ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ИЗОЛЯЦИОННАЯ СРЕДА Российский патент 2015 года по МПК H01B3/56 H02B1/21 H02B1/50 

Данное изобретение относится к диэлектрической изоляционной среде в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения и к использованию гидрофтормоноэфира в диэлектрической изоляционной среде, и к применению диэлектрической изоляционной среды для устройства генерации, распределения и/или использования электрической энергии в соответствии с пунктами 46 и 48 формулы изобретения, соответственно. Изобретение также относится к устройству генерации, распределения и/или использования электрической энергии в соответствии с пунктом 49 формулы изобретения.

Диэлектрическая изоляционная среда в жидком или газообразном состоянии традиционно используется для изоляции электрически активных частей в широком диапазоне электрических устройств, таких как распределительные устройства или трансформаторы.

В распределительных устройствах, заключенных в металлический корпус, среднего и высокого напряжения, например, электрически активная часть расположена в газонепроницаемом корпусе, который определяет изолирующее пространство, причем указанное изолирующее пространство включает в себя изоляционный газ, обычно под давлением в несколько бар, и отделяет корпус от электрически активной части, тем самым предотвращая прохождение электрического тока между корпусом и активными частями. Распределительные устройства, заключенные в металлический корпус, позволяют сэкономить гораздо больше пространства при сооружении по сравнению с открытыми распределительными устройствами, которые изолированы окружающим воздухом. Для прерывания тока в распределительном устройстве высокого напряжения изолирующий газ также выступает в роли дугогасящего газа.

Многие из традиционно используемых изоляционных сред имеют ряд недостатков.

С одной стороны, традиционные изоляционные газы с высокими изоляционными и переключательными свойствами часто оказывают воздействие на окружающую среду при их выбросе в атмосферу. До настоящего времени проблема высокого потенциала глобального потепления (ПГП) этих изоляционных газов решалась путем строгого контроля утечек газа в газоизолированных устройствах и путем очень аккуратного обращения с газом.

С другой стороны, традиционные, безвредные для окружающей среды изоляционные газы, такие как сухой воздух и CO₂, имеют довольно низкие изоляционные свойства, соответственно, требуя увеличения давления газа и/или изоляционного расстояния.

По причинам, упомянутым выше, в прошлом делались попытки заменить традиционные изоляционные газы подходящими веществами.

Например, WO 2008/073790 раскрывает диэлектрическое газообразное соединение, которое - среди прочих характеристик - имеет низкую точку кипения в интервале от -20°С до -273°С, предпочтительно, не истощает озоновый слой и имеет ПГП меньше 22000 в масштабе 100 лет. В частности, WO 2008/073790 раскрывает различные, отличающиеся друг от друга соединения, которые не попадают под общее химическое определение.

Далее, US-A-4175048 относится к газовому изолятору, включающему в себя соединение, выбранное из группы из перфторциклогексена и гексафторазометана, и EP-A-0670294 раскрывает использование перфторпропана в качестве диэлектрического газа.

Заявка EP-A-1933432 и находящаяся на одновременном рассмотрении заявка US-A-2009109604 относятся к трифториодметану (CF₃I) и к его использованию в качестве изолирующего газа в газоизолированном распределительном устройстве.

Использование соединения с общей формулой CxHyFzI в общем и CF₃I, в частности, в качестве изолирующей среды для электрических машин для передачи и распределения мощности далее раскрыто в EP-A-1146522.

Тем не менее, несмотря на изоляционные свойства, упомянутые в этих документах, CF₃I имеет относительно низкую термическую устойчивость: при температуре порядка 100°С он начинает разлагаться на опасные продукты, включая I₂, который может формировать твердый проводящий осадок.

Учитывая недостатки изоляционной среды известного уровня техники и, в частности, недостатки CF₃I, целью данного изобретения является, таким образом, предоставление термически устойчивой диэлектрической изоляционной среды, которая оказывает слабое воздействие на окружающую среду.

В соответствии с пунктом 1 формулы изобретения цель данного изобретения достигается с помощью диэлектрической изоляционной среды, включающей в себя гидрофтормоноэфир, содержащий, по меньшей мере, три атома углерода. Предпочтительные варианты осуществления изобретения даны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Термин «гидрофтормоноэфир» в соответствии с тем, как он используется в данном изобретении, относится к соединению, имеющему одну и только одну эфирную группу, причем указанная эфирная группа соединяет две алкильные группы, которые могут быть, независимо друг от друга, линейными или разветвленными. Соединение, таким образом, явно отличается от соединений, раскрытых в US-B-7128133, относящейся к использованию соединений, содержащих две эфирные группы, т.е. гидрофтордиэфиров, в теплопроводных текучих средах.

Термин «гидрофтормоноэфир» в соответствии с тем, как он использован в контексте данного изобретения, также следует понимать как соединение, которое частично гидрировано и частично фторировано.

Термин «гидрофтормоноэфир» также следует понимать таким образом, что он может включать в себя смесь из различно структурированных гидрофтормоноэфиров. Термин «различные по структуре» должен широко охватывать любые различия в конечной формуле или структурной формуле гидрофтормоноэфира.

Данное изобретение основано на удивительном открытии, которое заключается в том, что путем использования гидрофтормоноэфира получается изоляционная среда, которая имеет высокие изоляционные свойства, в частности высокую диэлектрическую прочность (или высокую напряженность поля при пробое), и в то же время низкий ПГП.

Благодаря использованию специальных гидрофтормоноэфиров, данное изобретение также позволяет предоставить изоляционную среду, которая химически и термически устойчива до температур выше 140°С, которая не токсична или имеет низкий уровень токсичности, и которая, кроме того, некоррозийна и невзрывоопасна.

Как было упомянуто ранее, было обнаружено, что гидрофтормоноэфиры в соответствии с данным изобретением имеют относительно высокую диэлектрическую прочность. В частности, отношение диэлектрической прочности гидрофтормоноэфиров в соответствии с данным изобретением к диэлектрической прочности SF₆ больше, чем порядка 0,4.

Гидрофтормоноэфир в соответствии с данным изобретением может участвовать в очень эффективном тропосферном процессе удаления, которое включает выделение водорода OH радикалом. В итоге, это приводит к относительно низкой продолжительности существования соединения в атмосфере.

Благодаря его относительно низкой продолжительности существования в атмосфере гидрофтормоноэфир по данному изобретению также имеет относительно низкий ПГП, как уже было упомянуто. В частности, изолирующая среда, имеющая ПГП меньше 1000 за 100 лет, более конкретно, меньше 700 за 100 лет, может быть получена в соответствии с данным изобретением.

Гидрофтормоноэфир в соответствии с данным изобретением имеет относительно низкую продолжительность существования в атмосфере и, кроме того, лишен атомов галогенов, которые принимают участие в каталитическом цикле разрушения озона, а именно Cl, Br или I. Таким образом, диэлектрическая изоляционная среда в соответствии с данным изобретением имеет дополнительное преимущество нулевого ПОИ (потенциала озонового истощения), что очень предпочтительно с точки зрения охраны окружающей среды.

В соответствии с пунктом 1 формулы изобретения гидрофтормоноэфир по данному изобретению содержит, по меньшей мере, три атома углерода.

Гидрофтормоноэфиры, содержащие, по меньшей мере, три атома углерода, обычно имеют точку кипения выше -20°С при давлении окружающей среды. Это явно противоречит учению известного уровня техники, и, в частности, WO 2008/073790, которая учит, что точка кипения, равная -20°С или ниже, является основной особенностью пригодных диэлектрических соединений.

Предпочтение гидрофтормоноэфира, содержащего, по меньшей мере три атома углерода и, следовательно, имеющего относительно высокую точку кипения более -20°С, основано на открытии, что более высокая точка кипения гидрофтормоноэфира обычно соответствует более высокой диэлектрической прочности.

Далее даны некоторые примерные варианты осуществления, которые могут существовать по отдельности или в сочетании, данного изобретения.

В вариантах осуществления диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразный компонент а), отличный от гидрофтормоноэфира, и, в частности, газообразный компонент а) включает в себя смесь из, по меньшей мере, двух элементов а1), а2), … an) газообразного компонента.

В вариантах осуществления диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразный компонент а), имеющий точку кипения при атмосферном давлении, которая на, по меньшей мере, 50К, предпочтительно, по меньшей мере, 70 К, в частности, по меньшей мере, 100 К ниже точки кипения при атмосферном давлении гидрофтормоноэфира.

В вариантах осуществления диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) имеет диэлектрическую прочность более 10 кВ/(см бар), предпочтительно, более 20 кВ/(см бар), в частности, более 30 кВ/(см бар). В вариантах осуществления диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является газом-носителем, который сам имеет более низкую диэлектрическую прочность, чем гидрофтормоноэфир. В этом смысле термин «диэлектрическая прочность» следует понимать как «диэлектрическая прочность при пониженном давлении» или «диэлектрическая прочность при стандартной температуре и давлении. Например, стандартная температура, таким образом, определена как 25°C, а стандартное давление как 1 бар.

