无腐蚀性且无爆炸性的绝缘介质。如上所述，已经发现，根据本专利技术的氢氟单醚具有相对高的介电强度。具体地讲，根据本专利技术的氢氟单醚的介电强度与SF6的介电强度的比率大于约0.4。根据本专利技术的氢氟单醚可参与包括由OH基夺氢的非常有效的对流层(tropospheric)去除过程。最终，这导致该化合物相对低的大气寿命。由于其相对低的大气寿命，本专利技术的氢氟单醚还具有如已经提到的相对低的GWP。具体地讲，根据本专利技术可以获得具有经100年小于I’ 000、更具体地经100年小于700的GffP的绝缘介质。根据本专利技术的氢氟单醚具有相对低的大气寿命且另外没有在臭氧破坏催化循环中起作用的卤素原子，即Cl、Br或I。因此，根据本专利技术的介电绝缘介质具有零ODP的另外优点，从环境观点来看，这非常有利。根据权利要求1 ，本专利技术的氢氟单醚含有至少3个碳原子。在环境压力下，含有至少3个碳原子的氢氟单醚通常具有高于_20°C的沸点。这与现有技术水平且特别是WO 2008/073790的教导形成鲜明对比，WO 2008/073790教导_20°C或更低的沸点是可用的介电化合物的必要特征。对于含有至少3个碳原子且因此具有大于_20°C的相对高的沸点的氢氟单醚的优先选择基于较高沸点的氢氟单醚通常具有较高介电强度的发现。在下文中，给出本专利技术的一些例示性实施方案，它们可单独或组合存在。在实施方案中，所述介电绝缘介质包含不同于所述氢氟单醚的气体组分a)，且特别是，所述气体组分a)包括至少两种气体组分成分al)、a2)、……an)的混合物。在实施方案中，所述介电绝缘介质包含具有至少50K、优选至少70K、特别是至少100K的常压沸点，其常压沸点低于所述氢氟单醚的常压沸点。在实施方案中，所述介电绝缘气体组分a)具有大于IOkV/(cm bar)、优选大于20kV/(cm bar)、特别是大于30kV/(cm bar)的介电强度。在实施方案中，所述介电绝缘气体组分a)为本身具有比所述氢氟单醚低的介电强度的载气。在这方面，术语“介电强度”应理解为“减压介电强度(pressure-reduced dielectric strength) ”或“在标准温度和压力下的介电强度”。例如，所述标准温度由此限定为25°C且所述标准压力限定为I巴。在实施方案中，所述介电绝缘气体组分a)包含具有比在所述氢氟单醚中存在的原子少的原子的分子，特别是包含三原子和/或二原子分子或者由三原子分子和/或二原子分子组成。根据本专利技术的一个实施方案，所述氢氟单醚含有3或4或5或6个碳原子，特别是含有3或4个碳原子，最优选正好含有3个碳原子。更详细地讲，根据本专利技术的氢氟单醚因此为选自由以下结构式限定的化合物中的至少一种化合物，其中一部分氢原子被氟原子替代:【权利要求】1.介电绝缘介质，其包含氢氟单醚，其特征在于所述氢氟单醚含有至少3个碳原子。2.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述氢氟单醚包括结构不同的氢氟单醚的混合物。3.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述介电绝缘介质包含不同于所述氢氟单醚的气体组分a)，且特别是，所述气体组分a)包括至少两种气体组分成分al)、a2)、……an)的混合物。4.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，其中所述氢氟单醚含有3或4个碳原子，优选正好含有3个碳原子。5.前述权利要求中任一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：N马迪扎德，TA保罗，J凯斯勒，M布乔泽克，P斯托勒，MS克拉伊森斯，P斯卡拜，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：
国别省市：
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