RU2509384C1 - Electric insulating liquid - Google Patents
Electric insulating liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509384C1 RU2509384C1 RU2012129449/07A RU2012129449A RU2509384C1 RU 2509384 C1 RU2509384 C1 RU 2509384C1 RU 2012129449/07 A RU2012129449/07 A RU 2012129449/07A RU 2012129449 A RU2012129449 A RU 2012129449A RU 2509384 C1 RU2509384 C1 RU 2509384C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ether
- octafluoropentyl
- dielectric
- liquid
- insulating liquid
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 23
- BVHFOMFOJJALKI-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,5,5,5-octafluoro-1-(1,1,2,2,3,5,5,5-octafluoropentoxy)pentane Chemical compound FC(F)(F)CC(F)C(F)(F)C(F)(F)OC(F)(F)C(F)(F)C(F)CC(F)(F)F BVHFOMFOJJALKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005965 SO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- IQJADVFBZGJGSI-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3-tetrachloro-2,2,3,3-tetrafluoropropane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(F)C(Cl)(Cl)Cl IQJADVFBZGJGSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJRXHKBZNQULJQ-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloro-2,2,3,3,3-pentafluoropropane Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(Cl)(Cl)Cl HJRXHKBZNQULJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KUGBQWBWWNPMIT-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluoropentan-1-ol Chemical compound CC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(O)(F)F KUGBQWBWWNPMIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CSUFEOXMCRPQBB-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrafluoropropan-1-ol Chemical compound CC(F)(F)C(O)(F)F CSUFEOXMCRPQBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(Cl)Cl AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003317 industrial substance Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000005608 naphthenic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 239000012261 resinous substance Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к диэлектрическим жидкостям, и может быть использовано для электроизоляции высоковольтного электрооборудования.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to dielectric fluids, and can be used for electrical insulation of high voltage electrical equipment.
Известно, что жидкий диэлектрик в электромагнитном устройстве, находится под воздействием напряжений переменного тока различных амплитуд и частот, а также импульсных напряжений. Поэтому он должен обладать высокой электрической прочностью, высоким удельным сопротивлением, низким тангенсом угла диэлектрических потерь, высокой стабильностью при эксплуатации и хранении, высокой стойкостью к воздействию электрического и теплового полей, высокой стойкостью к окислению, определенным значением диэлектрической проницаемости с учетом особенностей электроизоляционной конструкции, совместимостью с применяемыми материалами, пожаробезопасностью, экономичностью, экологической безопасностью, обладать низкой вязкостью в диапазоне рабочих температур. Отмечается, что ни один известный жидкий диэлектрик не соответствует всем этим требованиям одновременно [Справочник по электротехническим материалам: В 3 т. Т.1 / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. - 3-е изд., перераб, - М.: Энергоатомиздат, 1986. Т.1. - С.64-65].It is known that a liquid dielectric in an electromagnetic device is affected by alternating current voltages of various amplitudes and frequencies, as well as pulsed voltages. Therefore, it should have high electrical strength, high resistivity, low dielectric loss tangent, high stability during operation and storage, high resistance to electric and thermal fields, high oxidation resistance, a certain value of dielectric constant, taking into account the peculiarities of the electrical insulation design, compatibility with materials used, fire safety, economy, environmental safety, have a low viscosity in the range of operating temperatures. It is noted that not a single known liquid dielectric meets all these requirements at the same time [Handbook of Electrotechnical Materials: V 3 vol. T.1 / Ed. Yu.V. Koritsky et al. - 3rd ed., Revised, - M .: Energoatomizdat, 1986.V.1. - S.64-65].