В вариантах осуществления диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) включает в себя молекулы с меньшим количеством атомов по сравнению с теми, которые присутствуют в гидрофтормоноэфире, в частности, включает в себя трехатомные и/или двухатомные молекулы или состоит из трехатомных или двухатомных молекул.

Диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является инертным и/или нетоксичным, и/или невоспламеняемым.

В соответствии с вариантом осуществления данного изобретения гидрофтормоноэфир содержит 3 или 4, или 5, или 6 атомов углерода, в частности, три или четыре атома углерода, наиболее предпочтительно, ровно три атома углерода.

Более конкретно, гидрофтормоноэфир в соответствии с данным изобретением является, таким образом, по меньшей мере, одним соединением, выбранным из группы, состоящей из соединений, определенных следующими структурными формулами, в которых часть атомов водорода заменена атомами фтора:

Путем использования гидрофтормоноэфира, содержащего три или четыре атома углерода, а в отдельных случаях также при содержании пяти или шести атомов углерода, может быть получена газообразная изоляционная среда, которая не сжижается при обычных условиях работы и которая в то же время имеет относительно высокую диэлектрическую прочность.

Более того, путем использования гидрофтормоноэфира, содержащего три или четыре, или пять, или шесть атомов углерода, может быть получена изолирующая среда, которая является невзрывоопасной и, таким образом, удовлетворяет даже высоким требованиям безопасности.

В целом, путем использования гидрофтормоноэфира, содержащего три или четыре атома углерода, может быть получена невзрывоопасная диэлектрическая изоляционная среда, имеющая высокую диэлектрическую прочность относительно воздуха и имеющая в то же время точку кипения меньше 30°С. Это особенно существенно для целевого применения изоляционной среды в электрическом устройстве, таком как, например, газоизолированное распределительное устройство, газоизолированная линия электропередач или газоизолированная подстанция. Путем применения гидрофтормоноэфира, содержащего пять или шесть атомов углерода, можно достичь отсутствия взрывоопасности и высокой диэлектрической прочности наряду с точкой кипения менее 55°С или менее 40°С.

В контексте данного изобретения термин «точка кипения» следует понимать как точка кипения при атмосферном давлении, т.е. порядка 1 бар.

Учитывая воспламеняемость соединений, также предпочтительно, чтобы отношение числа атомов фтора к общему числу атомов фтора и водорода, здесь коротко называемое «доля F», гидрофтормоноэфира было равно, по меньшей мере, 5:8. Было обнаружено, что соединения, попадающие под это определение, обычно являются невоспламеняемыми и, таким образом, приводят к тому, что изоляционная среда удовлетворяет самым высоким требованиям безопасности.

В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления отношение числа атомов фтора к числу атомов углерода, здесь коротко называемое «отношение F/C», находится в интервале от 1,5:1 до 2:1. Такие соединения обычно имеют ПГП меньше 1000 за 100 лет, тем самым приводя к очень безвредной для окружающей среды изоляционной среде. Особенно предпочтительно, чтобы гидрофтормоноэфир имел ПГП менее 700 за 100 лет.

В вариантах осуществления диэлектрическая изоляционная среда в целом имеет потенциал глобального потепления ПГП за 100 лет, равный менее 1000, предпочтительно, менее 700, предпочтительно, менее 300, предпочтительно, менее 100, предпочтительно, менее 50, предпочтительно, менее 20, наиболее предпочтительно, менее 10.

Что касается аспекта защиты окружающей среды, также предпочтительно, чтобы гидрофторидмоноэфир также имел ПОИ, равный 0, как было упомянуто ранее.

Упомянутые ранее желаемые эффекты могут быть, в частности, достигнуты с помощью гидрофтормоноэфира, имеющего общую структуру (I)

C_aH_bF_c-O-C_dH_eF_f $$$$ (I)

где а и d независимо друг от друга являются целыми числами от 1 до 3 при а+d=3 или 4, или 5, или 6, в частности, 3 или 4, b и с независимо друг от друга являются целыми числами от 0 до 11, в частности, от 0 до 7, при b+c=2a+1, и e и f независимо друг от друга являются целыми числами от 0 до 11, в частности, от 0 до 7, при e+f=2d+1, и, кроме того, по меньшей мере, один из b и e равен 1 или более, и, по меньшей мере, один из с и f равен 1 или более.

Таким образом, предпочтительным вариантом осуществления является такой, для которого в общей структуре или формуле (I) гидрофтормоноэфира:

а равен 1, b и c независимо друг от друга являются целыми числами в интервале от 0 до 3, с b+c=3, d=2, e и f независимо друг от друга являются целыми числами в интервале от 0 до 5, при b+c=5, и, кроме того, по меньшей мере, один из b и е равен 1 или более, и, по меньшей мере, один из с и f равен 1 или более.

В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления только один из с и f в общей структуре (I) равен 0. Соответствующее группирование атомов фтора с одной стороны эфирной связи, при том, что другая сторона остается незамещенной, называется «сегрегация». Было обнаружено, что сегрегация уменьшает точку кипения по сравнению с несегрегированными соединениями с той же длиной цепи. Эта особенность, таким образом, представляет особый интерес для диэлектрической изоляционной среды, так как соединения с более длинными цепями, которые делают возможной большую диэлектрическую прочность, могут быть использованы без риска сжижения при рабочих условиях.

Наиболее предпочтительно, гидрофтормоноэфир в соответствии с данным изобретением выбирается из группы, состоящей из пентафторэтилметилэфира (CH₃-O-CF₂CF₃) и 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфира (CF₃-O-CH₂CF₃).

Пентафторэтилметилэфир имеет точку кипения, равную +5,25°С и ПГП, равный 697 за 100 лет, причем доля F равна 0,625, в то время как 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфир имеет точку кипения, равную +11°С и ПГП, равный 487 за 100 лет, причем доля F равна 0,75. Они оба имеют ПОИ, равный 0, и, таким образом, полностью приемлемы с точки зрения защиты окружающей среды.

Кроме того, было обнаружено, что пентафторэтилметилэфир термически устойчив при температуре в 175°С в течение 30 дней и, следовательно, полностью подходит для рабочих условий, заданных в областях применения электрической изоляции. Так как исследования термической устойчивости гидрофтормоноэфиров с большим молекулярным весом показали, что эфиры, содержащие полностью гидрированные метильные или этильные группы, имеют меньшую термическую устойчивость по сравнению с эфирами, имеющими частично гидрированные группы, можно принять, что термическая устойчивость 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфира также даже больше.

Гидрофтормоноэфиры, в общем, и пентафторэтилметилэфир, также как и 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфир, в частности, демонстрируют малую вероятность токсичности для людей. Это можно заключить из доступных результатов исследований ГФУ (гидрофторуглерода) на млекопитающих. Кроме того, информация, доступная относительно коммерческих гидрофтормоноэфиров, не свидетельствует о канцерогенности, мутагенности, воздействии на репродуктивные функции/развитие или других хронических эффектах соединений согласно данной заявке.

На основании данных, доступных относительно коммерческих гидрофторэфиров с большим молекулярным весом, можно заключить, что гидрофтормоноэфиры согласно данной заявке, в общем, и, в частности, пентафторэтилметилэфир, также как и 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфир, имеют летальную концентрацию LC 50 больше 10000 ppm, что делает их подходящими для областей применения изоляции с токсикологической точки зрения.

Гидрофтормоноэфир в соответствии с данным изобретением имеет более высокую диэлектрическую прочность по сравнению с воздухом. В частности, пентафторэтилметилэфир имеет диэлектрическую прочность примерно в 2,4 раза больше, чем у воздуха при 1 бар, как будет показано со ссылкой на фигуры ниже.

Учитывая его точку кипения, которая, предпочтительно, ниже 55°С, более предпочтительно, ниже 40°С, в частности, ниже 30°С, гидрофтормоноэфир в соответствии с данным изобретением, в частности, пентафторэтилметилэфир и 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфир, соответственно, обычно находится в газообразном состоянии при рабочих условиях, что требуется для многих областей применения, и, в частности, для переключений под высоким напряжением в газоизолированных распределительных устройствах (КРУЭ - комплектных распределительных устройствах с элегазовой изоляцией).

Диэлектрическая изоляционная среда данной заявки может являться газообразной смесью, которая кроме гидрофтормоноэфира, предпочтительно, включает в себя воздух и/или, по меньшей мере, один компонент воздуха, в частности, выбранный из группы, состоящей из диоксида углерода (CO₂), кислорода (O₂) и азота (N₂), и/или благородного газа, и/или оксида азота (NO), и/или диоксида азота (NO₂), и/или оксид диазота (N₂O), в качестве буферного газа или газа-носителя. Как вариант диэлеткрическая изоляционная среда может главным образом состоять из гидрофтормоноэфира.

Путем использования подходящего газа, добавляемого в качестве примеси, может быть достигнуто дальнейшее увеличение диэлектрической прочности изоляционной среды.

