181437. lajstromszámú szabadalom • Folyékony dielektrikum villamos berendezésekhez
3 181437 4 szerinti folyékony készítménnyel impregnált — cellát tartalmazó kondenzátort szemléltet. Az 1. ábrán tehát egy tipikus kis méretű ipari vagy motorkondenzátort mutatunk be. A 10 kondenzátorban a találmány szerinti folyékony dielektrikum kerül felhasználásra impregnálószerként. A 10 kondenzátor egy 12 dobozból és egy benne elhelyezett 13 cellából áll, amelyet a rajzon nem látható alkalmas vezetékek kötnek össze a 16 fedőlapon elhelyezkedő 14 és 15 külső kivezetésekkel. A 16 fedél a 12 dobozhoz van rögzítve és a 13 cella impregnálása a 11 impregnálószerrel a 17 töltőnyíláson keresztül történik. A 13 cella teljesen elmerülhet a 11 impregnálófolyadékban, amely megtölti a 12 dobozt. Következésképpen a 16 fedél rögzítése a 12 dobozhoz jól záró módon kell hogy történjék, hogy ezzel megakadályozzuk az impregnálószer kifolyását. A 17 töltőnyílás zárása forrasztással történik. A 2. ábra nagy teljesítményre méretezett 20 kondenzátort mutat, melyben impregnálószerként a találmány szerinti folyékony dielektrikumot használjuk. A teljesítménykondenzátorok jellemzése — beleértve a fázisjavító kondenzátorokat is—rendszerint a kilovarokban megadott meddőteljesítménnyel történik. Ez az érték az ábrán bemutatott kondenzátoroknál 150 és 200 kilo var között kell hogy legyen. A 20 kondenzátor 21 doboza igen hosszú, amelyben 22 cellák sorozata van elhelyezve. A cellák villamosán 23 és 24 kivezetésekkel állnak kapcsolatban. A dobozt megtölti a találmány szerinti 11 impregnálószer, amely gyakorlatilag teljesen impregnálja a cellákat. Mint már említettük, ismeretes, hogy bizonyos kondenzátor-impregnálószerek hajlamosak arra, hogy abszorbeáljanak gázokat, illetve hogy gázokat szabadítsanak fel műkö désben levő elektromos kondenzátor környezetében; a mért abszorpciós vagy felszabadítási értékek a mikroliter/perc nagyságrendűek (lásd: „Evaluation of Dielectric Fluids by Gassing Cell Tests” — Black Proc. IEE Vol. 119, 1972. április 4.). A gázt abszorbeáló anyagokra negatív értéket kapunk, így ezeket gáz-negativoknak nevezzük, míg a gáz felszabadításra hajlamos anyagok pozitív értéket szolgáltatnak, ezért elnevezésük gáz-pozitív. A különbség rendszerint az impregnálószer aromás jellegének mértékére vezethető vissza. A klórozott bifenilek aromásak és gázt abszorbeálni képesek. Ugyanez érvényes az észter-típusú impregnálószerekre, így például a ftálsav-dioktil-észterre és egyéb aromás észterekre. Ismeretes volt eddig is, hogy ha az impregnálószer nemaromás — tehát inkább gázfejlesztésre hajlamos — gázt abszorbeáló anyagokat, valamint aromás vegyületeket lehet hozzáadni, hogy ezzel minimálisra csökkentsük a hidrogéngáz-felszabadulás mértékét. A részleges kisülések a kondenzátorban összhatásként gázokat hoznak létre vagy szabadítanak fel a kondenzátor környezetében, ami a kondenzátor korai tönkremenéséhez vezet. Az impregnáló folyadék gázfelszabadításának mértéke közvetlenül befolyásolja a koronakisülés nyitó feszültségét, a kisülés kioltási feszültségét, valamint a kondenzátor élettartamát. A gázfelszabadulás igen rövid időtartam alatt történhet, miután magas hőmérsékletű helyeken időegység alatt több gáz szabadulhat fel, mint amit adott idő alatt az impregnálószer abszorbeálni tud, és így súlyos károsodások keletkezhetnek, mielőtt még megtörtént volna a gázok abszorpciója. Több