[发明专利]作为电介质气体的氟化腈

说明书

本发明提供作为电介质气体的氟化腈。具体地，本发明公开了一种包含电介质流体的电气装置，所述电介质流体包含七氟异丁腈或2,3,3,3‑四氟‑2‑(三氟甲氧基)丙腈。

本申请是PCT国际申请日为2013年3月15日，PCT国际申请号为PCT/US2013/031854、国家申请号为201380018933.7并且发明名称为“作为电介质气体的氟化腈”的申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年4月4日提交的美国临时申请No.61/620,192的权益，该临时申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及电介质流体在电气装置诸如电容器、开关装置、变压器和电缆或母线中的用途。具体地讲，本发明涉及七氟异丁腈或2,3,3,3-四氟-2-(三氟甲氧基)丙腈作为电气装置中的电介质流体的用途。

背景技术

电介质气体使用于各种电气装置中，诸如，例如：变压器、电缆或母线，以及断路器或开关装置。例如，参见美国专利No.7,807,074(Luly等人)。在此类电气装置中，由于电介质气体的较高电介质强度(DS)，故通常使用电介质气体替代空气作为电绝缘体。这种电介质气体允许比填充空气的电气装置更高的功率密度。

最显著地，六氟化硫(SF₆)已成为许多电气应用中的主要保留电介质气体。SF₆有利地为无毒的、不易燃的、易于处理的，具有可用的操作温度范围和优良的电介质和电弧中断特性。在变压器内，其也充当冷却剂。在变压器内的鼓风机常常循环气体，从而有助于从绕组热传递。

然而，SF₆的问题是其3200年的大气寿命，以及二氧化碳的全球变暖潜势的约22,200倍的全球变暖潜势(GWP)。在1997年12月的日本京都峰会中，来自160个国家的代表们起草了包括对温室气体排放的限制的协议。该协议涵盖了包括SF₆的六种气体，并包括如下承诺：到2010年将这些气体的总排放降低至比在1990年它们的总排放低5.2％的水平。参见UNEP(联合国环境规划署)，Kyoto Protocol to the United Nations FrameworkConvention on Climate Change,Nairobi,Kenya,1997(1997年肯尼亚，内罗比，联合国气候变化框架公约的京都议定书)。

美国专利No.3,048,648(‘648专利)中已公开将某些全氟化腈CF₃CN、C₂F₅CN和CF₃CF₂CF₂CN用作气体电介质材料。然而，这些腈的毒性高于认为用作气体电介质材料可接受的毒性。另外，‘648专利将腈描述为“更具体而言的全氟-正-烷基腈的组的成员”。已试图经添加亚硝酸酯来降低CF₃CF₂CF₂CN的毒性(参见美国专利No.4,547,316)。

国家标准与技术研究院(NIST)已公布技术说明1425：“Gases for electricalInsulation and Arc Interruption:Possible Present and Future Alternatives toPure SF₆”(“用于电绝缘和电弧中断的气体：纯SF₆的可能的现有和未来的替代选择”)，其确定SF₆与氮气或氦气，或高压氮气的混合物作为可能的替代品。一些其它的替代混合物遭受在电弧放电过程中游离碳的释放、在电弧放电过程中或电弧放电之后增加的毒性，以及在储存、回收和再循环过程中气体处理的增加的难度。也确定了全氟化碳(PFC)气体，其也如同SF₆一样可与氮气或氦气混合。然而，PFC也具有高GWP，因此限制了这种策略的环境影响的可能的降低。