[发明专利]低粘度植物油基介电流体

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物油基介电流体，特别是涉及一种具有低粘度的植物油 基介电流体。

背景技术

在包括变压器、切换齿轮及电缆的配电和电力设备中使用的介电流体表现 出两种重要的功能。介电流体作为电介质和绝缘介质以及冷却介质发生作用， 它们还可以降低氧气和湿气的腐蚀性作用。介电流体的分析可以提供绝缘材料 状态的指示，因此可用作评估变压器的固体绝缘状态的诊断工具。

介电流体具有几个特别的功能性质特征。例如，介电击穿或介电强度提供 了介电流体抗电击穿的能力的指示，其作为在一浸在该流体中的指定间隙的两 个电极间引起弧所需的最低电压而被测量。介电流体的脉冲介电击穿电压提供 其在瞬时电压应力(例如雷击和电源浪涌)下的抗电击穿能力的指示。介电流 体的损耗因子是在流体中的介电损耗的一种量度；低的损耗因子表明低的介电 损耗和低浓度的可溶的极性杂质。

因为介电流体的一个功能是携带和消散热量，所以明显影响该流体作为介 电冷却剂功能的相关能力的因素包括粘度、比热、热传导和膨胀系数。在选择 用于专门应用的适当介电流体时必须权衡这些性能的值，特别是在设备运行温 度的范围在全定额时。

理想的介电流体展示了超过20-30年长期使用寿命的化学稳定性和热稳 定性，如上所述的良好的电性能和热性能，低可燃性(即高的燃点和闪点)， 低粘度和低倾点，可与现有的变压器油互溶，和非腐蚀性的和/或与所暴露其 中的电设备材料相容。

矿物油基介电流体极好地展示了上述标准和因此其在全世界被广泛地用 于这些应用中超过百年。在全世界的电力和分配变压器中使用的矿物油类介电 流体的量被估计在约300到400亿升。然而，日益关心的是理想的介电流体应 该也是生物降解的和可再生的，以此对环境表现出很少的或没有有害影响。矿 物油类介电流体既不是可生物降解的，也不是从可再生资源获得的。因此，寻 找替换的介电流体并不令人惊讶。

植物油是可生物降解的、可再生的产品，因此是用于取代石油基介电流体 的适宜候选者。

有利地，植物油也具有比矿物油较高的闪点和燃点特性，这确保在操作、 处理、贮存和运输植物油时较好的安全性和因此确保使用植物油类介电流体的 变压器的操作安全性。植物油类介电流体的极好的火灾安全特性使得它们成为 用于高压变压器的理想候选者。

尽管上述优点，与矿物油相比，植物油是易受氧化降解影响以及具有较高 的倾点、较高的损耗因子、较高的酸度值、较高的湿气含量和明显较高的粘度。 通过将植物油经历纯化过程以除去水、酸和导电的杂质，以及通过冷凝过程以 改善植物油的倾点可以克服大多这些不足之处。此外，可以向已纯化的植物油 中加入抗氧化剂以增强其氧化稳定性。

植物油类介电流体的低粘度是一非常重要的参数，因为电力和分配变压器 的安全操作高度取决于该参数。从热点的热量消散、变压器的有效循环和冷却、 在高电压操作条件下的变压器的流畅运行在很大程度上受控于该介电流体的 粘度特性。

美国专利No.5,949,017公开了包含电绝缘流体的电变压器，所述电绝缘 流体包括高油酸油组分作为矿物油基介电流体的替换物，在基底油或终产品中 的粘度性质没有或很少有改进。

美国专利No.6,280,659公开了植物种子油绝缘流体，其仅在低温即倾点 改进了粘度特性，而不是改进植物油基介电流体的全部粘度特性。事实上，在 6,280,659中描述的最终介电流体具有约100cSt的粘度(在40℃测量)，其远 远高于典型的矿物油基介电流体。倾点(-18℃)即低温粘度特性的改进不具 有意义，因为植物油的倾点参数介于-15℃和-25℃之间。

还存在对从可再生资源得到的可生物降解的介电流体的重要需求，与现有 的基于矿物油的介电流体相比，该介电流体表现出良好的电性质和热性质、低 粘度、化学稳定性和热稳定性、低可燃性、低倾点、与现有的变压器油互溶和 20-30年的长使用寿命。

本发明通过提供一低粘度植物油基介电流体，至少部分克服了植物油基介 电流体的上述缺点。

应该理解的是，尽管在此涉及了现有技术使用和公布，在澳洲或任何其它 国家，这些参考不构成承认这些中的任意部分形成本领域公知技术的一部分。

发明内容