Стартовая >> Архив >> Подстанции >> Силовые электрические конденсаторы

Жидкости на основе жидких хлорированных углеводородов, жидкости для замены хлордифенилов - Силовые электрические конденсаторы

Оглавление
Силовые электрические конденсаторы
Общие сведения о силовых конденсаторах
Секция и пакет
Конструкции конденсаторов
Технико-экономические характеристики конденсаторов
Условия эксплуатации
Влияние конструктивных факторов на электрическое поле
Промышленные типы конденсаторной бумаги
Синтетические полимерные пленки
Нефтяное масло
Касторовое масло
Жидкости на основе жидких хлорированных углеводородов, жидкости для замены хлордифенилов
Обкладки силовых конденсаторов
Самовосстановление и разрушение слоя металлизации
Кратковременная электрическая прочность
Влияние технологических факторов на характеристики конденсатора
Частотные разряды в конденсаторе
Надежность конденсаторов
Выбор рабочей напряженности
Тепловой расчет конденсатора
Конденсаторы в энергетике
Конденсаторные установки
Шунтовые конденсаторные батареи
Сериесные конденсаторные батареи
Другие применения конденсаторов
Справочные данные

ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ ХЛОРИРОВАННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

На основе жидких хлорированных углеводородов может изготавливаться большое количество жидкостей с широким спектром электрических и физико-химических характеристик, делающих их пригодными для пропитки конденсаторов, работающих как на переменном, так и на постоянном напряжении. Наибольшее распространение получили жидкости на основе продуктов хлорирования дифенила С12Н10 — полихлордифенилы из которых три-тетра- и пента-хлордифенилы и их модификации более 30 лет занимали практически монопольное положение по всем мире как пропитывающие жидкости для конденсаторов переменного тока. Эго объясняется тем, что помимо высоких электрофизических характеристик — высокой диэлектрической проницаемости, высокой газостойкости — они обладают еще одним свойством, отсутствующим у нехлорированных углеводородов,— негорючестью, обусловленной наличием в их молекуле атомов хлора. Но наличие атомов хлора делает хлордифенилы очень устойчивыми к разрушению естественными механизмами при попадании в окружающую среду (биодеградации), что приводит к их накапливанию в ней. Следы хлордифенилов обнаружены и арктических льдах. Особо устойчивы к биодеградации хлордифенилы с большим содержанием хлора (от тетрахлордифенила и выше). Это вызвало широкую кампанию против их промышленного применения, в результате которой последовало их запрещение во всем мире. Подробно свойства хлорированных жидкостей изложены в [1.1]. Запрещение применения хлордифенилов потребовало поиска их заменителей, в результате которых предложено большое количество жидкостей (см. § 6.7), и поиски продолжаются. Для пропитки конденсаторов с бумажным и бумажно-пленочным диэлектриком, требование негорючести к которым является основным, французской фирмой «Проделек» вместо хлордифенилов предложены следующие хлорированные жидкости: «Южилек ТС» — представляет смесь тетрахлорбензолтолуола с эпоксидной добавкой и «Южилек С21»—смесь дихлорбензолтолуола с эпоксидной добавкой. Некоторые их характеристики приведены ниже.

Широкого распространения эти жидкости, однако, не получили.

ПРОПИТЫВАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ЗАМЕНЫ ХЛОРДИФЕНИЛОВ

В связи с запрещением по экологическим соображениям применения хлордифенилов для пропитки силовых конденсаторов встал вопрос о разработке заменителей. Был разработан ряд пропитывающих жидкостей, хотя и не полностью эквивалентных по своим свойствам хлордифенилам главным образом вследствие их горючести, однако применяемых в промышленном порядке для пропитки силовых конденсаторов. Ниже приведен перечень наиболее распространенных из этих жидкостей, их коммерческие названия и фирмы-изготовители.
Пропитывающие жидкости для замены хлордифенилов


