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CN116348968A - 电气设备 - Google Patents

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Publication number
CN116348968A
CN116348968A CN202180071050.7A CN202180071050A CN116348968A CN 116348968 A CN116348968 A CN 116348968A CN 202180071050 A CN202180071050 A CN 202180071050A CN 116348968 A CN116348968 A CN 116348968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
dielectric
metal
group
isomer
electrical device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180071050.7A
Other languages
English (en)
Inventor
陈曾我环
福岛正人
速水洋辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Publication of CN116348968A publication Critical patent/CN116348968A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/56Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances gases
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02BBOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
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    • H02B13/055Features relating to the gas

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

Abstract

一种电气设备,其具有在内部配置有导体构件的金属罐,在前述金属罐中填充有电介质,前述电介质包含选自由1‑氯‑2,3,3,3‑四氟丙烯和1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯组成的组中的至少一种,前述导体构件的表面包含选自由金属和金属氧化物组成的组中的1种以上。

Description

电气设备
技术领域
本申请涉及电气设备。
背景技术
气体绝缘开关装置等电气设备通过将要施加高电压的导体收纳在金属制罐内,并向罐内填充电介质作为绝缘气体来确保绝缘性能。以往,作为这种电气设备中使用的电介质,已知例如SF6。但是,SF6虽然绝缘性能高,但地球温室效应系数(GWP)大。因此,从降低环境负担的观点出发,作为替代SF6的电介质,研究了使用氢氟烯烃(以下也称为HFO)、氢氯氟烯烃(以下也称为HCFO)。专利文献1中记载了包含HFO的电介质对于电绝缘是有用的。
专利文献1:日本特表第2018-525327号公报
发明内容
发明要解决的问题
具有几何异构体的HFO和HCFO根据温度条件和共存金属而发生异构化反应。几何异构体彼此的沸点大多不同。若在电气设备内发生电介质的异构化,电介质的沸点发生改变,则电气设备的绝缘性能有可能降低。
例如,若因电介质的异构化而导致电介质的沸点上升,则电介质的冷凝温度变高,有可能因电解质在罐内发生液化而导致绝缘性能降低。
另外,若因电介质的异构化而导致电介质的沸点下降,则罐内的压力会上升,因此,从机器的设计出发,在安全方面存在担心。
本申请是鉴于上述问题而进行的,其课题在于,提供用作绝缘气体的电介质的异构化受到抑制的电气设备。
用于解决问题的方案
本申请包括以下的[1]~[6]。
[1]一种电气设备,其具有在内部配置有导体构件的金属罐,在上述金属罐中填充有电介质,
上述电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯组成的组中的至少一种,
前述导体构件的表面包含选自由金属和金属氧化物组成的组中的1种以上。