В качестве фторсодержащих жидких диэлектриков наибольшее применение получили синтетические жидкости на основе хлорированных углеводородов: Фреон 215 (C3F4Cl3), Фреон 214 (C3F4Cl4) [Беляев В.Л. Особенности работы и конструкций многоамперных электрических аппаратов: Учеб. пособие СПб.: СЗТУ, 2005. - С.273; Жорняк Л.Б., Райкова Е.Ю., Осинская В.И. Повышение надежности и эффективности высоковольтных вводов / Bicник КДПУ iмeнi Михаила Остроградського. Випуск 4/2008 (51). Частина 1. С.95-99], что связано с их высокой термической устойчивостью, электрической стабильностью, негорючестью, повышенным значением диэлектрической проницаемости и относительно невысокой стоимостью. Однако в связи с токсичностью хлорированных углеводородов их применение сначала ограничилось, а в настоящее время почти повсеместно сокращается, хотя в эксплуатации еще имеется их значительное количество. В соответствии с Монреальским протоколом 1987 г. использование хлорфторуглеродов, имеющих высокий озоноразрушающий потенциал (ODP), к 2030 году будет запрещено. Поэтому ведущие фирмы мира, такие как BASF, Bayer, DuPont, Mitsubishi Chemical и др. заняты поиском промышленных веществ, в том числе и диэлектриков, с ODP 0. По утверждению этих фирм, таковыми должны быть вещества класса HFC - фторуглеводороды, не имеющие в составе молекулы атомов хлора [Патент RU 2071462, С07С 21/18, С07С 17/093, С07С 17/20, 10.01.1997 г.].As fluorine-containing liquid dielectrics, synthetic fluids based on chlorinated hydrocarbons are most widely used: Freon 215 (C 3 F 4 Cl 3 ), Freon 214 (C 3 F 4 Cl 4 ) [Belyaev V.L. Features of work and designs of multi-ampere electric devices: Textbook. allowance St. Petersburg .: SZTU, 2005. - P.273; Zhornyak L.B., Raikova E.Yu., Osinskaya V.I. Improving the reliability and efficiency of high-voltage bushings / Bicnik КДПУ імені Mikhail Ostrogradsky. Vipusk 4/2008 (51). Chastina 1. S.95-99], which is associated with their high thermal stability, electrical stability, incombustibility, increased dielectric constant and relatively low cost. However, due to the toxicity of chlorinated hydrocarbons, their use was initially limited, and is now almost everywhere reduced, although there is still a significant amount of them in operation. In accordance with the Montreal Protocol of 1987, the use of chlorofluorocarbons having a high ozone-depleting potential (ODP) will be banned by 2030. Therefore, leading world companies such as BASF, Bayer, DuPont, Mitsubishi Chemical and others are engaged in the search for industrial substances, including dielectrics, with ODP 0. According to these companies, such substances should be HFC class - fluorocarbons that do not have the composition of the molecule of chlorine atoms [Patent RU 2071462, С07С 21/18, С07С 17/093, С07С 17/20, January 10, 1997].
Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению по технической сущности является перфтортрансформаторное масло [Жорняк Л.Б., Райкова Е.Ю., Осинская В.И. Повышение надежности и эффективности высоковольтных вводов/Вiсник КДПУ iменi Михаила Остроградського. Випуск 4/2008 (51). Частина 1. С.95-99]. Использование перфтортрансформаторного масла в качестве электроизолирующей жидкости в высоковольтном оборудовании обусловлено его высокими диэлектрическими свойствами. Однако оно имеет ряд недостатков.The closest solution to the invention according to the technical essence is perfluorotransformer oil [Zhornyak LB, Raikova E.Yu., Osinskaya V.I. Improving the reliability and efficiency of high-voltage bushings / Visnik KDPU imeni Mikhail Ostrogradsky. Vipusk 4/2008 (51). Chastina 1. S.95-99]. The use of perfluorotransformer oil as an electrically insulating fluid in high-voltage equipment is due to its high dielectric properties. However, it has several disadvantages.
Перфтортрансформаторное масло - это очищенная фракция нефти, получаемая при перегонке, кипящая при температуре от 300°C до 400°C, ингибированная антиокислительной присадкой - фторорганической жидкостью) [Коробейников С.М. Диэлектрические материалы. Учеб. пособие, Новосибирск, НГТУ, 2000. - С.43-46]. Оно имеет сложный углеводородный состав, представленный в таблице 1.Perfluorotransformer oil is a refined fraction of oil obtained by distillation, boiling at a temperature of 300 ° C to 400 ° C, inhibited by an antioxidant additive - organofluorine liquid) [S. Korobeinikov Dielectric materials. Textbook allowance, Novosibirsk, NSTU, 2000. - S.43-46]. It has a complex hydrocarbon composition shown in table 1.