Химические формулы и структуры молекул жидкостей приведены из рис. 6.7, а физико-химические и электрические параметры - в табл. 6.1.
Фенилксилилэтан (ФКЭ) — неполярная жидкость, представляющая собой (в отличие от нефтяного масла) один тип углеводородных молекул.
Диоктилфталат (ДОФ) — полярная жидкость с диэлектрической проницаемостью, близкой к диэлектрической проницаемости хлордифенилов. Она является сложным эфиром, получающимся в результате реакции фталевой кислоты с октиловым (этилгексиловым) спиртом.
Бензилнеокапринат (БНК) — слабополярная жидкость.
Изопропилдифенил (ИПД) — жидкость с очень слабо выраженными полярными свойствами, состоящая из одного типа углеводородов.
Алкилированный и хлорированный дифенилоксид (АХДО) — полярная жидкость с диэлектрической проницаемостью, меньшей диэлектрической проницаемости хлордифенилов. Частным случаем АХДО является бутилированный монохлордифенилоксид (БМХДО).
Диизононилфталат (ДИНФ) — полярная жидкость, получаемая в результате реакции фталевой кислоты и диизононилового спирта.
Дитолилэфир (ДТЭ) — слабополярная жидкость.
Смесь моно-и-дибензилтолуола плюс 1% эпоксида (МДБТ) — слабополярная жидкость, состоящая из 75% моно- и 25% дибензилтолуола.
Из табл. 6.1 видно, что в числе жидкостей-заменителей (поиски которых продолжаются), используемых для пропитки силовых конденсаторов, имеются как полярные, так и неполярные или слабополярные жидкости. Пропитанные ими конденсаторы не уступают, а в ряде случаев даже превосходят характеристики конденсаторов с хлордифениловой пропиткой. Все жидкости имеют высокую газостойкость, а температура их застывания и плотность ниже, чем у хлордифенилов. Основным недостатком всех жидкостей-заменителей является их горючесть.
Жидкости-заменители, как и хлордифенилы, также абсорбируются пленкой. Процесс абсорбции сильно зависит от температуры и пропорционален экспоненте ехр( — К\Т), где Т—абсолютная температура.


Его длительность в худшем случае составляет не более 15 ч, при этом пленка значительно набухает. Увеличение толщины пленки при набухании составляет от 4% при 50° С до примерно 15% при 110° С, при этом доля увеличения толщины за счет теплового расширения составляет 1,5 и 4%. Смачиваемость пленки зависит как от ее свойств, так и свойств жидкости. В общем случае наблюдается тесная связь между углом смачивания и начальной скоростью пропитки. Скорость растворения пленки ниже скорости абсорбции. Количество растворенной пленки очень сильно зависит от температуры и характеризует, скорее, качество пленки, чем влияние жидкости, хотя в некоторых случаях явно выражается влияние жидкости.

 ДРУГИЕ ПРОПИТЫВАЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ

По аналогии с применением твердеющих пропитывающих масс для пропитки некоторых типов конденсаторов для радиоэлектроники предпринимались попытки создать силовой конденсатор с твердой пропиткой, в частности с пропиткой термореактивным компаундом. При этой пропитке возможно некоторое упрощение конструкции, например металлический корпус, служащий для герметизации и механической защиты внутренних элементов конденсатора, становится излишним, поскольку герметизация может быть осуществлена путем создания внешней оболочки из того же компаунда. В некоторых специальных случаях применение эпоксидной пропитки позволяет создать простой и удобный конденсатор, однако пока не удалось создать силовой конденсатор с твердой пропиткой, эквивалентный по своим свойствам конденсатору с жидкой пропиткой.

Фирма «Сименс» впервые применила для заполнения («пропитки») разработанных ею «сухих» силовых конденсаторов с диэлектриком из металлизированной полипропиленовой пленки элегаз — шестифтористую серу. По данным фирмы это не только полностью исключает окисление и разрушение металлизированных обкладок и мест контактирования кислородом и влагой воздуха, остающегося в конденсаторе в отсутствие жидкого заполнения, что улучшает его характеристики, но и дополнительно снижает потери в нем.



 
« Силовые кабели   Советское электрооборудование во взрывозащищенном и рудничном исполнении »
электрические сети