[2]根据[1]所述的电气设备,其中,上述金属为选自由铝、铜、银、锡、锌、铁和铬组成的组中的至少1种;或者为包含选自由或铝、铜、银、锡、锌、铁和铬组成的组中的至少1种的合金。
[3]根据[1]或[2]所述的电气设备,其中,上述电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯的Z异构体和E异构体、以及1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的Z异构体和E异构体组成的组中的至少一种。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的电气设备,其中,上述电介质包含1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯的Z异构体和E异构体,在1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯的总质量中,用Z异构体/E异构体表示的质量比为99/1~50/50。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的电气设备,其中,上述电气设备还具有选自由开关装置、阻断器、断路器、变压器、电阻、电抗器、电容器和绝缘电缆组成的组中的设备。
[6]一种电气设备,其具有在内部配置有导体构件的金属罐,在前述金属罐填充有电介质,
前述电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯组成的组中的至少一种,
在160℃的温度条件下经过1008小时后利用气相色谱而测得的、与前述电介质中含有的Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔZ以及与前述电介质中含有的Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔE满足下述式1和下述式2。
式1:-1.0area%≤ΔZ≤1.0area%
式2:-1.0area%≤ΔE≤1.0area%
发明的效果
根据本申请,可提供用作绝缘气体的电介质的异构化受到抑制的电气设备。
附图说明
图1是示出本申请的电气设备的构成例的剖视图。
图2是示出例1中的Δ(ΔZ)和例2中的Δ(ΔE)的图。
具体实施方式
以下,参照附图,针对本申请的电气设备进行说明。
图1是示出本申请的电气设备的构成例的剖视图。需要说明的是,在图1中,作为气体电气设备的一例,图示出气体绝缘开关装置。
图1中示出的电气设备10具有在内部配置有导体构件12的金属罐11。在金属罐11中填充有电介质(未图示)作为绝缘气体。
在图1中,导体构件12在与金属罐11绝缘的状态下被支承构件13支承。金属罐11为气密性的容器、空间等。对导体构件12施加高电压。
此处,导体构件12的表面包含选自由金属和金属氧化物组成的组中的1种以上。
作为金属,优选为选自由铝、铜、银、锡、锌、铁和铬组成的组中的至少1种;或者为包含选自由铝、铜、银、锡、锌、铁和铬组成的组中的至少1种的合金。
金属氧化物可以是前述金属经氧化而得到的氧化物,也可以是其它金属的氧化物。金属氧化物优选为选自由氧化锌、氧化铁和氧化铝组成的组中的1种以上。
导体构件可以由多种材料形成。尤其是,芯部分(导体构件的内部)可以由除金属和金属氧化物之外的其它材料形成。在导体构件的芯部分由其它材料形成的情况下,导体构件的至少一部分表面被选自由金属和金属氧化物组成的组中的1种以上覆盖。
从抑制电介质的异构化的观点出发,在导体构件的表面之中,与填充至金属罐11内部的电介质接触的部分的至少一部分优选为选自由金属和金属氧化物组成的组中的1种以上。
电气设备10为了维持电介质纯度和机器性能,可以向装置内封入吸附剂、干燥剂、酸补充剂等。
吸附剂优选吸附电介质中的有机物质和随着使用而产生的电介质的分解产物。吸附剂可以使用例如活性炭、活性氧化铝、硅胶、沸石、具有吸附功能的金属氧化物、多孔物质等,特别优选为沸石、具有吸附功能的金属氧化物、多孔物质。吸附剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为沸石,可列举出二氧化硅/氧化铝的摩尔比为5以上的合成沸石(高二氧化硅合成沸石)、具有质子(H)作为阳离子的合成沸石(质子交换合成沸石)等。
具有吸附功能的金属氧化物可列举出CuO、Co3O4、MnO2等。
作为多孔物质,可列举出涂布有碳酸钙的多孔物质等。