В случае пентафторэтилметилэфира, например, может быть достигнута диэлектрическая прочность, равная 68 кВ/см при полном давлении в 1 бар, путем добавления малого количества газа, добавляемого в качестве примеси, (который имеет более высокую точку кипения по сравнению с пентафторэтилметилэфиром и диэлектрическую прочность больше, чем у SF₆). Диэлектрическая прочность, полученная таким образом, выше диэлектрической прочности SF₆ при таком же давлении (84 кВ/см), как будет показано со ссылкой на фигуры ниже.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления подходящие газы, добавляемые в качестве примеси, выбираются из группы, состоящей из фторкетонов, содержащих от 4 до 15 атомов углерода, предпочтительно, от 4 до 12 атомов углерода, более предпочтительно, от 4 до 10 атомов углерода, еще более предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода, даже еще более предпочтительно от 5 до 8 атомов углерода, и, наиболее предпочтительно, являются фторкетоном, содержащим ровно 5 и/или ровно 6, и/или ровно 7, и/или ровно 8 атомов углерода. В соответствии с особенно предпочтительным вариантом осуществления додекафтор-2-метилпентан-3-он и/или декафтор-2-метилбутан-3-он используется в качестве газа, добавляемого в качестве примеси, так как было обнаружено, что они имеют очень высокие изолирующие свойства и крайне низкий ПГП. Диэлектрическая изоляционная среда, включающая в себя такие фторкетоны, была раскрыта в ранее поданной заявке PCT/EP2009/057294 того же заявителя, включенной в данную заявку путем ссылки.

Термин «фторкетон» в соответствии с тем, как он здесь использован, следует интерпретировать в широком смысле, и он должен охватывать как перфторкетоны, так и гидрофторкетоны. Термин также должен охватывать как насыщенные соединения, так и ненасыщенные соединения, включающие двойные и/или тройные связи. По меньшей мере, частично фторированная алкильная цепь фторкетонов может быть линейной или разветвленной.

Термин «фторкетон» должен также охватывать фторкетоны, имеющие циклический углеродный скелет. Термин «фторкетон» должен отображать химическую структуру, которая включает в себя карбонильную группу и с каждой стороны от нее по алкильной группе. Термин «фторкетон» может включать в себя дополнительные гетероатомы внутри цепи (т.е. гетероатомы, соединенные с химической структурой, включающей в себя карбонильную группу и с каждой стороны от нее по алкильной группе), например, может включать в себя, по меньшей мере, гетероатом, который является частью углеродного скелета и/или соединен с углеродным скелетом. В примерных вариантах осуществления у фторкетона не должно быть гетероатома.

Термин «фторкетон» должен также охватывать фтордикетоны, имеющие две карбонильные группы, или фторкетоны, имеющие более двух карбонильных групп. В примерных вариантах осуществления фторкетон должен являться фтормонокетонами.

В примерных вариантах осуществления фторкетон является перфторкетоном, и/или фторкетон имеет разветвленную алкильную цепь, в частности, по меньшей мере, частично фторированную алкильную цепь, и/или фторкетон включает в себя полностью насыщенные соединения. Выражение «фторкетон включает в себя полностью насыщенные компоненты» означает, что могут быть включены как отдельный, полностью насыщенный фторкетон, т.е. фторкетон без каких-либо двойных связей или тройных связей, так и смесь из двух и более полностью насыщенных фторкетонов.

В варианте осуществления фторкетон является или включает в себя, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соединений, определенных следующими структурными формулами, в которых, по меньшей мере, один атом водорода замещен атомом фтора:

В вариантах осуществления фторкетон является или включает в себя перфторкетон, в частности, имеет молекулярную формулу C₅F₁₀O, т.е. является полностью насыщенным без двойных или тройных связей. Фторкетон может быть, более предпочтительно, выбран из группы, состоящей из 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-(трифторметил)бутан-2-она (также называемого декафтор-3-метилбутан-2-оном), 1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-декафторпентан-2-она, 1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-декафторпентан-3-она, 1,1,1,4,4,5,5,5-октафтор-3-бис(трифторметил)-пентан-2-она; и, наиболее предпочтительно, является 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-(трифторметил)бутан-2-оном.

В вариантах осуществления дополнительный фторкетон является или включает в себя, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соединений, определенных следующими структурными формулами, в которых, по меньшей мере, один атом водорода замещен атомом фтора:

и/или является или включает в себя, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соединений, определенных следующими структурными формулами, в которых, по меньшей мере, один атом водорода замещен атомом фтора: предпочтительно, является 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-(трифторметил)бутан-2-оном.

В вариантах осуществления дополнительный фторкетон является или включает в себя, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из соединений, определенных следующими структурными формулами, в которых, по меньшей мере, один атом водорода замещен атомом фтора:

, называемый додекафторциклопентаном.

В вариантах осуществления фторкетон имеет молекулярную формулу C₆F₁₂O, т.е. полностью насыщен без двойных или тройных связей. Более предпочтительно, фторкетон может быть выбран из группы, состоящей из 1,1,1,2,4,4,5,5,5-нонафтор-2-(трифторметил)пентан-3-она (также называемого додекафтор-2-метилпентан-3-оном), 1,1,1,3,3,4,5,5,5-нонафтор-4-(трифторметил)пентан-2-она (также называемого додекафтор-4-метилпентан-2-оном), 1,1,1,3,4,4,5,5,5-нонафтор-3-(трифторметил)пентан-2-она (также называемого додекафтор-3-метилпентан-2-оном), 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-бис-(трифторметил)бутан-2-она (также называемого додекафтор-3,3-(диметил)бутан-2-оном, додекафторгексан-2-она и додекафторгексан-3-она, и, в частности, является упомянутым 1,1,1,2,4,4,5,5,5-нонафтор-2-(трифторметил)пентан-3-оном.

Тем не менее, отдельно от приведенных выше газообразных вариантов осуществления, также возможно, что изоляционная среда, или, по меньшей мере, один из ее компонентов находится в жидкой форме при определенных рабочих условиях или даже постоянно. Здесь выражение «жидкая форма» следует понимать в широком смысле как охватывающее любое состояние вещества или смеси, которое включает в себя, по меньшей мере, частично жидкость в любой форме, например, жидкую фазу, аэрозольную фазу, фазу перенасыщенного пара или их сочетания. Такая жидкая форма изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов может, например, присутствовать в областях применения с низкой температурой окружающей среды. В частности, изоляционная среда может являться двухфазной системой, включающей в себя гидрофтормоноэфир как в жидком, так и в газообразном состоянии. Более конкретно, изоляционная среда может являться аэрозолем, включающим в себя капли гидрофтормоноэфира, распределенные в газовой фазе, включающей в себя гидрофтормоноэфир в газообразном состоянии.

Изоляционные свойства изоляционного газа, и, в частности, его напряженность поля при пробое, может регулироваться температурой, давлением и/или составом системы. Если используется двухфазная система, включающая в себя гидрофтормоноэфир как в жидкой, так и в газовой фазе, увеличение температуры приводит не только к увеличению абсолютного давления, но также и к увеличению концентрации гидрофтормоноэфира в изоляционном газе в связи с более высоким давлением пара.

Было обнаружено, что для многих областей применения изоляционного газа, таких как области применения в интервале средних и высоких напряжений, значительное молярное отношение, т.е. молярное отношение гидрофтормоноэфира к остальным компонентам среды (обычно газу-носителю или буферному газу), и, следовательно, также значительное напряжение поля при пробое могут быть достигнуты даже при очень низких рабочих температурах, например, вплоть до порядка - 30°С или даже -40°С, даже без дополнительных средств, таких как внешнее нагревание или выпаривание.

Предпочтительно, молярная доля гидрофтормоноэфира в изоляционной среде больше 1%, предпочтительно, больше 2%, более предпочтительно, больше 3%, в частности, больше 3,5%.

Как было упомянуто, изоляционная среда по данному изобретению особенно полезна в электрических областях применения. Данное изобретение, таким образом, также относится к применению описанного здесь гидрофтормоноэфира в диэлектрической изоляционной среде для устройства генерации, распределения и/или использования электрической энергии.

Данное изобретение также охватывает применение диэлектрической изоляционной среды, как описано в любом из пунктов 1-33 формулы изобретения, для диэлектрической изоляции в устройстве генерации, распределения и/или использования электрической энергии.

Аналогично, данное изобретение также относится к устройству генерации, распределения и/или использования электрической энергии, причем указанное устройство включает в себя корпус, который определяет изолирующее пространство, и электрически активную часть, расположенную внутри изолирующего пространства. Это изолирующее пространство включает в себя изоляционную среду, описанную выше.

Кроме того, термин «электрически активная часть» в данном контексте следует интерпретировать в широком смысле, включая проводник, проводниковую структуру, выключатель, проводящий компонент, разрядник для защиты от перенапряжений и им подобные.

В частности, устройство по данному изобретению включает в себя распределительное устройство, в частности, изолированное воздухом или газоизолированное распределительное устройство, заключенное в металлический (или какой-либо другой) корпус, или гибридное (т.е. частично изолированное воздухом и частично газоизолированное) распределительное устройство, или комплектное распределительное устройство среднего напряжения, или блок кольцевой магистрали, или баковый выключатель или PASS-модуль (модуль подключения-и-переключения), или их часть и/или компонент, в частности, токопроводящая шина, проходной изолятор, кабель, газоизолированный кабель, кабельная муфта, трансформатор тока, трансформатор напряжения и/или разрядник для защиты от перенапряжений.