gáz fejlődik, ha a kondenzátor nagy feszültség alatt, a koronakisülés tartományához közel üzemel. Ftálsav-észtereket, közelebbről például ftálsav-2-etil-hexil-észtert használva elektromos kondenzátorok impregnálására azt a meglepő felismerést tettük, hogy a decének — amelyek gázt abszorbeálok — használata jelentősen megnöveli a kondenzátor élettartamát, annak ellenére, hogy lényegében maguk a ftálsav-észterek is gázt abszorbeáló tulajdonságúak. A decének közül a találmány szerinti készítményekben azok kerülnek felhasználásra, amelyek gázabszorbeáló értéke nagyobb, mint a ftálsavésztereké, amelyek kompatibilisek a többi anyaggal és amelyek kis mennyiségben használva is hatásosnak bizonyulnak és így nem befolyásolják károsan a ftálsav-észterek hatását. A decének a legjobb vegyületek közé tartoznak, miután telítetlen kémiai szerkezetük jó gázabszorbeáló kapacitást eredményez. A találmány szerinti dielektrikumokhoz előnyösen használhatók azok a ftálsav-észterek, amelyek a 3 754 173. és a 3 833 978. számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban kerültek ismertetésre. — A találmány szerinti dielektrikumok gyakorlati felhasználása során különösen előnyös eredményeket értünk el a decén vegyülettel kombinálva ftálsav-dioktil-észter (DOP), különösen ftálsav-2-etil-hexil-észter alkalmazásával. Különösen előnyösen alkalmazható ftálsav-észterek még az elágazó szénláncú ftálsav-észterek, különösen a ftálsav-izooktil-, -izononil- és -izodecil-észterek. Miként említettük, a ftálsav-észter és decén elegyéből álló dielektrikumokhoz egyéb adalékanyagokat, így a fent idézett szabadalmi leírásokban ismertetett epoxid-stabilizátorokat, továbbá kinonokat vagy más antioxidánsokat is adhatunk. A decének és a ftálsav-dioktil-észter együttes használatával kapott eredményeket a következő példákban adjuk meg, ahol a decének mennyiségét mindenütt térfogat%-ban, míg az epoxid és az Ionol mennyiségét súly%-ban adjuk meg, hacsak másként nem említjük. A kondenzátorok impregnálása az előzőekben hivatkozott amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban megadott módon történik. A DOP-t és a decént egyaránt gondosan szűrtük és finomítottuk, hogy eltávolítsuk a vizet és egyéb szennyezéseket, majd a két összetevőt összekevertük a kívánt mennyiségi arányban. A kondenzátor impregnálása előtt az impregnálószert 50—120 °C hőmérsékletre melegítettük, majd az impregnálás után vagy megnövelt hőmérsékleten tartottuk az impregnálószert 8—16 órán át, vagy az impregnálás során lehűlt folyadékot ismét felmelegitettük és ezen a hőmérsékleten tartottuk a fent megadott ideig. 1. példa Több, az 1. ábrával szemléltetett szerkezetnek megfelelő kondenzátort alakítottunk ki. Dielektromos szalagként 0,32 mm-es polipropilén filmet használtunk, és a kapacitást 4 mikrofarádra állítottuk be. Az első esetben az impregnálószer DOP és 1 súly% epoxid (diglicidil-éter biszfenol A, azaz a Dow Chemicals amerikai egyesült államokbeli cég „330 Epoxide” jelzésű terméke) elegye volt az idézett szabadalmi leírásoknak megfelelően, és összehasonlítóként olyan elegyet használtunk, amely DOP-t és 20 térf.% decént, valamint az említett márkanevű epoxidot tartalmazta. Kondenzátor Impregnáló szer Tönkrement/vizsgált kondenzátorok, 440 V váltófeszültségen, 100 °C-on 1000 órán át végzett vizsgálat után 4 pF/290 V DOP+ 1% Dow 18/49 330 epoxid 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