干燥剂优选有效地吸附电介质中的水分,优选为例如钙、硫酸钙,特别优选为无水硫酸钙、碳酸钙、氢化钙、氯化钙、碳酸钾、氢氧化钾、硫酸铜(II)、氧化钙、镁、氧化镁、硫酸镁、高氯酸镁、钠、硫酸钠、铝、氢化锂铝、氧化铝、活性氧化铝、蒙脱石、五氧化磷、硅胶、纤维素过滤器等。干燥剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
本申请的电气设备10中,向金属罐11的内部填充的电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯(以下也称为HCFO-1224yd)和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(以下也称为HFO-1336mzz)组成的组中的至少一种。
在使用电气设备10时,对导体构件12施加高电压,因此,金属罐11的内部变为高温。尤其是可以认为导体构件12附近的区域容易呈现高温。根据所填充的电介质的种类的组合,上述导体构件12的表面材料在高温环境下会作为向金属罐11的内部中作为电介质而填充的选自由HFO和HCFO组成的组中的至少1种的异构化反应的催化剂而发挥作用。可以认为由此能够进行HFO和HCFO的异构化反应。
本申请发明人等发现:在使用选自由HCFO-1224yd和HFO-1336mzz组成的组中的至少一种作为向金属罐11的内部填充的电介质,且导体构件的表面材料为规定材料的情况下,与其它HCFO和HFO、例如后述实施例中使用的1-氯-3,3,3三氟丙烯(以下也称为HCFO-1233zd)相比,能够显著抑制异构化反应。
(HCFO-1224yd)
HCFO-1224yd(CF3CF=CHCl)是在碳原子-碳原子间具有双键的烯烃。因此,在大气中的寿命短,臭氧破坏系数和地球温室效应系数小。
已知HCFO-1224yd存在几何异构体,HCFO-1224yd的Z异构体(以下也称为HCFO-1224yd(Z))的沸点为15℃,HCFO-1224yd的E异构体(以下也称为HCFO-1224yd(E))的沸点为17℃。通过公知的制造方法,得到HCFO-1224yd(Z)与HCFO-1224yd(E)的组合物,通过蒸馏而能够将两者分离。
作为向金属罐11的内部填充的电介质,HCFO-1224yd可以仅使用Z异构体或E异构体中的一者,也可以使用包含Z异构体和E异构体这两者的物质。
仅使用Z异构体或E异构体中的一者时,沸点更低的HCFO-1224yd(Z)在电气设备内不易液化,故而优选。
使用包含Z异构体和E异构体的组合物时,若考虑生产率,则优选使用HCFO-1224yd(Z)的比例高的异构体组合物。在使用异构体组合物的情况下,在作为电介质而填充的HCFO-1224yd的总质量中,用HCFO-1224yd(Z)/HCFO-1224yd(E)表示的质量比(Z/E比)优选为99/1~50/50,更优选为99/1~80/20,进一步优选为99/1~95/5。
作为制造HCFO-1224yd的方法,可列举出例如使(1)1,2-二氯-2,3,3,3-四氟丙烷(以下也称为HCFC-234bb)发生脱氯化氢反应的方法;(2)使1,1-二氯-2,3,3,3-四氟丙烯(以下也称为CFO-1214ya)发生氢还原的方法等。
以下,针对各种方法进行详述。
(1)HCFC-234bb的脱氯化氢反应
使HCFC-234bb在液相中与溶解于溶剂的碱(即,溶液状态的碱)发生接触,进行HCFC-234bb的脱氯化氢反应。需要说明的是,HCFC-234bb可通过例如使2,3,3,3-四氟丙烯(以下也称为HFO-1234yf)与氯在溶剂中发生反应来制造。
(2)使CFO-1214ya发生氢还原的方法
CFO-1214ya通过在催化剂的存在下使用氢进行还原,从而被还原成HFO-1234yf。并且,作为还原成HFO-1234yf的还原反应的中间体,得到HCFO-1224yd。另外,在还原成HFO-1234yf的还原反应中,除了HCFO-1224yd之外还副产多种含氟化合物。已知CFO-1214ya的下述制造方法:例如以3,3-二氯-1,1,1,2,2-五氟丙烷等作为原料,在相转移催化剂的存在下,在碱水溶液中或者在铬、铁、铜、活性炭等催化剂的存在下,通过气相反应使其发生脱氟化氢反应来制造。
(HFO-1336mzz)
HFO-1336mzz(CF3CH=CHCF3)是在碳原子-碳原子间具有双键的烯烃。因此,在大气中的寿命短,臭氧破坏系数、地球温室效应系数小。
已知HFO-1336mzz存在几何异构体,HFO-1336mzz的Z异构体(以下也称为HFO-1336mzz(Z))的沸点为33℃,HFO-1336mzz的E异构体(以下也称为HFO-1336mzz(E))的沸点为7.5℃。通过公知的制造方法,得到包含HFO-1336mzz(Z)和HFO-1336mzz(E)的组合物,通过蒸馏而能够将两者分离。