Известно, что перфторированные органические соединения получают методом электрохимического фторирования, то есть введением фтора в органический субстрат с помощью электродной реакции. Он заключается в пропускании постоянного тока через раствор исходного органического соединения в безводном фтористом водороде [Патент RU 2221765, С07С 19/08, С07С 25/13, С07С 43/12, С25В 3/08, 20.01.2004 г.]. Таким образом, к основным недостаткам перфтортрансформаторного масла следует отнести сложный состав, многостадийную процедуру получения, и как следствие, высокую стоимость. Кроме того, диэлектрическая проницаемость перфтортрансформаторного масла составляет 1,8-2, что не позволяет использовать его в системах емкостных накопителей для увеличения их электрической емкости.It is known that perfluorinated organic compounds are obtained by electrochemical fluorination, that is, the introduction of fluorine into an organic substrate using an electrode reaction. It consists in passing direct current through a solution of the starting organic compound in anhydrous hydrogen fluoride [Patent RU 2221765, С07С 19/08, С07С 25/13, С07С 43/12, С25В 3/08, 01/20/2004]. Thus, the main disadvantages of perfluorotransformer oil should include a complex composition, a multi-stage procedure for obtaining, and as a result, high cost. In addition, the dielectric constant of perfluorotransformer oil is 1.8-2, which does not allow its use in capacitive storage systems to increase their electric capacity.
Техническим результатом данного изобретения является экологическая безопасность, повышение эффективности и надежности работы высоковольтного электрического оборудования, дешевизна и доступность диэлектрической жидкости.The technical result of this invention is environmental safety, increasing the efficiency and reliability of high-voltage electrical equipment, low cost and availability of dielectric fluid.
Для решения технического результата предложена электроизолирующая жидкость, представляющая собой фторсодержащую диэлектрическую жидкость для электрической изоляции высоковольтного электрического оборудования, отличающаяся тем, что диэлектрическая жидкость содержит 99,95% ди(октафторпентилового) эфира и 0,05% примесей полярных газов.To solve the technical result, an electrically insulating liquid is proposed, which is a fluorine-containing dielectric liquid for electrical isolation of high-voltage electrical equipment, characterized in that the dielectric liquid contains 99.95% di (octafluoropentyl) ether and 0.05% polar gas impurities.
Ди(октафторпентиловый) эфир [H(CF2)4CH2]2O относится к полифторированным эфирам, представляет собой бесцветную жидкость, обладает высокой термической стабильностью и химической стойкостью, а также обладает водо- и маслоотталкивающими свойствами. В настоящее время соединения такого класса используются в качестве вспенивателей при производстве пенопластов, в процессах сухого травления в микроэлектронике. Отмечено возможное применение в качестве хладагентов при замене фреона 113 [Орлов А.П., Щавелев В.Б., Барабанов В.Г., Корольков Д.Н. // Тез. докл. 3-й Междунар. конф. «Химия, технология и применение фторсоединений». 6-9 июня 2001 г. СПб. Россия. 2001. - С.172].[H (CF 2 ) 4 CH 2 ] 2 O di (octafluoropentyl) ether refers to polyfluorinated ethers, is a colorless liquid, has high thermal stability and chemical resistance, and also has water and oil repellent properties. Currently, compounds of this class are used as blowing agents in the production of foams, in dry etching processes in microelectronics. Possible use as refrigerants in the replacement of freon 113 [Orlov A.P., Schavelov VB, Barabanov V.G., Korolkov D.N. // Abstract. doc. 3rd International conf. "Chemistry, technology and application of fluorine compounds." June 6-9, 2001 St. Petersburg. Russia. 2001. - P.172].