Распределительные устройства, в частности, газоизолированные переключательные устройства (КРУЭ) хорошо известны специалисту в данной области техники. Пример переключательного устройства, для которого данное изобретение особенно хорошо подходит, например, приведен в заявке EP-A-1933432, абзацы с [0011] по [0015], раскрытие которой включено сюда путем ссылки.

Дополнительно предпочтительно, чтобы устройство являлось переключателем, в частности, заземляющим переключателем (например, быстродействующим заземляющим переключателем), разъединителем, совмещенным разъединителем и заземляющим переключателем, переключателем под нагрузкой или выключателем, в частности, выключателем среднего напряжения, генераторным выключателем и/или выключателем высокого напряжения.

В другом варианте осуществления устройство является выключателем высокого напряжения, имеющим камеру повышения давления для обеспечения дугогасящего газа под давлением, и в процессе переключения гидрофтормоноэфир разлагается в камере повышения давления и/или в области дуги во время фазы гашения дуги. Такое молекулярное разложение позволяет еще больше увеличить число молекул и, следовательно, давление, которое доступно для гашения дуги. Гидрофтормоноэфир также полезен в области выбросов выключателя, так как его довольно низкая температура диссоциации выступает в роли температурного барьера в выбрасываемом газе. Другими словами, термическая энергия в выбрасываемом газе может быть поглощена путем диссоциации гидрофтормоноэфира в выбросах, что предотвращает дальнейшее увеличение температуры в выбрасываемом газе выше температуры диссоциации гидрофтормоноэфира.

В соответствии с другим вариантом осуществления устройство может являться трансформатором, в частности, распределительным трансформатором или силовым трансформатором.

В соответствии с еще другими вариантами осуществления устройство также может являться, например, электрической вращающейся машиной, генератором, двигателем, приводом, полупроводящим устройством, устройством силовой электроники и/или их компонентом.

В вариантах осуществления устройство имеет традиционную конструкцию для поддержания давления для заполнения гексафторидом серы SF₆ и заполнен диэлектрической изоляционной средой как заявлено в пункте 1 формулы изобретения и в зависимых пунктах формулы изобретения и, в частности, устройство не содержит гексафторид серы SF₆.

Изобретение, в частности, относится к устройству среднего или высокого напряжения. Термин «среднее напряжение» в соответствии с тем, как он здесь использован, относится к напряжению в интервале от 1 кВ до 72 кВ, в то время как термин «высокое напряжение» относится к напряжению более 72 кВ. Области применения в диапазоне низкого напряжения ниже 1 кВ также реализуемы.

Для того чтобы достичь желаемых диэлектрических параметров устройства, таких как желаемая диэлектрическая стойкость (например, представленная желаемой напряженностью поля при пробое) и интервал рабочих температур, устройство может включать в себя управляющий элемент (также называемый «системой регулирования текучей среды») для управления отдельно или совместно: составом, в частности, химическим составом или составом физической фазы, такой как двухфазная система из газа и жидкости, и/или температурой изоляционной среды, и/или абсолютным давлением, плотностью газа, парциальным давлением и/или парциальной плотностью газа изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов, соответственно. В частности, управляющий элемент может включать в себя нагреватель и/или испаритель для управления давлением пара гидрофтормоноэфира в соответствии с изобретением, что особенно хорошо подходит для областей применения с низкой температурой окружающей среды. Испаритель может, например, являться ультразвуковым испарителем или может включать в себя распылительные сопла для распыления изоляционной среды в устройство.

Если используется испаритель, он также должен включать в себя дозирующий элемент для установления концентрации гидрофтормоноэфира в изоляционной среде в соответствии с требованиями к напряженности поля при пробое. Это будет примерно показано более подробно ниже для газоизолированного распределительного устройства среднего или высокого напряжения. Более того, управляющий элемент может включать в себя измерительный элемент для измерения контрольных параметров, таких как температура, давление и/или состав, в частности, уровня жидкой фазы, и/или элемент мониторинга для наблюдения за такими параметрами.

Как было упомянуто, данное изобретение также относится к применению гидрофтормоноэфира, в соответствии с тем, как он был описан выше и где-либо еще в данной заявке, в диэлектрической изоляционной среде для электрического устройства для генерации, распределения и/или использования электрической энергии, как также описано здесь.

В вариантах осуществления диэлектрическая изоляционная среда и устройство, включающее в себя диэлектрическую изоляционную среду, и применение гидрофтормоноэфира в качестве диэлектрической изоляционной среды, могут включать в себя, дополнительно к гидрофтормоноэфиру, по меньшей мере, один газообразный компонент а) или элемент а1) газообразного компонента, выбранные из первой группы, состоящей из: воздуха; компонента воздуха, в частности, азота, кислорода или диоксида углерода; оксида азота, диоксида азота, оксида диазота N₂O, CF₃I; благородных газов и, в частности, аргона; метана, гексафторида серы SF₆; перфторуглеродов, в частности тетрафторида углерода CF₄, C₂F₆, C₃F₈ или с-C₄F₈; фторкетонов, в частности, фторкетонов, содержащих ровно 5 или 6, или 7, или 8 атомов углерода; перфторэфиров, в частности, перфтормоноэфиров; и их смесей. Такие газообразные компоненты а1) могут иметь несколько преимуществ, таких как: хорошая диэлектрическая прочность; низкие точки кипения, в частности, более низкие точки кипения по сравнению с гидрофтормоноэфирами, и, предпочтительно, точки кипения ниже 0°С или ниже -10°С, или ниже -20°С, или ниже -30°С, или ниже -40°С; таким образом, они могут расширить интервал рабочих температур до более низких значений; и могут обеспечить, в частности, в случае SF₆ или SF₄, когда они примешиваются в более малых количествах, относительно низкий вклад в общее все еще приемлемое значение ПГП газообразной смеси или диэлектрической изоляционной среды.

В дополнительных вариантах осуществления диэлектрическая изоляционная среда и устройство, включающее в себя диэлектрическую изоляционную среду, и использование гидрофтормоноэфира в качестве диэлектрической изоляционной среды могут включать в себя, в дополнение к гидрофтормоноэфиру и, как вариант, перечисленным выше газообразным компонентам и/или элементам газообразного компонента, по меньшей мере, один газообразный компонент а) или элемент газообразного компонента а2), выбранные из второй группы, состоящей из: CHF₃, (C₂F₅)₂O, (CF₃)₂O; других перфторуглеродов и, в частности, C₂F₄, C₃F₆, C₄F₁₀, C₄F₆, C₄F₈, C₆F₁₀, C₆F₁₂, C₆F₁₄, C₆F₆; C₂F₅COF, C₅F₈O₂, c-C₄F₇I, CF₃CF(CF₃)CF₂I, CF₃CF₂CF₂CF₂I, CF₃CF₂CF₂I, CF₃CF₂I, CF₃CHFCF₂I, CF₃SF₅, CH₂F₂, CH₃-c-C₄F₆I, CH₃CF(CF₃)CF(CF₃)CF₂I, CH₃CF₂CF₂I, CH3CHFCF(CF₂CF₃)CF₂I, CO; благородных газов и, в частности, He, Kr, Ne; N₂, перфтордиэтилтриэфира, перфторметилэтилтриэфира, пергалоидированных органических соединений, тетрадецилфторгексана, XeF₂, XeF₄; и их смесей.

В соответствии с одним вариантом осуществления газообразный компонент а) является объемным газом или буферным газом, или газом-носителем, который имеет большую мольную долю по сравнению с гидрофтормоноэфиром, в частности, газообразный компонент а) присутствует в количестве более 60%, предпочтительно, более 70%, более предпочтительно, более 80%, еще более предпочтительно, более 90%, особенно предпочтительно, более 95%, еще более предпочтительно, более 97% от изоляционной среды.

В соответствии с альтернативным вариантом осуществления газообразный компонент а), в частности, SF₆ и/или CF₄, имеет меньшую мольную долю по сравнению с гидрофтормоноэфиром, в частности, газообразный компонент а) присутствует в количестве менее 40%, предпочтительно, менее 30%, более предпочтительно, менее 20%, еще более предпочтительно, менее 10%, особенно предпочтительно, менее 5%, еще более предпочтительно, менее 3%, и, наиболее предпочтительно, менее 1% от изоляционной среды.

В других вариантах осуществления для диэлектрической изоляционной среды, такой как описанная здесь в данной заявке и заявленная здесь и далее, раскрыты устройство и применение, причем устройство и применение включают в себя гидрофтормоноэфир, как вариант, в смеси с, например, диоксидом углерода и/или воздухом, и/или кислородом. Смесь гидрофтормоноэфира с диоксидом углерода и/или воздухом, и/или кислородом, наиболее предпочтительно, используется в качестве дугогасящего газа в выключателе, в частности, в выключателе высокого напряжения или выключателе среднего напряжения. Использование кислорода в сочетании с гидрофтормоноэфиром снижает отложение углерода на электродах выключателя и/или уменьшает количество токсичных вторичных продуктов горения дуги в выключателе, в частности, после переключений. Использование диоксида углерода увеличивает дугогасящую способность смеси.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления данное изобретение не относится к использованию гидрофтормоноэфира в качестве вспенивателя, например, для получения полиуретановых термически изолирующих пен или для генерации пористых структур в других полимерах, пластмассах или металлах, использованных в качестве термически изолирующих материалов.