作为向金属罐11的内部填充的电介质,HFO-1336mzz可以仅为Z异构体或E异构体中的一者,也可以包含Z异构体和E异构体。
仅使用Z异构体或E异构体中的一者时,沸点更低的HFO-1336mzz(E)不易在电气设备内发生液化,故而优选。
作为制造HFO-1336mzz的方法,如例如美国专利第7,795,482号和美国专利第8,399,721号中公开的那样,可通过在催化剂的存在下使CF3-CCl=CCl-CF3与氢发生接触来制备。
另外,如美国专利第8,436,216号中公开的那样,HFO-1336mzz可通过在酰胺溶剂和2,2’-联吡啶的存在下使CF3-CHCl2与铜发生接触来制备。
另外,HFO-1336mzz可通过如下操作来制备:(1)在包含钌的催化剂的存在下,使CCl3-CF3与氢发生接触,生成1316mxx(2,3-二氯-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯);(2)在含有铜、镍、铜-镍或铜-钯的催化剂的存在下,使1316mxx与氢发生接触,提供E-或Z-1326mxz(1,1,1,4,4,4-六氟-2-氯-2-丁烯);(3)在烷基季铵盐的存在下,使1326mxz与碱金属氢氧化物的水溶液发生接触,提供包含六氟-2-丁炔的组合物;(4)使六氟-2-丁炔与氢和催化剂发生接触(依次进行上述(1)~上述(4)),其如国际公开第2015/120250号中公开的那样。可以包括除(1)~(4)之外的其它工序。
另外,如国际公开第2015/142981号中公开的那样,HFO-1336mzz可通过如下操作来制备:(1)使3,3,3-三氟-1-丙烯与四氯化碳发生接触,提供2,4,4,4-四氯-1,1,1-三氟丁烷后;(2)与2,4,4,4-四氯-1,1,1-三氟丁烷发生接触。
作为向金属罐11的内部填充的电介质,可以仅包含HCFO-1224yd或HFO-1336mzz中的一者,也可以包含两者。
作为向金属罐11的内部填充的电介质,HCFO-1224yd即便在电气设备内发生了异构化反应的情况下,Z体与E体的沸点差也小,因此,不易在电气设备内发生液化,故而优选。
从为了使HCFO-1224yd和HFO-1336mzz仅以气相状态存在而实现必要的冷凝温度的观点出发,向金属罐11的内部填充的HCFO-1224yd和HFO-1336mzz的总体积相对于向金属罐11的内部填充的电介质整体的体积优选为70体积%以下、60体积%以下、50体积%以下、40体积%以下、30体积%以下、25体积%以下、20体积%以下、15体积%以下、10体积%以下或5体积%以下。另外,从绝缘性能和灭弧性能的观点出发,HCFO-1224yd和HFO-1336mzz的总体积相对于向金属罐11的内部填充的电介质整体的体积优选为1体积%以上、2体积%以上或3体积%以上。
向金属罐11的内部填充的电介质中,除了包含HCFO-1224yd和HFO-1336mzz之外,也可以包含其它电介质。以下示出其它电介质的具体例。
作为其它电介质,可列举出二氟乙烯、三氟乙烯、2,3,3,3-四氟-1-丙烯、(E)-1,3,3,3-四氟丙烯和(Z)-1,3,3,3-四氟丙烯。这些之中,优选为(E)-1-氯-3,3,3-三氟丙烯、2,3,3,3-四氟-1-丙烯、(E)-1,3,3,3-四氟丙烯和(Z)-1,3,3,3-四氟丙烯。
其中,在使用具有几何异构体的物质作为其它电介质的情况下,与HCFO-1224yd和HFO-1336mzz相比容易发生异构化反应,因此,若向金属罐11的内部填充的其它电介质的量多,则其它电介质的异构化对电气设备造成的影响成为问题。因此,在向金属罐11的内部填充的电介质中,上述其它电介质的摩尔比率优选为30%以下,更优选为20%以下,进一步优选为10%以下,特别优选为5%以下。
向金属罐11的内部填充的电介质中,作为第一微量成分,可以含有选自由氟碳、氯氟碳、氟烯烃、除HCFO-1224yd和HFO-1336mzz之外的氯氟烯烃、氯氟炔烃、甲醇、乙醇、丙酮、己烷、乙烯和一氧化碳组成的组中的至少1种。
氟碳是指在分子中包含氟原子作为卤素原子但不含氯原子的饱和烃化合物。氟碳在分子中可以包含或不含氢原子。
氯氟碳是指在分子中包含氟原子和氯原子作为卤素原子的饱和烃化合物。氯氟碳在分子中可以包含或不含氢原子。
氟烯烃是指在分子中包含氟原子作为卤素原子但不含氯原子的乙烯系烃化合物。氟烯烃在分子中可以包含或不含氢原子。