Достижение технического результата обусловлено тем, что данную электроизолирующую жидкость получают на основе октафторпентанола - побочного продукта производства спиртов-теломеров [ТУ 301-14-1-89 - «Спирты-теломеры полифторированные технические»], из которых используется только тетрафторпропанол. Способ получения ди(октафторпентилового) эфира [H(CF2)4CH2]2O, заключается во взаимодействии полифторированного спирта с тионилхлоридом в присутствии катализатора при ступенчатом повышении температуры от - 15°C до 50°C [Патент RU 2312097, С07С 43/12, С07С 41/01, 10.12.2007 г.]. Очистка от полярных газов (кислорода, SO2, HCl) осуществляется на сорбенте марки СаА-У (цеолите, ТУ 2163-004-05766557-97) с последующей перегонкой в токе сухого азота [Колобородов В.Г. Развитие адсорбционных исследований в криогенном отделе ННЦ ХФТИ / В.Г. Колобродов, Вопросы атомной науки и техники. 2006. №4. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (89), С.38-46]. Таким образом, технология производства ди(октафторпентилового) эфира проста и не требует высоких энергетических и экономических затрат.The achievement of the technical result is due to the fact that this electrically insulating liquid is obtained on the basis of octafluoropentanol, a by-product of the production of telomeric alcohols [TU 301-14-1-89 - “Polyfluorinated technical telomeric alcohols”], of which only tetrafluoropropanol is used. The method of producing di (octafluoropentyl) ether [H (CF 2 ) 4 CH 2 ] 2 O consists in reacting polyfluorinated alcohol with thionyl chloride in the presence of a catalyst with a stepwise increase in temperature from -15 ° C to 50 ° C [Patent RU 2312097, С07С 43 / 12, С07С 41/01, 12/10/2007]. Purification of polar gases (oxygen, SO 2 , HCl) is carried out on a CaA-U sorbent (zeolite, TU 2163-004-05766557-97), followed by distillation in a stream of dry nitrogen [Koloborodov V.G. Development of adsorption studies in the cryogenic department of the NSC KIPT / V.G. Kolobrodov, Questions of atomic science and technology. 2006. No4. Series: Physics of Radiation Damage and Radiation Materials Science (89), P.38-46]. Thus, the production technology of di (octafluoropentyl) ether is simple and does not require high energy and economic costs.
Экологическая безопасность предлагаемого диэлектрика определяется его химическим составом. Молекула ди(октафторпентилового) эфира содержит шесть атомов водорода, участвующих в процессе окисления кислородом атмосферного воздуха, что препятствует попаданию вещества в озоновый слой атмосферы. Озоноразрушающий потенциал ди(октафторпентилового) эфира относительно хлорфторуглеводородов равен нулю. Потенциал глобального потепления (GPW) относительно CO2 уменьшается с увеличением количества атомов водорода [Озонобезопасные фторуглеводороды [Текст] / Г.Ф. Терещенко, В.Г. Барабанов // Известия АН. Серия химическая. - 2004. - №11. - С.2364-2371].The environmental safety of the proposed dielectric is determined by its chemical composition. The di (octafluoropentyl) ether molecule contains six hydrogen atoms involved in the oxidation of atmospheric air by oxygen, which prevents the substance from entering the ozone layer of the atmosphere. The ozone-depleting potential of di (octafluoropentyl) ether relative to chlorofluorocarbons is zero. The global warming potential (GPW) relative to CO 2 decreases with an increase in the number of hydrogen atoms [Ozone-safe fluorocarbons [Text] / G.F. Tereshchenko, V.G. Drum // News of the Academy of Sciences. Chemical series. - 2004. - No. 11. - S.2364-2371].
