干式密封变压器线圈制造技术

本发明专利技术涉及干式变压器，优选干式配电变压器，其中的变压器线圈用含氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料密封，所述填料任选为含环氧改性氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料；本发明专利技术还涉及制备所述绝缘组合物以及未固化组合物的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及干式变压器，特别是干式配电变压器，其中的变压器线圈用含氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料密封，并且所述填料任选为含环氧改性氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料。现有技术干式变压器是公知的并且已经描述，例如在EP 0 923 785或WO03/107364中。本专利技术干式变压器含能够用作干式变压器高-和低压绕组的绕组。干式变压器用于分配电能，优选在5kVA-2500kVA范围内。干式变压器或干式配电变压器含通常埋置在热固化的绝缘材料内的线圈，即绕组。最普通地，绝缘材料是填充的环氧树脂并且绕组通过真空铸造生产。与其它热固化聚合物相比，环氧树脂存在许多优点。通常具有价格低廉、易于处理的优点并且具有良好的介电和力学性能。但是，环氧树脂通常具有有限的温度稳定性。今天的市场要求变压器具有提高的过载能力和延长的使用寿命。进一步要求变压器在升高温度下运行，因此绝缘材料必须显示改进的耐温度性。该问题已经描述，例如在G.Pritchard，Developments in Reinforced Plastics，vol.5，AppliedScience(1986)，其中说明环氧树脂不适合在升高温度下应用，特别是从热角度着眼。其它技术业已开发，但是它们与用环氧树脂密封的其中绕组利用真空铸造制造的传统线圈相比具有其它的缺点，尤其在加工和材料成本方面。因此，需要适合用于密封变压器线圈，即变压器绕组的改进的材料，与环氧树脂相比其具有改进的温度稳定性并且进一步与传统的真空铸造制造技术相一致。任选用一种或多种环氧树脂改性的氰酸酯组合物是公知的。但是，这些化合物用作干式变压器中变压器线圈的绝缘系统的用途还没有描述。专利技术描述本专利技术通过权利要求定义。本专利技术涉及干式变压器，特别是干式配电变压器，特征在于变压器线圈用含氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料密封，其中的矿物填料任选为含环氧改性氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料。所述密封组合物还称之为含任选用一种或多种环氧树脂改性的氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料。所述的含任选用一种或多种环氧树脂改性的氰酸酯树脂组合物，即绝缘组合物的矿物填料是一种固化的树脂组合物，其由含组分(i)、(ii)和任选(iii)的组合物获得，其中组分(i)是氰酸酯树脂，存在量为基于绝缘组合物总重的1％-60重量％，优选15％-30重量％；组分(ii)为矿物填充材料，存在量为基于绝缘组合物总重的20％-80重量％，优选40％-70重量％，更优选50％-65重量％；任选组分(iii)为环氧树脂，其存在量为基于绝缘组合物总重的1％-50重量％，优选15％-30重量％。本专利技术还涉及作为密封干式变压器、尤其干式配电变压器中的变压器线圈的起始材料的没有固化的含组分(i)、(ii)和任选(iii)的组合物，和由组分(i)、(ii)和任选(iii)制备的预聚物。正如进一步所阐述，所述组合物任选含其它的添加剂。氰酸酯树脂是公知化合物并且已经在许多出版物中公开。