В соответствии с дополнительными вариантами осуществления, данное изобретение не относится к применению гидрофтормоноэфира в качестве хладагента в жидкой форме, в качестве охладителя для электронного оборудования или в качестве системы передачи тепла.

В соответствии с дополнительными вариантами осуществления данное изобретение не относится к применению гидрофтормоноэфира в качестве очищающего раствора, например, для электронных компонентов, аккуратной чистки медицинского или аналитического оборудования, или для финишной обработки металлов.

В соответствии с дополнительными вариантами осуществления данное изобретение не относится к применению гидрофтормоноэфира в качестве раствора-носителя для покрытий, смазок или агентов, уменьшающих трение, например, для устройств, таких как лезвия хирургических ножей.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления данное изобретение не относится к применению гидрофтормоноэфира для точного высушивания в полупроводниковых областях применения.

Изобретение далее проиллюстрировано с помощью следующих иллюстративных фигур, на которых:

Фиг. 1 изображает графическое отображение напряженностей поля при пробое вариантов осуществления диэлектрической изоляционной среды по данному изобретению как функцию от давления газа по сравнению с традиционными эталонными газами;

Фиг. 2 изображает чисто схематическое отображение среды или газоизолированного распределительного устройства высокого напряжения в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, включающего элемент регулирования температуры; и

Фиг. 3 изображает чисто схематическое отображение среды или газоизолированного распределительного устройства высокого напряжения в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения, включающего в себя элемент управления текучей средой.

Во всей данной заявке термины «предпочтительный», «предпочтительно», «более предпочтительный», «в частности» должны означать только «приведенный в качестве примера» и, следовательно, должны обозначать только варианты осуществления или примеры, т.е. их следует понимать только как варианты. Термин «отличается тем, что» обозначает отличие от известного уровня техники.

Фиг. 1 изображает напряжение пробоя или напряженность поля при пробое E_bd в кВ/см изоляционной среды в основном состоящей из пентафторэтилметилэфира, здесь кратко называемого HFE1, в заданном интервале давления. Как ясно из Фиг. 1, напряжение пробоя выше, чем установленное напряжение пробоя для чистого воздуха (которое изображено с помощью кругов) при соответствующем давлении. Путем добавления додекафтор-2-метилпентан-3-она в качестве газа, добавляемого в качестве примеси, имеющего парциальное давление, равное 0,14 бар, к пентафторэтилметилэфиру, имеющему парциальное давление, равное 0,84 бар, получается изоляционная среда, которая имеет напряжение пробоя (изображенное с помощью квадрата), которое даже превышает напряжение пробоя, полученное для SF₆ (изображенное с помощью треугольников) при соответствующем давлении, равном 0,98 бар.

Для того чтобы адаптировать давление и/или состав, и/или температуру изоляционной среды в системе, электрическое устройство может включать в себя управляющий элемент (или «систему регулирования текучей среды»), как было упомянуто выше. Это особенно важно для областей применения с низкими температурами вплоть до -30°С или даже -40°С.

В качестве примера, распределительное устройство высокого напряжения, включающее в себя элемент регулирования температуры, изображено на Фиг. 2. Распределительное устройство 2 включает в себя корпус 4, определяющий изолирующее пространство 6, и электрически активную часть 8, расположенную в изолирующем пространстве 6. Распределительное устройство 2 также включает в себя элемент 10а регулирования температуры для установления желаемой температуры в корпусе 4, или, по меньшей мере, в части корпуса 4, распределительного устройства и, таким образом, в изоляционной среде, содержащейся в изоляционном пространстве 6. Также любая другая часть, контактирующая с изоляционной средой, может быть нагрета для того, чтобы привести изоляционную среду или, по меньшей мере, ее части к желаемой температуре. Таким образом, давление пара гидрофтормоноэфира и, следовательно, его молярное отношение в изоляционном газе также как и абсолютное давление изоляционного газа могут соответствующим образом регулироваться. Как также изображено на Фиг. 2, гидрофтормоноэфир в этом варианте осуществления распределен по изолирующему пространству неоднородно в связи с градиентом температуры, заданным в изоляционном пространстве.

Альтернативный элемент управления или система управления текучей средой схематически изображена на Фиг. 3, на которой элемент 10b управления текучей средой относится к газоизолированному распределительному устройству как элемент управления. В соответсвтии с данным элементом управления состав диэлектрической изоляционной среды и, в частности, концентрация гидрофтормоноэфира регулируются дозирующим элементом (отдельно не изображенным), содержащимся в элементе 10b управления текучей средой, и получающаяся изоляционная среда впрыскивается или вводится, в частности, распыляется, в изолирующее пространство 6. В варианте осуществления, изображенном на Фиг. 3, изоляционное средство распыляется в изолирующее пространство в виде аэрозоля 14, в котором маленькие капли жидкого гидрофтормоноэфира распределены в соответствующем газе-носителе. Аэрозоль 14 распыляется в изолирующее пространство 6 посредством сопла 16, и гидрофтормоноэфир легко испаряется, что, таким образом, приводит к изолирующему пространству 6 с неравномерной концентрацией гидрофтормоноэфира, в особенности, с относительно высокой концентрацией вблизи стенок корпуса 4', включающих в себя сопла 16. Как вариант, изоляционная среда, в частности, концентрация, давление и/или температура изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов, в частности, гидрофтормоноэфира, могут регулироваться в элементе 10b управления текучей средой до впрыскивания в изолирующее пространство. Для того, чтобы гарантировать циркуляцию газа, дополнительные отверстия 18 обеспечены в верхней стенке корпуса 4, причем указанные отверстия ведут к каналу 20 в корпусе 4 и позволяют удалять изолирующую среду из изолирующего пространства 6. Распределительное устройство 2 с элементом 10b управления текучей средой, как изображено на Фиг. 3, может сочетаться с элементом 10а регулирования температуры, описанным в сочетании с Фиг. 2. Если не обеспечен элемент регулирования температуры, может произойти конденсация гидрофтормоноэфира при низкой температуре окружающей среды. Конденсированный гидрофтормоноэфир может собираться и повторно вводиться в циркуляцию изоляционной среды.

Более того, устройство 2 может иметь резервный объем гидрофтормоноэфира и/или газа, добавляемого в качестве примеси, такого как фторкетон, содержащий от 4 до 12 атомов углерода и, в частности, от 5 до 6 атомов углерода, и/или средства ограничения максимально допустимой рабочей температуры желаемой изоляционной среды такое, чтобы абсолютное давление заполнения поддерживалось ниже заданного предела давления устройства 2.

В контексте распределительных устройств, изображенных в качестве примера на Фиг. 2 и Фиг. 3, следует отметить, что номинальная токовая нагрузка обычно способствует испарению гидрофтормоноэфира за счет омического нагрева токопроводящих проводников.

В вариантах осуществления устройство 2 имеет диэлектрическую изоляционную среду, в которой гидрофтормоноэфир присутствует в таком количестве, что температура конденсации гидрофтормоноэфира ниже +5°С, предпочтительно, ниже -5°С, более предпочтительно, ниже -20°С, еще более предпочтительно, ниже -30°С, наиболее предпочтительно, ниже -40°С.

В дополнительных вариантах осуществления устройство 2 имеет диэлектрическую изоляционную среду, которая включает в себя газообразные компоненты в таких молярных объемах, что температура конденсации смеси газообразных компонентов ниже +5°С, предпочтительно, ниже -5°С, более предпочтительно, ниже -20°С, еще более предпочтительно, ниже -30°С, наиболее предпочтительно, ниже -40°С.

Для ясности: точка кипения или температура точки кипения относится к кривой давления пара компонента изоляционной среды как функции от температуры и, в частности, к точке кипения (температуре) при атмосферном давлении, т.е. при порядка 1 бар. Это является свойством компонента как такового и описывает его испарение и сжижение, в частности, при условиях давления окружающей среды.

Температура конденсации, напротив, относится к отдельному устройству, предоставляющему объем для приема диэлектрической изоляционной среды, его заполнению конкретной диэлектрической изоляционной средой, в частности, определенным типом и количеством компонента или компонентов диэлектрической изоляционной среды, при заданной температуре, например, при рабочей температуре или минимально допустимой рабочей температуре, и к соответствующему общему давлению диэлектрической изоляционной среды и парциальным давлениям ее компонентов. В такой среде конкретного устройства с конкретным выбором диэлектрической изоляционной среды температура конденсации определяет температуру, при которой газообразная часть фазы диэлектрической изоляционной среды, в частности, группа компонентов в газообразной фазе диэлектрической изоляционной среды, начинает конденсироваться в капли, которые оседают на внутренних поверхностях устройства и формируют на них жидкое «море». Такая конденсация может произойти при общей температуре конденсации, кратко называемой температурой конденсации, компонентов диэлектрической изоляционной среды, даже если точки кипения таких компонентов в их чистом виде могут различаться, например, на около 10 К или даже на около 50 К. В результате различных точек кипения и общей температуры конденсации молярные доли компонентов в газовой фазе и в жидкой фазе могут отличаться, когда начинается конденсация.