Сравнение основных электроизоляционных параметров ди(октафторпентилового) эфира с параметрами перфтортрансформаторного масла, приведенных в таблице 1, показывает, что диэлектрическая проницаемость ди(октафторпентилового) эфира в несколько раз выше, чем у перфтортрансформаторного масла, что позволяет применять предлагаемую электроизолирующую жидкость не только для погружного электрооборудования, но и в системах емкостных накопителей. Кроме того, важным показателем, характеризующим эффективность электрической изоляции, является тангенс угла диэлектрических потерь. Тангенс угла диэлектрических потерь ди(октафторпентилового) эфира при степени очистки 99,95% на порядок меньше, чем у перфтортрансформаторного масла. Таким образом, по сравнению с прототипом нагрев объема предлагаемого жидкого диэлектрика за счет возникновения токов проводимости существенно меньше. Отличительной особенностьюComparison of the main electrical insulation parameters of di (octafluoropentyl) ether with the parameters of perfluorotransformer oil, shown in table 1, shows that the dielectric constant of di (octafluoropentyl) ether is several times higher than that of perfluorotransformer oil, which allows the use of the proposed electrically insulating liquid not only for submersible electrical equipment , but also in capacitive storage systems. In addition, an important indicator of the effectiveness of electrical insulation is the dielectric loss tangent. The dielectric loss tangent of di (octafluoropentyl) ether at a purity of 99.95% is an order of magnitude smaller than that of perfluorotransformer oil. Thus, compared with the prototype, the heating of the volume of the proposed liquid dielectric due to the occurrence of conduction currents is significantly less. Distinctive feature
ди(октафторпентилового) эфира является отсутствие у него температуры вспышки, воспламенения, самовоспламенения, температурных и концентрационных пределов распространения пламени. Таким образом, применение ди(октафторпентилового) эфира способствует повышению надежности и эффективности работы высоковольтного электрического оборудования.di (octafluoropentyl) ether is its lack of flash point, ignition, self-ignition, temperature and concentration limits of flame propagation. Thus, the use of di (octafluoropentyl) ether helps to increase the reliability and efficiency of high-voltage electrical equipment.
При содержании 99,95% ди(октафторпентилового) эфира и 0,05% примесей полярных газов предлагаемая диэлектрическая жидкость имеет электроизолирующие свойства, приведенные в таблице 2, однако они существенно зависят от степени очистки. Повышенное содержание примесей ухудшает электроизолирующие свойства, в частности ведет к уменьшению пробивного напряжения и увеличению тангенса угла диэлектрических потерь. При этом возрастают токи проводимости, и как следствие, запускается механизм конвекции. Поскольку известно, что электромагнитные системы с жидкой изоляцией имеют низкую удельную теплопроводность, что предотвращает эффективную теплопередачу за счет теплопроводности, то предлагаемый жидкий диэлектрик со степенью очистки ниже 99,95% может быть использован в системах охлаждения и изоляции, в частности, в испарительных трансформаторах.When the content of 99.95% of di (octafluoropentyl) ether and 0.05% of impurities of polar gases, the proposed dielectric liquid has electrical insulating properties shown in table 2, however, they significantly depend on the degree of purification. The increased content of impurities worsens the electrical insulating properties, in particular, leads to a decrease in breakdown voltage and an increase in the dielectric loss tangent. In this case, the conduction currents increase, and as a result, the convection mechanism starts. Since it is known that electromagnetic systems with liquid insulation have a low thermal conductivity, which prevents effective heat transfer due to heat conduction, the proposed liquid dielectric with a degree of purification below 99.95% can be used in cooling and insulation systems, in particular, in evaporative transformers.