氯氟烯烃是指在分子中包含氟原子和氯原子作为卤素原子的乙烯系烃化合物。氯氟烯烃在分子中可以包含或不含氢原子。
氯氟炔烃是指在分子中包含氟原子和氯原子作为卤素原子的乙炔系烃化合物。氯氟炔烃在分子中可以包含或不含氢原子。
作为氟碳,可列举出1,1,1,2-四氟丙烷、1,1,1,3-四氟丙烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷、1,1,1,2,2,3,3-七氟丙烷、四氟甲烷、三氟甲烷和氟乙烷。
作为氯氟碳,可列举出1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷、2-氯-1,1,1,2-四氟丙烷、3,3-二氯-1,1,1,2,2-五氟丙烷和三氟氯甲烷。
作为除HFO-1336mzz之外的氟烯烃,可列举出2,4,4,4-四氟-1-丁烯和四氟乙烯。
作为除HCFO-1224yd之外的氯氟烯烃,可列举出1,1-二氯-2,3,3,3-四氟丙烯、2-氯-3,3,3-三氟丙烯、(Z)-2-氯-1,3,3,3-四氟丙烯、(E)-2-氯-1,3,3,3-四氟丙烯和2-氯-1,1,3,3,3-五氟-1-丙烯。
作为氯氟炔烃,可列举出1,1-二氯-2,3,3,3-四氟丙烯和1-氯-3,3,3-三氟-1-丙炔。
作为上述第一微量成分,可列举出:在制造HCFO-1224yd或HFO-1336mzz时副产且以杂质的形式存在于电介质中的化合物、或者在制造HCFO-1224yd或HFO-1336mzz时使用的溶剂。
在向金属罐11的内部填充的电介质含有第一微量成分的情况下,从进一步确保稳定性的观点出发,第一微量成分的质量基准的含量相对于向金属罐11的内部填充的电介质整体(HCFO-1224yd、HFO-1336mzz和其它电介质的总质量。以下同样。)优选为15000ppm以下,更优选为10000ppm以下。
另一方面,从能够简化降低第一微量成分的含量的工序的观点出发,第一微量成分的质量基准的含量相对于向金属罐11的内部填充的电介质整体优选为4ppm以上,更优选为50ppm以上,进一步优选为100ppm以上。
向金属罐11的内部填充的电介质中,作为第二微量成分,可以含有选自由氯、氟化氢、氯化氢、乙酸、碳酰氟、光气、三氟乙酰氟、甲酰氯和氯仿组成的组中的至少1种。在含有第二微量成分的情况下,从进一步确保稳定性的观点出发,第二微量成分的质量基准的含量相对于向金属罐11的内部填充的电介质整体优选为5000ppm以下,更优选为3000ppm以下,进一步优选为1000ppm以下,进一步优选为500ppm以下,进一步优选为250ppm以下,进一步优选为100ppm以下,进一步优选为50ppm以下,进一步优选为20ppm以下。
另一方面,从能够简化降低第二微量成分的含量的工序的观点出发,第二微量成分的质量基准的含量相对于向金属罐11的内部填充的电介质整体优选为5ppm以上,更优选为10ppm以上。
在金属罐11的内部,在填充电介质的基础上,作为稀释气体,可以填充选自由氦气、氙气、甲烷、一氧化二氮、氮气、二氧化碳、空气和氧气组成的组中的至少1种。
在向金属罐11的内部填充电介质的基础上还填充稀释气体的情况下,从为了使电介质仅以气相状态存在而实现必要的冷凝温度的观点出发,向金属罐11内填充的电介质与稀释气体的合计中的电介质的体积比率优选为70体积%以下,更优选为60体积%以下,进一步优选为50体积%以下,进一步优选为40体积%以下,进一步优选为30体积%以下,进一步优选为25体积%以下,进一步优选为20体积%以下,进一步优选为15体积%以下,进一步优选为10体积%以下,进一步优选为5体积%以下。另一方面,从绝缘性能和灭弧性能的观点出发,向金属罐11内填充的电介质与稀释气体的合计中的电介质的体积比率优选为1体积%以上,更优选为2体积%以上,进一步优选为3体积%以上。
在向金属罐11的内部填充电介质的基础上还填充稀释气体的情况下,作为电介质与稀释气体的期望组合,可列举出(E)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和(Z)-1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯中的至少一者与选自由空气、氮气、氧气和二氧化碳组成的组中的至少1种的组合等。
图1所示的电气设备10可以沿着包含导体构件12的电路(电气电路)而电串联或电并联地具备各种设备。作为上述设备,可列举出例如用于切断电路的开关装置、阻断器、断路器等;用于改变电路电压的变压器、电阻、电抗器、电容器等;以及绝缘电缆。