Поэтому термин «температура конденсации» является обобщенным параметром, описывающим конкретное устройство, имеющее конкретное заполнение диэлектрической изоляционной средой и при конкретных рабочих условиях.

Другими словами, температура конденсации определяется только природой и численной плотностью или молярным объемом (м³/моль) рассматриваемого диэлектрического изоляционного газообразного компонента или компонентов. Численная плотность или молярный объем соответствуют частичным давлениям в устройстве при заданной температуре. Таким образом, параметры «тип диэлектрического газообразного компонента или газообразных компонентов» и «численная плотность или молярные объемы» определяют, при какой температуре газ или группа газообразных компонентов будет конденсироваться.

В вариантах осуществления предполагается избегать конденсации путем выбора диэлектрической изоляционной среды, в частности, путем выбора типов и количества ее компонентов, и путем выбора давлений, т.е. парциальных давлений компонентов и общего давления, возможно, посредством дополнительного заполнения газом-носителем или объемным газом, и путем выбора рабочих условий, таких как температура.

Избежание конденсации выражается тем фактом, что температура конденсации должна быть ниже минимальной рабочей температуры или установленной рабочей температуры устройства, например, ниже +5°С или -5°С, или -20°С, или -30°С, или -40°С, как было указано выше.

Термин газ-носитель, или объемный газ или буферный газ, который моет являться или может содержаться в упомянутом выше газообразном компоненте а) или элементах а1), а2),… an) газообразного компонента, отличающихся от гидрофтормоноэфира, должен обозначать газообразную часть диэлектрической изоляционной среды, которая вносит вклад в диэлектрическую прочность, но обычно имеет меньшую диэлектрическую прочность по сравнению с (диэлектрически более активными или прочными) газообразными компонентами, такими как гидрофтормоноэфир(ы) и/или фторкетон(ы), и/или другие «диэлектрически прочные» газообразные компоненты. Такой газ-носитель, например, воздух, обычно имеет температуру конденсации существенно ниже температуры конденсации упомянутых выше диэлектрически прочных газообразных компонентов, таких как гидрофтормоноэфир(ы) и/или фторкетон(ы).

В вариантах осуществления диэлектрическая изоляционная среда является диэлектрическим изоляционном газом под избыточным давлением менее 8 бар, предпочтительно, менее 7,5 бар, более предпочтительно, менее 7 бар, в частности, равным или менее 6,5 бар; или диэлектрическая изоляционная среда является изоляционным диэлектрическим газом под избыточным давлением менее 2,5 бар, предпочтительно, менее 2,0 бар, более предпочтительно, менее 1,5 бар, в частности, равном или менее 1,2 бар.

В данной заявке явно раскрыто, что составляющие части диэлектрической изоляционной среды, такие как, например, различные типы гидрофтормоноэфиров, фторкетонов и газов-носителей, могут существовать или могут присутствовать в любых сочетаниях, будь то сочетания из двух, сочетания из трех, сочетания из четырех частей или им подобные сочетания. Таким образом, любые перечисления всех таких сочетаний являются частью данного описания. Более того, в данной заявке любое раскрытие и характеристика в формуле изобретения диэлектрической изоляционной среды, включающей в себя гидрофтормоноэфир, в соответствии с данным изобретением и любые варианты осуществления также являются раскрытием применения такого гидрофтормоноэфира в или в качестве диэлектрической изоляционной среды, и это применение явно здесь раскрыто и может быть включено в формулу как применение, в частности, путем замены термина «Диэлектрическая изоляционная среда, включающая в себя гидрофтормоноэфир» на термин «Применение гидрофтормоноэфира в или в качестве диэлектрической изоляционной среды».

Список ссылочных номеров

2 распределительное устройство

4 корпус

4' стенка корпуса

6 изолирующее пространство

8 электрически активная часть

10а элемент регулирования температуры

10b элемент управления текучей средой

14 аэрозоль

16 сопло

18 отверстие

20 канал

Изобретение относится к диэлектрической изоляционной среде, содержащей гидрофтормоноэфир, при этом гидрофтормоноэфир включает в себя, по меньшей мере, три атома углерода и имеет точку кипения ниже 55°C. Изобретение также относится к применению вышеуказанного гидрофтормоноэфира в диэлектрической изоляционной среде для электрического устройства (2) для генерации, распределения и/или использования электрической энергии; а также к использованию диэлектрической изоляционной среды для диэлектрической изоляции в электрическом устройстве (2) для генерации, распределения и/или использования электрической энергии. В изобретении также раскрывается устройство (2) для генерации, распределения и/или использования электрической энергии, причем указанное устройство (2) включает в себя корпус (4), определяющий изолирующее пространство (6), и электрически активную часть (8), расположенную внутри изолирующего пространства (6), причем указанное изолирующее пространство (6) включает в себя изоляционную среду, причем она является диэлектрической изоляционной средой. Изоляционная среда по данному изобретению имеет высокие изоляционные свойства, в частности высокую диэлектрическую прочность и в то же время низкий ПГП. Изобретение также позволяет создать изоляционную среду, которая химически и термически устойчива также до температур выше 140°С, которая нетоксична или имеет низкий уровень токсичности и которая, кроме того, некоррозийна и невзрывоопасна. 4 н. и 68 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Диэлектрическая изоляционная среда, включающая в себя гидрофтормоноэфир, отличающаяся тем, что гидрофтормоноэфир включает в себя, по меньшей мере, три атома углерода и имеет точку кипения ниже 55°C.

2. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 1, причем гидрофтормоноэфир включает в себя смесь из различных по структуре гидрофтормоноэфиров.

3. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 1, причем диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразный компонент а), отличный от гидрофтормоноэфира, в частности газообразный компонент а), включающий в себя смесь из, по меньшей мере, двух элементов a1), а2) … an) газообразного компонента.

4. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 2, причем диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразный компонент а), отличный от гидрофтормоноэфира, в частности газообразный компонент а), включающий в себя смесь из, по меньшей мере, двух элементов a1), а2) … an) газообразного компонента.

5. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 1, в которой гидрофтормоноэфир содержит три или четыре атома углерода, предпочтительно ровно три атома углерода.

6. Диэлектрическая изоляционная среда п. 1, в которой гидрофтормоноэфир имеет точку кипения выше -20°C.

7. Диэлектрическая изоляционная среда п. 2, в которой гидрофтормоноэфир имеет точку кипения выше -20°C.

8. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 1, в которой гидрофтормоноэфир имеет точку кипения ниже 40°C, более предпочтительно ниже 30°C.

9. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 2, в которой гидрофтормоноэфир имеет точку кипения ниже 40°C, более предпочтительно ниже 30°C.

10. Диэлектрическая изоляционная среда п. 1, в которой отношение числа атомов фтора к общему числу атомов фтора и углерода гидрофтормоноэфира составляет, по меньшей мере, 5:8.

11. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 2, в которой отношение числа атомов фтора к общему числу атомов фтора и углерода гидрофтормоноэфира составляет, по меньшей мере, 5:8.

12. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 1, в которой отношение числа атомов фтора к числу атомов углерода гидрофтормоноэфира находится в интервале от 1,5:1 до 2:1.

13. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 2, в которой отношение числа атомов фтора к числу атомов углерода гидрофтормоноэфира находится в интервале от 1,5:1 до 2:1.

14. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой гидрофтормоноэфир имеет потенциал глобального потепления меньше 1000 за 100 лет, предпочтительно меньше 700 за 100 лет.

15. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, причем диэлектрическая изоляционная среда имеет потенциал глобального потепления ПГП за 100 лет менее 1000, предпочтительно менее 700, предпочтительно менее 300, предпочтительно менее 100, предпочтительно менее 50, предпочтительно менее 20, наиболее предпочтительно менее 10.

16. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой гидрофтормоноэфир имеет потенциал озонового истощения, равный 0.

17. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой гидрофтормоноэфир имеет общую структуру
$$C_a{H}_b{F}_c-O-C_d{H}_e{F}_f\text{ (I)}$$
где a и d независимо друг от друга являются целыми числами от 1 до 3 при a+d=3, или 4, или 5, или 6, в частности 3 или 4, b и с независимо друг от друга являются целыми числами от 0 до 11, в частности от 0 до 7, при b+с=2а+1, и е и f независимо друг от друга являются целыми числами от 0 до 11, в частности от 0 до 7, при e+f=2d+1, и, кроме того, по меньшей мере, один из b и е равен 1 или более, и, по меньшей мере, один из с и f равен 1 или более.

18. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 17, в которой в общей структуре (I) гидрофтормоноэфира а равен 1, b и с независимо друг от друга являются целыми числами в интервале от 0 до 3, при b+c=3, d=2, е и f независимо друг от друга являются целыми числами в интервале от 0 до 5, при e+f=5, и, кроме того, по меньшей мере, один из b и е равен 1 или более, и, по меньшей мере, один из с и f равен 1 или более.

19. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 17, в которой в общей структуре (I) только один из с и f равен 0.

20. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 18, в которой в общей структуре (I) только один из с и f равен 0.

21. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, причем гидрофтормоноэфир выбирается из группы, состоящей из пентафторэтилметилэфира и/или 2,2,2-трифторэтил-трифторметилэфира.

22. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, дополнительно включающая в себя газ, добавляемый в качестве примеси, в частности фторкетон, содержащий от 4 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 12 атомов углерода, более предпочтительно от 4 до 10 атомов углерода, еще более предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода, даже еще более предпочтительно от 5 до 8 атомов углерода, наиболее предпочтительно фторкетон, содержащий ровно 5, и/или ровно 6, и/или ровно 7, и/или ровно 8 атомов углерода.

23. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 17, дополнительно включающая в себя газ, добавляемый в качестве примеси, в частности фторкетон, содержащий от 4 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 12 атомов углерода, более предпочтительно от 4 до 10 атомов углерода, еще более предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода, даже еще более предпочтительно от 5 до 8 атомов углерода, наиболее предпочтительно фторкетон, содержащий ровно, 5 и/или ровно 6, и/или ровно 7, и/или ровно 8 атомов углерода.

24. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 21, дополнительно включающая в себя газ, добавляемый в качестве примеси, в частности фторкетон, содержащий от 4 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 4 до 12 атомов углерода, более предпочтительно от 4 до 10 атомов углерода, еще более предпочтительно от 4 до 8 атомов углерода, даже еще более предпочтительно от 5 до 8 атомов углерода, наиболее предпочтительно фторкетон, содержащий ровно, 5 и/или ровно 6, и/или ровно 7, и/или ровно 8 атомов углерода.

25. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 22, причем газ, добавляемый в качестве примеси, включает в себя, по меньшей мере, один фторкетон, который является перфторкетоном, и/или имеет разветвленную алькильную цепь, и/или является полностью насыщенным соединением.

26. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 22, причем газ, добавляемый в качестве примеси, включает в себя фторкетон, имеющий молекулярную формулу C₅F₁₀O или C₆F₁₂O и выбираемый из группы, состоящей из 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-(трифторметил)бутан-2-она, 1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-декафторпентан-2-она, 1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-декафторпентан-3-она и 1,1,1,4,4,5,5,5-октафтор-3-бис(трифторметил)-пентан-2-она; и предпочтительно является 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-(трифторметил)бутан-2-оном; из 1,1,1,2,4,4,5,5,5-нонафтор-2-(трифторметил)пентан-3-она (также называемого додекафтор-2-метилпентан-3-оном), 1,1,1,3,3,4,5,5,5-нонафтор-4-(трифторметил)пентан-2-она (также называемого додекафтор-4-метилпентан-2-оном), 1,1,1,3,4,4,5,5,5-нонафтор-3-(трифторметил)пентан-2-она (также называемого додекафтор-3-метилпентан-2-оном), 1,1,1,3,4,4,4-гептафтор-3-бис-(трифторметил)бутан-2-она (также называемого додекафтор-3,3-(диметил)бутан-2-оном, додекафторгексан-2-она и додекафторгексан-3-она, и, в частности, является 1,1,1,2,4,4,5,5,5-нонафтор-2-(трифторметил)пентан-3-оном.

27. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 22, причем газ, добавляемый в качестве примеси, включает в себя декафтор-2-метилбутан-3-он и/или додекафтор-2-метилпентан-3-он.

28. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 24, причем газ, добавляемый в качестве примеси, включает в себя декафтор-2-метилбутан-3-он и/или додекафтор-2-метилпентан-3-он.

29. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой молярная доля гидрофтормоноэфира в изоляционной среде больше 1%, предпочтительно больше 2%, более предпочтительно больше 3%, в частности больше 3,5%.

30. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой гидрофтормоноэфир находится в газовой фазе в изоляционной среде при рабочих условиях.

31. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой гидрофтормоноэфир присутствует в виде аэрозоля (14) в изоляционной среде при рабочих условиях.

32. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 1-13, в которой диэлектрическая изоляционная среда является диэлектрическим изоляционным газом под избыточным давлением менее 8 бар, предпочтительно менее 7,5 бар, более предпочтительно менее 7 бар, в частности, равным или менее 6,5 бар; или в которой диэлектрическая изоляционная среда является изоляционным диэлектрическим газом под избыточным давлением менее 2,5 бар, предпочтительно менее 2,0 бар, более предпочтительно менее 1,5 бар, в частности, равным или менее 1,2 бар.

33. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является газом-носителем, имеющим более низкую диэлектрическую прочность по сравнению с гидрофтормоноэфиром.

34. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразный компонент а), имеющий точку кипения при атмосферном давлении, которая на, по меньшей мере, 50 К, предпочтительно, по меньшей мере, 70 К, в частности, по меньшей мере, 100 К, ниже точки кипения при атмосферном давлении гидрофтормоноэфира.

35. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является инертным, и/или нетоксичным, и/или невоспламеняемым.

36. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) имеет диэлектрическую прочность более 10 кВ/(см бар), предпочтительно более 20 кВ/(см бар), в частности более 30 кВ/(см бар); и/или диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является газом-носителем, который сам имеет более низкую диэлектрическую прочность, чем гидрофтормоноэфир.

37. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 28, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) имеет диэлектрическую прочность более 10 кВ/(см бар), предпочтительно более 20 кВ/(см бар), в частности более 30 кВ/(см бар); и/или диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является газом-носителем, который сам имеет более низкую диэлектрическую прочность, чем гидрофтормоноэфир.

38. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является воздухом или компонентом воздуха, в частности, выбирается из группы, состоящей из азота, кислорода и диоксида углерода, и/или благородного газа.

39. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из п. 28, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) является воздухом или компонентом воздуха, в частности, выбирается из группы, состоящей из азота, кислорода и диоксида углерода, и/или благородного газа.

40. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем диэлектрический изоляционный газообразный компонент а) включает в себя молекулы с меньшим количеством атомов, чем в гидрофтормоноэфире, в частности включает в себя трехатомные и двухатомные молекулы или состоит из трехатомных и/или двухатомных молекул.

41. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, включающая в себя гидрофтормоноэфир в смеси с, по меньшей мере, одним газообразным компонентом а) или элементом a1) газообразного компонента, выбранными из первой группы, состоящей из: оксида азота NO, диоксида азота NO₂, оксида диазота N₂O, CF₃I, аргона, метана, гексафторида серы SF₆; перфторуглеродов, в частности тетрафторида углерода CF₄, C₂F₆, C₃F₈ или c-C₄F₈; перфторэфиров, в частности перфтормоноэфиров, и их смесей.

42. Диэлектрическая изоляционная среда по п. 28, включающая в себя гидрофтормоноэфир в смеси с, по меньшей мере, одним газообразным компонентом а) или элементом a1) газообразного компонента, выбранными из первой группы, состоящей из: оксида азота NO, диоксида азота NO₂, оксида диазота N₂O, CF₃I, аргона, метана, гексафторида серы SF₆; перфторуглеродов, в частности тетрафторида углерода CF₄, C₂F₆, C₃F₈ или c-C₄F₈; перфторэфирови, в частности перфтормоноэфиров, и их смесей.

43. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, включающая в себя гидрофтормоноэфир в смеси с, по меньшей мере, одним газообразным компонентом а) или элементом а2) газообразного компонента, выбранными из второй группы, состоящей из: CHF₃, (C₂F₅)₂O, (CF₃)₂O; других перфторуглеродов, в частности C₂F₄, C₃F₆, C₄F₁₀, C₄F₆, C₄F₈, C₆F₁₀, C₆F₁₂, C₆F₁₄, C₆F₆; C₂F₅COF, C₅F₈O₂, c-C₄F₇I, CF₃CF(CF₃)CF₂I, CF₃CF₂CF₂CF₂I, CF₃CF₂CF₂I, CF₃CF₂I, CF₃CHFCF₂I, CF₃SF₅, CH₂F₂, CH₃-c-C₄F₆I, CH₃CF(CF₃)CF(CF₃)CF₂I, CH₃CF₂CF₂I, CH₃CHFCF(CF₂CF₃)CF₂I, CO; благородных газов, в частности Не, Kr, Ne; N₂, перфтордиэтилтриэфира, перфторметилэтилтриэфира, пергалоидированных органических соединений, тетрадецилфторгексана, XeF₂, XeF₄ и их смесей.

44. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем газообразный компонент а) является объемным газом, или буферным газом, или газом-носителем, который имеет большую мольную долю по сравнению с гидрофтормоноэфиром, в частности газообразный компонент а) присутствует в количестве более 60%, предпочтительно более 70%, более предпочтительно более 80%, еще более предпочтительно более 90%, особенно предпочтительно более 95%, еще более особенно предпочтительно более 97% от изоляционной среды.

45. Диэлектрическая изоляционная среда по любому из пп. 3-13, причем газообразный компонент а), в частности SF₆ и/или CF₄, имеет меньшую мольную долю по сравнению с гидрофтормоноэфиром, в частности, газообразный компонент а) присутствует в количестве менее 40%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 20%, еще более предпочтительно менее 10%, особенно предпочтительно менее 5%, еще более особенно предпочтительно менее 3% и наиболее предпочтительно менее 1% от изоляционной среды.