ПримерExample
Из побочного продукта производства спиртов-теломеров [ТУ 301-14-1-89 - «Спирты-теломеры полифторированные технические»] ди(октафторпентиловый) эфир [H(CF2)4CH2]2O получали смешением реагентов при температуре -15÷-10°C. Смесь полифторированного спирта H(CF2)4CH2OH с катализатором взаимодействует с тионилхлоридом при мольном соотношении реагентов, равном 1:(0,005-0,009):(1-1,1) соответственно, при ступенчатом повышении температуры: сначала при 20-30°C в течение 1-2 ч, затем при 30-50°C в течение 3-6 ч; выделяющиеся диоксид серы и хлористый водород отдували азотом. Получили эфир с т. кип. 103°C (2 мм рт.ст.), nD 20 1.3385, d20 4 1.7344. В результате очистки от полярных газов (кислорода, SO2, HCl), пропусканием через цеолит и перегонкой в токе сухого азота, получили продукт с содержанием 99,95% ди(октафторпентилового) эфира и 0,05% примесей полярных газов, с т. кип. 90°C (1 мм рт.ст.), nD 20 1.3440.From the by-product of the production of telomeric alcohols [TU 301-14-1-89 - “Polyfluorinated technical alcohols-telomers”] di (octafluoropentyl) ether [H (CF 2 ) 4 CH 2 ] 2 O was obtained by mixing reagents at a temperature of -15 ÷ -10 ° C. A mixture of polyfluorinated alcohol H (CF 2 ) 4 CH 2 OH with a catalyst interacts with thionyl chloride at a molar ratio of reactants equal to 1: (0.005-0.009) :( 1-1.1), respectively, with a stepwise increase in temperature: first at 20-30 ° C for 1-2 hours, then at 30-50 ° C for 3-6 hours; the released sulfur dioxide and hydrogen chloride were blown off with nitrogen. Received ether with t. Kip. 103 ° C (2 mmHg), n D 20 1.3385, d 20 4 1.7344. As a result of purification from polar gases (oxygen, SO 2 , HCl), passing through a zeolite and distillation in a stream of dry nitrogen, a product with a content of 99.95% di (octafluoropentyl) ether and 0.05% impurities of polar gases, with t. bale. 90 ° C (1 mmHg), n D 20 1.3440.
Измерение диэлектрической проницаемости, удельного сопротивления и тангенса угла диэлектрических потерь для испытуемой электроизолирующей жидкости производилось в соответствии с ГОСТ 6581-75 (СТ СЭВ 3166-81). Для повышения достоверности проводимых измерений, эти же параметры сначала были измерены для глицерина, спирта и дистиллированной воды, в соответствии с ГОСТ 6709-72, для которых имеются справочные данные. Совпадение полученных результатов измерений со справочными данными для указанных жидкостей было в пределах 3%. Определение электрической прочности электроизолирующей жидкости также производилось в соответствии с ГОСТ 6581-75. Температура вспышки измерялась в открытом тигле по методике, приведенной в ГОСТ 12.1.044-89, - для химических органических продуктов. Результаты электрических испытаний для предлагаемой электроизолирующей жидкости приведены в таблице 2.The dielectric constant, resistivity and dielectric loss tangent were measured for the tested electrically insulating liquid in accordance with GOST 6581-75 (ST SEV 3166-81). To increase the reliability of the measurements, the same parameters were first measured for glycerol, alcohol and distilled water, in accordance with GOST 6709-72, for which reference data are available. The coincidence of the obtained measurement results with the reference data for the indicated liquids was within 3%. The determination of the electric strength of an electrically insulating liquid was also carried out in accordance with GOST 6581-75. The flash point was measured in an open crucible according to the procedure given in GOST 12.1.044-89, for chemical organic products. The results of electrical tests for the proposed electrically insulating fluid are shown in table 2.
Приведенные данные показывают, что применение ди(октафторпентилового) эфира обеспечивает высокие диэлектрические показатели при повышении экологической безопасности в процессе эксплуатации и минимизации затрат на производство.The above data show that the use of di (octafluoropentyl) ether provides high dielectric performance while improving environmental safety during operation and minimizing production costs.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012129449/07A RU2509384C1 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Electric insulating liquid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012129449/07A RU2509384C1 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Electric insulating liquid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012129449A RU2012129449A (en) | 2014-01-20 |
| RU2509384C1 true RU2509384C1 (en) | 2014-03-10 |
Family
ID=49944922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012129449/07A RU2509384C1 (en) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | Electric insulating liquid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2509384C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2071462C1 (en) * | 1994-02-14 | 1997-01-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Method for production of unsaturated fluorine-containing carbohydrates, fluorine- and chlorine-containing carbohydrates, fluorochlorocarbons or fluorocarbons |
| EP1227505A2 (en) * | 1997-07-30 | 2002-07-31 | Raychem Limited | High voltage electrical insulation material |
| RU2221755C2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-01-20 | Сукманский Олег Борисович | Method to produce inorganic boring reagent and installation for its implementation |
| US20080017836A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Chisso Corporation | Liquid crystal composition and liquid crystal device |
| US20110308836A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | General Cable Technologies Corporation | Insulation containing styrene copolymers |
-
2012
- 2012-07-11 RU RU2012129449/07A patent/RU2509384C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2071462C1 (en) * | 1994-02-14 | 1997-01-10 | Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии | Method for production of unsaturated fluorine-containing carbohydrates, fluorine- and chlorine-containing carbohydrates, fluorochlorocarbons or fluorocarbons |
| EP1227505A2 (en) * | 1997-07-30 | 2002-07-31 | Raychem Limited | High voltage electrical insulation material |
| US6653571B1 (en) * | 1997-07-30 | 2003-11-25 | Tyco Electronics | High voltage electrical insulation material |
| RU2221755C2 (en) * | 2002-04-01 | 2004-01-20 | Сукманский Олег Борисович | Method to produce inorganic boring reagent and installation for its implementation |
| US20080017836A1 (en) * | 2006-07-20 | 2008-01-24 | Chisso Corporation | Liquid crystal composition and liquid crystal device |
| US20110308836A1 (en) * | 2010-06-17 | 2011-12-22 | General Cable Technologies Corporation | Insulation containing styrene copolymers |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012129449A (en) | 2014-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7736529B2 (en) | Azeotrope-like compositions containing sulfur hexafluoride and uses thereof | |
| ES2522515T3 (en) | Encapsulated power connector | |
| AU2013234188B2 (en) | Mixture of a hydrofluoroolefin and hydrofluorocarbon for improving internal arc resistance in medium- and high-voltage electrical apparatuses | |
| RU2601422C2 (en) | Use of mixture comprising hydrofluoroolefin as medium-voltage arc-extinguishing and/or insulating gas and medium-voltage electrical device comprising same | |
| TWI525185B (en) | Boiling cooler medium and its use | |
| JP7209722B2 (en) | Perfluorinated 1-alkoxypropenes in dielectric fluids and electrical devices | |
| EP2097909A2 (en) | Gaseous dielectrics with low global warming potentials | |
| CN104662617A (en) | Fluorinated nitriles as dielectric gases | |
| JP2018506947A (en) | Gas-insulated medium or high voltage electrical equipment including heptafluoroisobutyronitrile and tetrafluoromethane | |
| EP3303436A1 (en) | Hydrofluoroolefins and methods of using same | |
| US11108102B2 (en) | Coolant | |
| CN106543964B (en) | Stabilizer composition suitable for HFC-161 and mixed working fluid containing HFC-161 | |
| RU2509384C1 (en) | Electric insulating liquid | |
| US20230402680A1 (en) | Fluids for immersion cooling of electronic components | |
| KR102853204B1 (en) | Fluorinated aromatic substances and methods of using the same | |
| CN109074905B (en) | Method for dielectrically insulating electrically active parts | |
| US20230037700A1 (en) | Dielectric, dielectric composition and use thereof, electric device, and supply method | |
| CN114539986A (en) | Application of composition containing perfluoroether compound as heat transfer medium | |
| JP2022118455A (en) | insulating gas composition | |
| JP6253276B2 (en) | Compound having phosphazene skeleton | |
| TWI885035B (en) | Chlorinated fluoroaromatics and methods of using same | |
| ES2790380T3 (en) | Methods for dielectrically insulating live electrical parts | |
| CN119028633A (en) | Use of fluorinated alkynes and gas insulation compositions containing fluorinated alkynes | |
| Blodgett | Properties of octafluorocyclobutane, a dielectric gas | |
| WO2026034090A1 (en) | Dielectric composition, electrical device, supply method, and use of dielectric composition |