对于这种开关装置、阻断器、断路器、变压器、电阻、电抗器、电容器等设备的内部或外部的绝缘而言,可以使用向金属罐11的内部填充的电介质和稀释气体、以及氢气、氦气、SF6或它们的混合气体。
另外,对于上述设备的内部或外部的绝缘而言,可以使用固体绝缘物、绝缘油、凝胶状的绝缘物等。上述设备的内部或外部可通过真空状态而被绝缘。
作为固体绝缘物,可列举出例如绝缘性的树脂材料等。作为绝缘性的树脂材料,可列举出例如热塑性树脂、热固性树脂等。作为热塑性树脂,可列举出例如氯乙烯系、聚酯系、尼龙系等的树脂。作为热固性树脂,可列举出例如环氧系、氨基甲酸酯系等的树脂。作为绝缘油,可列举出例如矿物油、植物性油、动物性油、氟系油等。
本申请的电气设备在160℃的温度条件下经过1008小时后利用气相色谱而测得的、与电介质中含有的Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔZ以及与电介质中含有的Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔE满足下述式1和下述式2。
式1:-1.0area%≤ΔZ≤1.0area%
式2:-1.0area%≤ΔE≤1.0area%
从进一步抑制电介质的异构化的观点出发,前述ΔZ和前述ΔE更优选满足下述式1-2和下述式2-2,进一步优选满足下述式1-3和下述式2-3。
式1-2:-0.7area%≤ΔZ≤0.7area%
式2-2:-0.7area%≤ΔE≤0.7area%
式1-3:-0.5area%≤ΔZ≤0.5area%
式2-3:-0.5area%≤ΔE≤0.5area%
前述ΔZ和前述ΔE使用气相色谱进行测定。
作为气相色谱仪,可以使用例如Agilent·Technologies公司制的GC系统7890A,GC柱可以使用DB-1。
以下,针对前述ΔZ和前述ΔE的计算方法进行记载。
将填充有作为测定对象的电介质的电气设备(以下称为测定对象)设置在恒温槽内,然后加热至40℃。采取测定对象内的气相部(包含电介质的气体。以下相同。)的气体样品,利用气相色谱进行测定。计算色谱中的电介质中含有的Z异构体和电介质中含有的E异构体的峰的面积(单位为“area%”),将各峰面积设为初始值。将Z异构体的峰的面积的初始值设为Z0,将E异构体的峰的面积的初始值设为E0
将测定对象在恒温槽内在160℃的温度条件下进行1008小时的加热后,从测定对象内的气相部采取气体样品,利用气相色谱进行测定。计算对加热后的气体样品进行测定而得到的色谱中的电介质中含有的Z异构体的峰的面积Z1008和电介质中含有的E异构体的峰的面积E1008
并且,计算与Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔZ(Z1008-Z0)以及与E异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔE(Z1008-Z0)。
实施例
以下,举例详细说明本申请。例1和例2为实施例,例3为比较例。其中,本申请不限定于这些例子。
[例1]
作为电介质,使用HCFO-1224yd(纯度为99.4%、Z/E比=99.5/0.5)。
向内容积200cc的不锈钢(SUS316)制耐压容器(最高使用温度为300℃、最高使用压力为20MPa)内插入预先测定质量的Pyrex(注册商标)制的内插管。作为金属片,准备钢铁(SS400)片、铜片和铝片(各25mm×30mm×2mm)各1片,一并自内插管的上部进行悬吊。
将耐压容器密闭后,进行容器内的真空排气。接着,向耐压容器内填充液化的电介质100g,将耐压容器设置在恒温槽内。将耐压容器加热至40℃,采取耐压容器内的气相部的气体样品,利用气相色谱进行测定,计算色谱中的检测到的HCFO-1224yd(Z)和HCFO-1224yd(E)的峰的面积。将其作为开始时的初始值(以下相同)。
其后,将耐压容器在恒温槽内以160℃进行保持,自28天(672小时)后起,每7天(168小时)从耐压容器内的气相部采集气体样品,利用气相色谱来确认HCFO-1224yd的异构化的进行。具体而言,求出与色谱中的检测到的HCFO-1224yd(Z)和HCFO-1224yd(E)的峰的面积的初始值相比的变化量(ΔZ、ΔE。单位为“area%”(以下相同))。
气相色谱仪使用Agilent·Technologies公司制的GC系统7890A,GC柱安装120m长的DB-1。
将结果示于下述表中。关于ΔZ,也示于图2。
[例2]
除了使用HFO-1336mzz(纯度为99.9%、Z/E比=100/0)作为电介质之外,实施与例1相同的步骤,利用气相色谱来确认HFO-1336mzz的异构化的进行。具体而言,求出与色谱中的检测到的HFO-1336mzz(Z)和HFO-1336mzz(E)的峰的面积的初始值相比的变化量(ΔZ、ΔE)。关于ΔZ,也示于图2。
