混合物作为介电流体的用途制造技术

本发明专利技术涉及一种混合物作为介电流体用于改善变压器的寿命的用途，所述混合物包含作为组合物A，所述组合物A包含二苄基甲苯和苄基甲苯。本发明专利技术还涉及包含所述组合物A与至少一种酯和任选的至少一种添加剂的混合物。本发明专利技术还涉及包含所述组合物A或包含含有所述组合物A与至少一种酯和任选的至少一种添加剂的混合物的变压器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合物作为介电流体的用途本专利技术涉及包含苄基甲苯和二苄基甲苯的混合物作为介电流体以改善变压器寿命的用途。本专利技术还涉及包含苄基甲苯和二苄基甲苯的特定混合物。介电流体是常规用于电气设备中的绝缘材料，例如高压电缆和变压器，其中它们被浸渍在用作绝缘体的固体材料上，例如聚丙烯膜。纸，任选地两者的组合(称为“混合薄膜纸”)。随着能源需求和人口增长，介电流体市场正在蓬勃发展。最常用于变压器中的介电流体是矿物油，一方面是由于其理化性质，另一方面是由于其低成本和可获得性。矿物油特别地具有以下优点：它是良好的导热体，并且能够有效地散发由电流产生的热量以及跨过变压器的绕组和磁路，特别地电力变压器的绕组和磁路。电力变压器称为具有严格大于3MVA视在功率(三相)的变压器。功率小于或等于3MVA的变压器是配电变压器。然而，矿物油的使用引起在环境方面的问题，特别地在泄漏的情况下，以及在由于闪点和着火点引起的着火情况下的安全性，着火点根据变压器的工作温度可能显示是过低的。换句话说，矿物油具有良好的介电性能和热性能，但是就安全性和在油和/或变压器寿命结束时产生的废物的处理方面而言，矿物油的使用需要采取特殊的预防措施。为了克服这些缺点，已经开发了替代流体，特别地基于硅油或合成和天然酯的流体，例如植物油和脂肪酸酯。实际上，酯是可生物降解的，而硅油是惰性的。此外，替代流体的闪点和着火点通常是矿物油的两倍，从而降低了变压器着火甚至爆炸的可能风险。为此，文献WO2016/167176公开了一种包含至少一种脂肪酸酯的介电流体。然而，由于它们的高成本以及其差的介电和热性能，它们的使用仍然经常受到限制。特别地，当变压器变热时，替代流体具有很低的热量去除能力，这在某些情况下可能导致变压器内部流体循环通道的设计发生变化，尤其导致它们的体积增大。另外，它们的低化学稳定性和抗氧化性通常要求系统地存在许多添加剂。换句话说，证明了这些流体比矿物油对环境更友好，但热性能较低，这往往导致变压器尺寸增加，从而导致它们的成本增加。此外，借助于这种流体进行使用的变压器的寿命不超过借助于矿物油进行使用的变压器的寿命。实际上，在变压器，特别地电力变压器中通常用作绝缘材料的流体随着老化而逐渐失去其介电性质，老化是由工作条件引起的，并且首先是由温度引起的。另外，使用具有更好热交换性质的流体允许使变压器在较低的温度下运行，这可以延长变压器的使用寿命。考虑到这一点，这时将其它介电流体投放市场，例如，通过通过来自石油的矿物油的精制获得的烃的复杂混合物。因此，文献US4,523,044公开了介电流体，其主要由苄基甲苯的低聚物和小比例的二甲苯基苯基甲烷的低聚物组成。此外，在使用寿命结束时用新的变压器替换变压器是高费用的来源。制造商通常选择重新填充(英文为“retro-filling”)的解决方案，因为它在经济上是有利的，尽管它可能是例如与旧流体的不必然正确执行的排放有关的问题的根源。另外，变压器的设计理念并不总是适合于新的流体。此外，纤维素绝缘体(称为纸绝缘体)也已经被设计以提供具有更好的介电和热性能的绝缘材料。这种绝缘可以使用叠置并干燥，然后用电介质液浸渍的纸层和/或聚合物膜层(例如聚丙烯膜)来实现。然而，基于纸的绝缘材料与水具有更大的与水的亲和力。纸的热降解产生的水优先保留在纸中，这最通常会导致绝缘材料的介电性能下降。换言之，真正需要提供一种介电流体，该介电流体能够改善变压器的使用寿命而不影响变压器性能和尺寸，即同时保持其尺寸减小。因此，本专利技术的目的之一是开发具有提高的热稳定性，改善的热交换性质，特别地优于矿物油的热交换性质以及优化的电性能(以延长变压器的使用寿命)的介电流体。鉴于上述情况，本专利技术的目的更特别地是提供具有适于改善变压器寿命的性质的介电流体。申请人已经发现，这种需求可以通过使用特定的混合物作为介电流体得到满足。更特别地，申请人发现这种需求可以通过使用特定的混合物作为在变压器中的介电流体得到满足。因此，并且根据第一方面，本专利技术的目的是包含组合物A的混合物作为介电流体以改善变压器优选电力变压器的使用寿命的用途，所述组合物A包含二苄基甲苯和苄基甲苯。换言之，本专利技术涉及如上所述的混合物用于提高变压器寿命的用途。换句话说，本专利技术涉及包含如上所述的组合物A的介电流体用于提高变压器的寿命的用途。这种混合物的使用允许改善热性能，热交换特性，特别地由于在变压器加热期间的热量排出方面的更好的效率。实际上，由于使用了这种混合物，热量的排出是很快的，这也允许降低变压器的温度，尤其是在满负荷情况下。特别地，该混合物允许在自由对流和强制对流中排出更多的热量。根据本专利技术的用途的另一个优点是，所述混合物还允许减慢纸的老化。实际上，当绝缘体是纸基的时，流体有利地溶解水，尤其是比矿物油更多地溶解水。由于这种混合物，对于相同的材料负载，可以获得变压器的功率增益。因此，可以在保持相同功率的同时减小变压器的尺寸。使用这种混合物使得可以改善电性能，特别地由于改善的介电常数和介电强度。在本专利技术的含义内，以V/m表示的介电强度是引起材料击穿的最小电场，如在2002年5月由NoëlleBerger撰写的«Techniquesdel'Ingénieurd2470:Liquidesisolantsenélectrotechnique,présentationgénérale»中所描述。因此，混合物在满足在环境保护和安全性方面的要求的同时具有热和电的优点。规定的是，在本说明书中使用的表述“...至...”应被理解为包括所提及的每个端值。本专利技术的其它优点和特征通过研究详细说明而将更加清楚。以及如上所述，组合物A包含二苄基甲苯和苄基甲苯。在本专利技术中，名称“二苄基甲苯”和“苄基甲苯”包括它们各自的部分或完全氢化的同系物。因此，在组合物A中，二苄基甲苯和苄基甲苯可以全部地或部分地，优选部分地被它们的部分和/或完全氢化的同系物，优选它们的部分氢化的同系物中的一种或多种替代。在本专利技术的含义内，组合物A还可以任选地包含水。然而，当组合物A包含水时，水以痕量状态存在，例如以相对于组合物A的总含量小于或等于100ppm的含量存在。然而，任选存在的水优选不是在组合物A的制备过程中添加，但可以对应于由混合的成分带入的残留水。可以任选存在于组合物A中的痕量水也可以来自其它痕量状态的水源，这些水在介电流体用于变压器中时在介电流体中存在。例如并且以非限制性方式，水可以是由所述变压器中存在的纸的降解而产生的，并与介电流体混合。该组合物A可以由分开获取的商购化合物制备，也可以根据在FriedeletCrafts催化剂的存在下将苄基氯与甲苯偶联的方法获得，然后蒸馏。优选地，组合物A根据如在文献EP0435737中所述的方法进行制备，该方法使用氯化铁作为催化剂。该反应可以在50℃至150℃的温度下进行。获得的反应混合物通常进行处理以除去一方面通过蒸馏过量的甲苯，另一方面形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.包含组合物A的混合物作为介电流体的用途，其中所述组合物A包含二苄基甲苯和苄基甲苯，用于改善变压器，优选电力变压器的寿命。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180308 FR 18520281.包含组合物A的混合物作为介电流体的用途，其中所述组合物A包含二苄基甲苯和苄基甲苯，用于改善变压器，优选电力变压器的寿命。


