Электроизоляционное масло - RU2004580C1
Код документа: RU2004580C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к составам масел , предназначенных для использования в качестве теплоотводящей и электроизолирующей среды в маслонаполненном оборудовании: трансформаторах, конденсаторах, кабелях и т.д.
Трансформаторные масла должны обладать длительным сроком службы - 25 лет и более, обеспечивать надежную электроизоляцию токоведущих частей, не образо- вывать осадков и обладать хорошей совместимостью с другими конструкционными материалами, Поэтому одним из основных требований к трансформаторным .маслам является их высокая антиокислительная стабильность, позволяющая обеспечить требуемый срок службы масел. В настоящее время для прогнозирования срока службы ингибированых ионолом трансформаторных масел используется метод определения антиокислительной стабильности , изложенный международной электротехнической комиссией в публ. 474. За критерий стабильности принята длительность индукционного периода, в течение которого присадка подавляет окисление масла. Наиболее приемлемым нижним уровнем стабильности трансформаторных масел МЭК считает индукционный период равный 120ч, что соответствует 25-30 годам надежной эксплуатации масла.
Электроизоляционные масла, применяемые в кабелях, конденсаторах и других гер- метичных аппаратах в меньшей степени контактируют с воздухом, однако, напряженность электрического поля в этих аппаратах в несколько раз выше, чем в трансформаторах. Из-за высокой напряженности электрического поля работоспособность масел в этих аппаратах определяется стойкостью к воздействию ионизированных молекул газов. Стабильность масел к воздействию ионизированных молекул к воздействию ионизированных молекул называется в технике термином газостойкость. Для оцент- ки этой характеристики Международной электротехнической комиссией разработан метод (публикация 628), в котором 5 мл масла подвергаются воздействию среды водорода находящегося в поле переменной напряженности около 40 кВ/см. Этот метод моделирует условия, которые могут возникнуть в электроооборудовании, если в зону электрического поля попадает пузырек газа . Если в этих условиях, за счет происходящих на границе газ - масло реакций, объем газового пузырька начнет увеличиваться, в оборудовании может возникнуть аварийная ситуация, ведущая к электрическому пробою . Таким образом, при повышенной напряженности электрического поля, вторым важным фактором, помимо стабильности против окисления, определяющим срок
службы электрооборудования, является стойкость масла к воздействию ионизированной газовой среды. Испытание методом МЭК 628 в среде водорода позволяет условно делить масла на 2 класса: газопоглощающие и газовыдел я ющие.
„ Специалисты электротехнической промышленности считают, что для некоторых аппаратов с повышенной напряженностью электрического поля в наибольшей мере
подходят масла, обладающие наряду с высокой стабильностью против окисления, также газопоглощающими свойствами при испытании на газостойкость.
Известно, что восприимчивость нефтяных изоляционных масел к ионолу, а следовательно их антиокислительная стабильность, и газостойкость в значительной мере зависят от содержания в них ароматических углеводородов. Причем
восприимчивость масел к антиокислительной присадке падает с увеличением содержания ароматических углеводородов, тогда как газостойкость растет, На-чертеже представлены результаты испытаний различных
сортов нефтяных электроизоляционных масел , полученных различными видами применяемых в настоящее время технологий: Т-750 и Т-1500 - кислотно-щелочной очисткой , ГК и АГК - гидрокаталитическими процессами , ТВ - сочетанием процессов селективной очистки и гидрокаталитической обработки.
1- опытное арктическое масло АГК,
2- товарное масло гидрокрекинга ГК з - опытное масло ГБ
4- масло Шелл Дайала Дх фирмы Шелл
5- товарное масло Т-1500
6- масло Шелл Дайала Fx фирмы Шелл
7- товарное маслот Т-750
При общем содержании ароматических углеводородов менее 20% масла при испытании по методу МЭК 628 выделяют газ,
тогда как масла с большим содержанием ароматических углеводородов поглощают газ. Индукционный период окисления газо- поглощающих масел составляет менее 80 час. и поэтому показателю они значительно
уступают лучшим образцам электроизоляционных масел,
Таким образом, при получении масел освоенными промышленностью технологи- ями, их газовыделяющий характер является
неизбежным следствием высокой стабильности против окисления.
Известно электроизоляционное масло, содержащее 20-70% нефтяной фракции и 30-80% смеси алкилароматических углеводородов (моно- и/или полиалкилбензолы и ди- и/или полиарилалканы), а также содержащее антиоксидант, депрессатор и соединения с группой .
Известно электроизоляционное масло, состоящее из смеси 10-70% нафтенового масла, 3-30% трансформаторного масла и смеси алкилароматических углеводородов или выделенных из них фракций, содержащих моно- и/или полиалкилбензолы и/или ди- и/или полиарилалканы и содержащее антиоксидант.