[例3]
除了使用HCFO-1233zd(纯度为99.9%、Z/E比=0/100)作为电介质之外,实施与例1相同的步骤,利用气相色谱来确认HCFO-1233zd的异构化的进行。具体而言,求出与色谱中的检测到的HCFO-1233zd(Z)和HCFO-1233zd(E)的峰的面积的初始值相比的变化量(ΔZ、ΔE)。关于ΔE,也示于图2。
[表1]
Figure BDA0004182075570000141
在例1中,由ΔZ所示的异构化导致的HCFO-1224yd(Z)的减少以及由ΔE所示的异构化导致的HCFO-1224yd(E)的增加是轻微的。在例2中,几乎确认不到由ΔZ所示的异构化导致的HFO-1336mzz(Z)的减少。与此相对,在例3中,由ΔE所示的异构化导致的HCFO-1233zd(E)的减少以及由ΔZ所示的异构化导致的HCFO-1233zd(Z)的增加是显著的。
在例1中示出:即便使用纯度为99.4%的HCFO-1224yd来作为电介质,也可抑制电介质的异构化。另外,在例2中示出:即便使用纯度为99.9%的HFO-1336mzz来作为电介质,也可抑制电介质的异构化。因此可知:即便在将电介质中包含的HCFO-1224yd和HFO-1336mzz的浓度降低至70体积%以下、60体积%以下、50体积%以下、40体积%以下、30体积%以下、25体积%以下、20体积%以下、15体积%以下、10体积%以下或5体积%以下的情况下,也可抑制电介质的异构化。
将2020年10月22日申请的日本专利申请第2020-177310号的公开内容整体通过参照而援引至本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请和技术标准与具体且分别记载了通过参照而援引各个文献、专利申请和技术标准的情况相同程度地通过参照而援引至本说明书中。

Claims (6)

1.一种电气设备,其具有在内部配置有导体构件的金属罐,在所述金属罐中填充有电介质,
所述电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯组成的组中的至少一种,
所述导体构件的表面包含选自由金属和金属氧化物组成的组中的1种以上。
2.根据权利要求1所述的电气设备,其中,所述金属为选自由铝、铜、银、锡、锌、铁和铬组成的组中的至少1种;或者为包含选自由铝、铜、银、锡、锌、铁和铬组成的组中的至少1种的合金。
3.根据权利要求1所述的电气设备,其中,所述电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯的Z异构体和E异构体、以及1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的Z异构体和E异构体组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电气设备,其中,所述电介质包含1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯的Z异构体和E异构体,在1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯的总质量中,用Z异构体/E异构体表示的质量比为99/1~50/50。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电气设备,其中,所述电气设备还具有选自由开关装置、阻断器、断路器、变压器、电阻、电抗器、电容器和绝缘电缆组成的组中的设备。
6.一种电气设备,其具有在内部配置有导体构件的金属罐,在所述金属罐中填充有电介质,
所述电介质包含选自由1-氯-2,3,3,3-四氟丙烯和1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯组成的组中的至少一种,
在160℃的温度条件下经过1008小时后利用气相色谱而测得的、与所述电介质中含有的Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔZ以及与所述电介质中含有的Z异构体的峰面积的初始值相比的变化量ΔE满足下述式1和下述式2,
式1:-1.0area%≤ΔZ≤1.0area%;
式2: -1.0area%≤ΔE≤1.0area%。
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