本专利技术绝缘组合物中的氰酸酯树脂组分优选基于单环氰酸酯单体，例如苯基-1，3-二氰酸酯、苯基-1，4-二氰酸酯，其中的亚苯基环任选另外被(C1-4)-烷基或苯基-1，3，5-三氰酸酯取代；氰酸亚苯酯低聚物或聚合物，其中的亚苯基环任选通过各种桥原子或桥基如亚甲基、1，1-亚乙基、2，2-亚丙基、氧、羰基、羰氧基、磺酰基[-S(O)2-]或双-亚甲氧基-二甲基甲硅烷基结合在一起；二苯基氰酸酯单体，其中的两个苯环任选通过各种桥原子或桥基如亚甲基、1，1-亚乙基、2，2-亚丙基、氧、羰基、羰氧基、磺酰基或双-亚甲氧基-二甲基甲硅烷基结合在一起；基于萘和蒽醌结构的氰酸酯单体；氟代脂族二氰酸酯；二氰酸碳硼烷酯单体，或这些化合物的混合物。这样的化合物已经描述，例如于I.Hamerton，Chemistry and Technology of cyanate Ester resins，Chapter 2，Chapman&Hall，(1994)，特别是第34-55页。该文献中关于各化合物的内容通过参考在此引用。本专利技术绝缘组合物中的氰酸酯树脂组分优选基于单一的或作为混合物的下述式(I)或式(II) D＝-O-，-SO2-，-CH2-，-CH(CH3)，-C(CH3)2-，-C(CF3)2，R＝H或Ci-C4-烷基，优选氢n＝1-5 D＝-O-，-SO2-，-CH2-，-CH(CH3)，-C(CH3)2-，-C(CF3)2，n＝0或1或式(III)化合物 优选的是其中R为氢的式(I)化合物或其中D＝-CH2-或-C(CH3)2-的式(II)化合物，或这些化合物的混合物。优选用于本专利技术的环氧树脂是芳族和/或环脂族化合物。这些化合物本身是公知的。环氧树脂是每分子含至少两个1，2-环氧基的反应性缩水甘油基化合物。优选使用多缩水甘油基化合物的混合物，例如二缩水甘油基和三缩水甘油基化合物的混合物。还可以将一种或多种这样的缩水甘油基化合物与前文定义的氰酸酯树脂组分混合从而获得适合用作本专利技术定义的密封材料的树脂组合物。两种组分的混合仅仅是一个最优化的问题。适合本专利技术的环氧化合物含未取代的缩水甘油基和/或甲基取代的缩水甘油基。这些缩水甘油基化合物优选具有的分子量为200-1200，尤其200-1000并且可以是固体或液体。其环氧值(当量/100g)优选为至少3，优选至少4且尤其为约5，优选约4.9-5.1。优选的是具有缩水甘油基醚-和/或缩水甘油基酯基的缩水甘油基化合物。这样的化合物还可以含两种缩水甘油基，例如4-缩水甘油基氧基-苯甲酸缩水甘油酯。优选的是具有1-4缩水甘油酯基的多缩水甘油酯基，特别是二缩水甘油酯和/或三缩水甘油基。优选的缩水甘油酯可以自具有6-20、优选6-12个环碳原子的芳族、芳脂族、环脂族、杂环、杂环-脂族或杂环芳族二碳酸衍生，或由具有2-10个碳原子的脂族二碳酸衍生。优选的为例如任选取代的式(IV)环氧树脂 D＝-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-n＝0或1或式(V) 实例为由双酚A或双酚F衍生的缩水甘油醚以及由线性酚醛树脂或甲基酚醛树脂衍生的缩水甘油醚。环脂族环氧树脂为例如六氢-邻苯二甲酸-双-缩水甘油基酯、六氢-间苯二甲酸-双-缩水甘油基酯、六氢-对苯二甲酸-双-缩水甘油基酯。脂族环氧树脂，例如1，4-丁二醇二缩水甘油醚，也可以用作本专利技术组合物的组分。在本专利技术范围内，优选的还有分子内含至少一个、优选至少两个氨基缩水甘油基的芳族和/或环脂族环氧树脂。这样的环氧树脂是公知的并且已经在例如WO99/67315中描述。优选的化合物是式(VI)的那些 D＝-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2n＝0或1。特别合适的氨基缩水甘油基化合物为N，N-二缩水甘油基-苯胺、N，N-二缩水甘油基甲苯胺、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-1，3-二氨基苯、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-1，4-二氨基苯、N，N，N′，N′-四缩水甘油基亚二甲苯基二胺、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、N，N，N′，N′-四缩水甘油基-3，3′-二乙基-4，4′-二氨基二苯基甲烷、N，N，N′本文档来自技高网...

【技术保护点】
干式变压器，优选干式配电变压器，特征在于变压器线圈用含氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料密封，其中所述填料任选是含环氧改性的氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-9-9 04405563.01.干式变压器，优选干式配电变压器，特征在于变压器线圈用含氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料密封，其中所述填料任选是含环氧改性的氰酸酯树脂组合物的固化矿物填料。2.如权利要求1所述的干式变压器，其中所述的固化树脂组合物由含组分(i)、(ii)和任选(iii)的组合物获得，其中的组分(i)是氰酸酯树脂，存在量为基于绝缘组合物总重的1％-60重量％，优选15％-30重量％；组分(ii)为矿物填充材料，存在量为基于绝缘组合物总重的20％-80重量％，优选40％-70重量％，更优选50％-65重量％；任选组分(iii)为环氧树脂，其存在量为基于绝缘组合物总重的1％-50重量％，优选15％-30重量％。3.如权利要求1或2所述的干式变压器，其中绝缘组合物中的氰酸酯树脂基于单环氰酸酯单体，优选苯基-1，3-二氰酸酯、苯基-1，4-二氰酸酯，其中的亚苯基环任选另外被(C1-4)-烷基或苯基-1，3，5-三氰酸酯取代；氰酸亚苯酯低聚物或聚合物，其中的亚苯基环任选通过各种桥原子或桥基，优选亚甲基、1，1-亚乙基、2，2-亚丙基、氧、羰基、羰氧基、磺酰基或双-亚甲氧基-二甲基甲硅烷基结合在一起；二苯基氰酸酯单体，其中的两个苯环任选通过各种桥原子或桥基，优选亚甲基、1，1-亚乙基、2，2-亚丙基、氧、羰基、羰氧基、磺酰基或双-亚甲氧基-二甲基甲硅烷基结合在一起；基于萘和蒽醌结构的氰酸酯单体；氟代脂族二氰酸酯；二氰酸碳硼烷酯单体，或这些化合物的混合物。4-如权利要求1或2所述干式变压器，其中所述的氰酸酯树脂组分基于下述式(I)或式(II)单一的化合物或其混合物 D＝-O-，-SO2-，-CH2-，-CH(CH3)，-C(CH3)2-，-C(CF3)2，R＝H或C1-C4-烷基，优选氢，n＝1-5， D＝-O-，-SO2-，-CH2-，-CH(CH3)，-C(CH3)2-，-C(CF3)2，n＝0或1，或式(III)化合物5.如权利要求4所述的干式变压器，其中式(I)的R为氢或式(II)的D为-CH2-或-C(CH3)2-。6.如权利要求1-5中任意一项所述的干式变压器，其中任选存在的环氧树脂基于每分子含至少两个1，2-环氧基的芳族和/或环脂族反应性缩水甘油基化合物，优选多缩水甘油基化合物的混合物，更优选二缩水甘油基-与三缩水甘油基化合物的混合物。7.如权利要求6所述的干式变压器，其中的环氧化合物含未取代的缩水甘油基和/或被甲基取代的缩水甘油基，其优选具有200-1200、更优选200-1000的分子量。8.如权利要求6或7所述的干式变压器，其中环氧树脂的环氧值(当量/100g)至少为3，优选至少4且尤其为约5，优选为约4.9-5.1。9.如权利要求1-8中任意一项所述的干式变压器，其中的环氧树脂符合式1(IV) D＝-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-n＝0或1，或式(V)10.如权利要求1-8中任意一项所述的干式变压器，其中的环氧树脂为分子中含至少一个、优选至少两个氨基缩水甘油基的芳族和/或环脂族环氧树脂，优选符合式(VI) D＝-O-、-SO2-、-CO-、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2，n＝0或1，或式(VII) 或式(VIII)11.如权利要求1-10中任意一项所述的干式变压器，其中的矿物填充材料选自不同粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：S沙尔，C戈尔，J罗克斯，CW约翰逊，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]