46. Применение гидрофтормоноэфира, содержащего, по меньшей мере, три атома углерода, в частности гидрофтормоноэфира, в соответствии с тем, как он определен в любом из предыдущих пунктов, в диэлектрической изоляционной среде для электрического устройства (2) для генерации, распределения и/или использования электрической энергии.

47. Применение по п. 46, причем гидрофтормоноэфир является газообразным и используется в смеси с газообразным компонентом а), выбранным из группы, состоящей из: воздуха, компонента воздуха, азота, кислорода, диоксида углерода, оксида азота NO, диоксида азота NO₂, оксида диазота N₂O, CF₃I; благородных газов, в частности аргона; метана, гексафторида серы SF₆; перфторуглеродов, в частности тетрафторида углерода CF₄, C₂F₆, C₃F₈ или c-C₄F₈; фторкетонов, в частности фторкетонов, содержащих ровно, 5 или, 6 или, 7, или 8 атомов углерода; перфторэфиров, в частности перфтормоноэфиров, и их смесей.

48. Применение диэлектрической изоляционной среды по любому из пп. 1-45 для диэлектрической изоляции в электрическом устройстве (2) для генерации, распределения и/или использования электрической энергии.

49. Устройство (2) для генерации, распределения и/или использования электрической энергии, причем указанное устройство (2) включает в себя корпус (4), определяющий изолирующее пространство (6), и электрически активную часть (8), расположенную внутри изолирующего пространства (6), причем указанное изолирующее пространство (6) включает в себя изоляционную среду, отличающуюся тем, что она является диэлектрической изоляционной средой по любому из пп. 1-45.

50. Устройство (2) по п. 49, отличающееся тем, что в диэлектрической изоляционной среде гидрофтормоноэфир присутствует в таком количестве, что температура конденсации гидрофтормоноэфира ниже установленной рабочей температуры устройства (2), в частности ниже +5°C, предпочтительно ниже -5°C, более предпочтительно ниже -20°C, еще более предпочтительно ниже -30°C, наиболее предпочтительно ниже -40°C.

51. Устройство (2) по п. 49, отличающееся тем, что диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразные компоненты в таких молярных объемах, что температура конденсации смеси газообразных компонентов ниже установленной рабочей температуры устройства (2), в частности ниже +5°C, предпочтительно ниже -5°C, более предпочтительно ниже -20°C, еще более предпочтительно ниже -30°C, наиболее предпочтительно ниже -40°C.

52. Устройство (2) по п. 50, отличающееся тем, что диэлектрическая изоляционная среда включает в себя газообразные компоненты в таких молярных объемах, что температура конденсации смеси газообразных компонентов ниже установленной рабочей температуры устройства (2), в частности ниже +5°C, предпочтительно ниже -5°C, более предпочтительно ниже -20°C, еще более предпочтительно ниже -30°C, наиболее предпочтительно ниже -40°C.

53. Устройство (2) по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство является распределительным ycтpoйcтвoм (2), в частности изолированным воздухом или газоизолированным распределительным устройством (2), заключенным в металлический корпус, или гибридным распределительным устройством, или комплектным распределительным устройством среднего напряжения, или блоком кольцевой магистрали, или баковым выключателем или PASS-модулем (модулем подключения-и-переключения), или их частью и/или компонентом, в частности токопроводящей шиной, проходным изолятором, кабелем, газоизолированным кабелем, кабельной муфтой, трансформатором тока, трансформатором напряжения и/или разрядником для защиты от перенапряжений.

54. Устройство (2) по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство (2) является переключателем, в частности заземляющим переключателем, разъединителем, совмещенным разъединителем и заземляющим переключателем, переключателем под нагрузкой и/или выключателем.

55. Устройство (2) по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство является выключателем высокого напряжения, имеющим камеру повышения давления для обеспечения дугогасящего газа под давлением таким образом, что в процессе переключения гидрофтормоноэфир разлагается в камере повышения давления и/или области горения дуги во время фазы гашения дуги.

56. Устройство (2) по п. 54, отличающееся тем, что устройство включает в себя гидрофтормоноэфир в смеси с компонентом, выбранным из группы, состоящей из диоксида углерода, воздуха и кислорода, в качестве дугогасящего газа, в частности, для уменьшения отложения углерода на электродах и для уменьшения количества токсичных побочных продуктов горения дуги.

57. Устройство (2) по п. 55, отличающееся тем, что устройство включает в себя гидрофтормоноэфир в смеси с компонентом, выбранным из группы, состоящей из диоксида углерода, воздуха и кислорода, в качестве дугогасящего газа, в частности, для уменьшения отложения углерода на электродах и для уменьшения количества токсичных побочных продуктов горения дуги.

58. Устройство по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство является трансформатором, в частности распределительным трансформатором или силовым трансформатором.

59. Устройство по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство является электрической вращающейся машиной, генератором, двигателем, приводом, полупроводниковым устройством, устройством силовой электроники и/или их компонентом.

60. Устройство (2) по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что оно также включает в себя элемент (10а, 10b) управления для отдельного или совместного регулирования состава, температуры, абсолютного давления, парциального давления, плотности газа и/или парциальной плотности газа изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов, соответственно.

61. Устройство (2) по п. 53, отличающееся тем, что оно также включает в себя элемент (10а, 10b) управления для отдельного или совместного регулирования состава, температуры, абсолютного давления, парциального давления, плотности газа и/или парциальной плотности газа изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов соответственно.

62. Устройство (2) по п. 54, отличающееся тем, что оно также включает в себя элемент (10а, 10b) управления для отдельного или совместного регулирования состава, температуры, абсолютного давления, парциального давления, плотности газа и/или парциальной плотности газа изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов соответственно.

63. Устройство (2) по п. 55, отличающееся тем, что оно также включает в себя элемент (10а, 10b) управления для отдельного или совместного регулирования состава, температуры, абсолютного давления, парциального давления, плотности газа и/или парциальной плотности газа изляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов, соответственно.

64. Устройство (2) по п. 58, отличающееся тем, что оно также включает в себя элемент (10а, 10b) управления для отдельного или совместного регулирования состава, температуры, абсолютного давления, парциального давления, плотности газа и/или парциальной плотности газа изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов соответственно.

65. Устройство (2) по п. 59, отличающееся тем, что оно также включает в себя элемент (10а, 10b) управления для отдельного или совместного регулирования состава, температуры, абсолютного давления, парциального давления, плотности газа и/или парциальной плотности газа изоляционной среды или, по меньшей мере, одного из ее компонентов соответственно.

66. Устройство по п. 60, отличающееся тем, что элемент (10а, 10b) включает в себя нагреватель и/или испаритель (16) для регулирования парциального давления гидрофтормоноэфира, в частности для поддержания его выше требуемого уровня парциального давления.

67. Устройство по любому из пп. 61-65, отличающееся тем, что элемент (10а, 10b) включает в себя нагреватель и/или испаритель (16) для регулирования парциального давления гидрофтормоноэфира, в частности для поддержания его выше требуемого уровня парциального давления.

68. Устройство (2) по п. 60, отличающееся тем, что элемент (10а, 10b) управления включает в себя элемент (10а) регулирования температуры, включающий систему нагревания, для установления желаемой температуры в корпусе (4), или, по меньшей мере, в части корпуса (4), устройства (2), и/или элемент (10а, 10b) управления включает в себя элемент (10b) управления текучей средой для установки концентрации диэлектрической изоляционной среды, в частности гидрофтормоноэфира в изоляционной среде, и для впрыскивания получившейся изоляционной среды в устройство (2).

69. Устройство (2) по любому из пп. 61-65, отличающееся тем, что элемент (10а, 10b) управления включает в себя элемент (10а) регулирования температуры, включающий систему нагревания, для установления желаемой температуры в корпусе (4), или, по меньшей мере, в части корпуса (4), устройства (2), и/или элемент (10а, 10b) управления включает в себя элемент (10b) управления текучей средой для установки концентрации диэлектрической изоляционной среды, в частности гидрофтормоноэфира в изоляционной среде, и для впрыскивания получившейся изоляционной среды в устройство (2).

70. Устройство (2) по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство (2) имеет резервный объем жидкого гидрофтормоноэфира и/или фторкетона, в частности фторкетона, содержащего от 4 до 12 атомов углерода, и/или средства для ограничения максимально допустимой рабочей температуры изоляционной среды таким образом, чтобы абсолютное давление заполненного пространства поддерживалось ниже заданного предела давления для устройства (2).

71. Устройство (2) по любому из пп. 61-65, отличающееся тем, что устройство (2) имеет резервный объем жидкого гидрофтормоноэфира и/или фторкетона, в частности фторкетона, содержащего от 4 до 12 атомов углерода, и/или средства для ограничения максимально допустимой рабочей температуры изоляционной среды таким образом, чтобы абсолютное давление заполненного пространства поддерживалось ниже заданного предела давления для устройства (2).

72. Устройство (2) по любому из пп. 49-52, отличающееся тем, что устройство (2) имеет традиционное исполнение для высокого давления для заполнения гексафторидом серы SF₆ и вместо этого заполняется диэлектрической изоляционной средой по любому из пп. 1-45.