Известно трансформаторное масло, полученное смешением нефтяной фракции с алкилбензолами и алкилнафталинами (ал- кильная цепь нормального строения Сд-Сзб) с последующей очисткой серной кислотой и активированными глинами.
Известно трансформаторное масло, содержащее нефтяное масло и производные арилфенилэтана.
Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому является электроизоляционное масло, включающее в качестве добавок в нефтяные или синтетические масла для улучшения их устойчивости к коронному разряду 0,5-40% диарилалканов или алкилнафталинов, содержащих в ал- кильных цепях 2 двойные связи.
Предлагаемое электроизоляционное масло отличается от известного тем, что с целью улучшения его устойчивости к воздействию ионизированной газовой среды в электрическом поле оно содержит 0,5-10% алкилнафталина, в котором алкильная группа не имеет двойных связей и число атомов углерода в ней составляет от 1 до 4.
Приведенные выше составы масел либо содержат большое количество, выше 20% ароматических углеводородов, либо включают добавки ароматических углеводородов , которые снижают газовыдеоление масла в электрическом поле лишь в значительных концентрациях.
Повышение содержания ароматических углеводородов в маслах может отрицательно сказываться на антиоксилительных свойствах ингибированных масел. Наличие двойных связей в алкильных группах вводимых добавок также может привести к снижению антиокислительной стабильности.
Предлагаемая композиция электроизоляционного масла наряду с высокой стабильностью против окисления, достигаемой за счет использования глубокоочищенной
основы, ингибированной антиоксидантом. обладает одновременно газопоглощающи- ми свойствами в электрическом поле.
Авторами наблюдался эффект проявле- 5 ния маслом одновременно высокой антиокислительной стабильности и газопоглощающих свойств благодаря введению в качестве добавки ароматических углеводородов именно алкилнафталина с 0 числом атомов углерода в алкильной цепи 1-4. При этом количество вводимой добавки ароматических углеводородов необходимое для придания маслу требуемых газопоглощающих свойств не оказывает заметного 5 отрицательного влияния на антиокислительную стабильность масла.
Для приготовления масла предлагаемого состава могут использоваться следующие компоненты:
0 алкилнафталины с числом атомов углерода в алкильной группе от 1 до 4, которая не содержит двойных связей С С. В приведенных примерах метилнафталин-2 технической по ТУ 14-267-11-88 и 5 третбутилнафталин;
ингибитор окисления фенолььного типа . В приведенных примерха 2,6-дитретбу- тил-4-метилфенол по ГОСТ 10894-76;
глубокоочищенное нефтяное масло с 0 низким содержанием ароматических углеводородов . В приведенных примерах масло , полученное гидрокрекингом вакуумного газойля фр. 376-500°С на цеолитсодержа- щем алюмоникельмолибденовом катализа- 5 торепри230ати400°Сидепарафинированное на цеолитсодержащем катализаторе селективного гидрокрекинга при 40 ат и 320°С.
В основу масла вводится ингибитор окисления и алкилнафталин непосредствен- 0 но или в виде концентрата.
Указанным способом были приготовлены образцы электроизоляционного масла следующих составов 1 мас.%:
Пример 2,6-Ди-трет-бу- 5 тил-4-метилфенол0,1
Метилнафталин-20,5
Масло гидрокрекингаДо 100
П р и м е р 2. 2,6-Ди-трет-бутил-4-метилфенол0 ,4
0 Трет-бутилнафталин10,0
Масло гидрокрекингаДо 100
Испытания масел на газостойкость
прводились по методу Международной
электротехнической комиссии (публ. 628,
5 метод А) при следующих условиях: 10 кВ,
80°С, атмосфера Н2.
Антиокислительная стабильность масел оценивалась также по методу Международной электротехнической комиссии (публ. 474) при следующих условиях: 120°С, катализатор - медная проволока, расход Оа - 1(56) Патент ГДР N 217238, кл. С ЮМ 1/16,
л/ч.1985.
Результаты испытаний приведены вПатент ГДР № 217536, кл. С 10 М 1/04,
таблице.1985.
Полученные результаты испытаний го-5 Патент Японии № 45-19662, кл. 62С 41,
ворят о том, что масло, отвечающее предла-1970.
гаемому изобретению, обладаетПатент Японии № 55-3762, кл. Н 01 В
повышенной устойчивостью к воздействию3/22, 1980,
электрического поля и ионизированной га-Заявка Японии № 60-18588, кл. С 10 М
эовой осреды и одновременно высокой ан-10 105/06, 1985. тиокислительной стабильностью.
Реферат
Электроизоляционное масло содержит, % (С -С ) 0,5 - 10,0, ингибитор окисления фенопьного типа 0,1 - 0,4: нефтяное масло до 100 1 табл, 1 ил
Формула