2.根据权利要求1的用途，其特征在于组合物A包含：
-相对于组合物A的总重量，2重量％至30重量％的二苄基甲苯；和
-相对于组合物A的总重量，70重量％至98重量％的苄基甲苯。


3.根据权利要求1或2的用途，其特征在于，组合物A包含10重量％至30重量％，优选12重量％至28重量％的二苄基甲苯，相对于组合物A的总重量。


4.根据前述权利要求中任一项的用途，其特征在于组合物A包含70重量％至90重量％，优选72重量％至88重量％的苄基甲苯，相对于组合物A的总重量。


5.根据前述权利要求中任一项的用途，其特征在于所述混合物还包含至少一种酯，优选至少一种有机酸酯。


6.根据权利要求5的用途，其特征在于该酯选自下面式(I)和(II)的酯：
R1-C(O)O-R2(I)R3-C(O)-O-CH2-CH(OC(O)R4)-CH2-O-C(O)-R5(II)
其中：
-R1表示直链或支链，饱和或不饱和的碳链，其包含5至30个碳原子，优选5至20个碳原子；
-R2表示直链或支链，饱和或不饱和的碳链，其包含1至10个碳原子，例如甲基，乙基，丙基，丁基，2-乙基己基，2-辛基，癸基，
-R3，R4和R5彼此独立地表示包含5至20个碳原子的直链或支链，饱和或不饱和的碳链。


7.根据权利要求5或6所述的用途，其特征在于，混合物包含72至96重量％，优选72至85重量％的组合物A，相对于混合物的总重量。


8.根据权利要求5至7中任一项的用途，其特征在于，酯的重量含量为2重量％至26重量％，优选为10重量％至20重量％，相对于混合物的总重量。


9.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其特征在于，所述混合物包含至少一种选自抗氧化剂，钝化剂，流点降低剂，分解抑制剂和它们的混合物的添加剂，优选分解抑制剂。


10.根据权利要求9的用途，其特征在于，添加剂的重量含量为0.0001至2重量％，优选为0.001至1重量％，更优选为0.01至0.5重量％，相对于混合物的总重量。


11.混合物，其包含：
-如在权利要求1-4中任一项中定义的组合物A；
-至少一种有机酸酯；和
-任选的至少一种添加剂。


12.根据权利要求11所述的混合物，其包含：
-如...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·瓦尔克，B·蒙吉永，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR