Моющая диэлектрическая жидкость для очистки электрооборудования без отключения от электропитания Российский патент 2025 года по МПК C11D3/18 

Область техники

Изобретение относится к области чистящих средств и обслуживания электрооборудования, более конкретно к моющей диэлектрической жидкости для очистки электрооборудования без отключения от электропитания.

Уровень техники

Загрязнение оборудования происходит на любом предприятии, что в свою очередь повышает вероятность его отказа. Основными видами загрязнения электрооборудования являются промышленная пыль, грязь, масложировые отложения, нагары, сажа, токопроводящие загрязнения. На внешней изоляции силового оборудования, такого как силовые трансформаторы и т.п., легко откладываются различные загрязнители, в результате чего характеристики изоляции снижаются, ток утечки увеличивается, безопасная работа электросети нарушается, а необходимость в очистке и ее кратность возрастают. Технология электрифицированной очистки электрифицированного оборудования относится к технологии очистки и обслуживания, которая используется для очистки пыли, масляных пятен, влаги, солености, углеродных пятен и других глубоких загрязнений на поверхности цепи быстро и тщательно, используя чистящее средство с характеристиками высокой изоляции, отсутствия горения, легкого испарения, экологичности и т.п., при условии, что не прекращается работа работающих электроприборов и силового оборудования, а также с использованием профессиональных инструментов, оборудование и инструменты для соблюдения профессиональных правил эксплуатации. Поэтому для реализации такой чистки требуется чистящее средство, которое отличается высокой эффективностью для удаления различных загрязнений, таких как пыль, масляные пятна, наэлектризованные частицы и другие, при этом такое средство должно быть использовано при нормальном рабочем состоянии электрооборудования. Наряду с этим важно, чтобы такое чистящее средство не оказывало негативного влияния на работу оборудования [CN 115466651].

В настоящее время основной очисткой энергетического оборудования является физическая очистка и химическая очистка. В настоящее время наиболее широко используемыми очистителями являются углеводородные очистители и очистители на основе галогенированных углеводородов. Большинство традиционных чистящих средств представляют собой чистящие средства, такие как трихлорметан, трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, фреон и т.п., а преимущества указанных чистящих средств заключаются в высокой очищающей способности, высокой скорости испарения, негорючести, хорошей электропроводности и т.п., но также есть проблемы сильной токсичности, повреждения озонового слоя, вред для здоровья человека, загрязнения окружающей среды и другие.

Из уровня техники известно чистящее средство для электрооборудования, которое содержит от 1 до 5% одного или нескольких спирто-эфирных растворителей, от 5 до 10% дихлорметана, от 30 до 50% тетрахлорэтилена, от 0 до 10% лимонена [CN 102660403].

Также из уровня техники известно электрифицированное изолирующее чистящее средство для электрического и механического оборудования. Электрифицированное изолирующее чистящее средство готовят из следующих компонентов в массовых частях: 15-20 частей трихлорэтилена, 20-25 частей дивинилэтиленгликоля, 5-10 частей этилацетата и 16-35 частей метилацетата [CN 112226301].

Из уровня техники известно средство для очистки изоляции электрооборудования, включающее тетрахлорэтилен, дихлорфторэтан, масляный растворитель D60. Указанное средство имеет слабый запах, высокую способности удалять пыль и масляные пятна и отсутствии коррозии на очищаемом материале [CN 105273869].

Несмотря на наличие разных чистящих средств для электрооборудования, сохраняется необходимость разработки новых и эффективных составов, которое удовлетворяют всем современным требованиям экологичности и эффективности к такого рода средствам.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка моющей диэлектрической жидкости для очистки электрооборудования без отключения от электропитания.

Поставленная задача решается посредством жидкости диэлектрической моющей для очистки электрооборудования, включающей масло тунга и смесь насыщенных углеводородов фракции С-10 - С-13 и опционально, по меньшей мере, одну целевую добавку, причем объемное соотношение масла тунга и смеси насыщенных углеводородов фракции С-10 - С-13 составляет от 3:1 до 1:10 ил и 4:1.

В частных вариантах воплощения изобретения тунговое масло имеет плотность 0,933-0,945 г/см³, кислотность не выше 7 мг/г, йодное число больше или равно 140.

В частных вариантах воплощения изобретения смесь насыщенных углеводородов фракции С-10 - С-13 представляет собой смесь насыщенных алканов молекулярной массой от 146 до 184, с температурой начала кипения не ниже 140°С.

В частных вариантах воплощения изобретения объемное соотношение масла тунга и смесь насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 составляет 3:1 или 1:1.

В частных вариантах воплощения изобретения целевая добавка представляет собой присадку.

В частных вариантах воплощения изобретения присадка представляет собой сульфонол, полисорбат, лаурилглюкозид, этоксилированный высший спирт, цетилстеариловый спирт или их смесь.

В частных вариантах воплощения изобретения присадка представляет собой стерически затрудненный алкилфенол, алкилфосфат, алкилфосфонат, алкиламин или высшую карбоновую кислоту и ее соль.

В частных вариантах воплощения изобретения содержание присадки в составе жидкости составляет 0,1-1 мас. %.

В частных вариантах воплощения изобретения содержание целевой добавки в составе жидкости составляет 0,1-1 мас. %.

В частных вариантах воплощения изобретения соотношение компонентов в составе жидкости по изобретению следующее, мас. %:

масло тунга 75 смесь насыщенных углеводородов фракции С-10 - С-13 24,9 лаурилглюкозид 0,1

Настоящее изобретение также включает получение моющей диэлектрической жидкости для очистки электрооборудования без отключения от электропитания по изобретению.

В результате осуществления изобретения достигаются следующие технические результаты:

- разработана новая и эффективная моющая диэлектрическая жидкость для очистки электрооборудования без отключения от электропитания (в частности, в сетях до 110 кВ), включающая масло тунга и смесь насыщенных углеводородов;

- моющая диэлектрическая жидкость по изобретению характеризуется высокой эффективностью удаления загрязнений электрооборудования, высокой изолирующей способностью, в сочетании с высокой экологичностью (в частности, жидкость содержит биодеградируемые компоненты) и безопасностью для окружающей среды;

- моющая диэлектрическая жидкость по изобретению способна предотвращать повторное загрязнения электрооборудование от агрессивного воздействия внешней среды, как результат способствует продлению срока службы электрооборудования и снижению потерь электроэнергии в сетях;

- моющая диэлектрическая жидкость по изобретению позволяет легко и быстро ее нанести разными принятыми в данной области техники способами и использовать в соответствующем электрооборудовании с минимальными трудозатратами;

- разработанная диэлектрическая моющая жидкость эффективно повышает безопасность эксплуатации электрооборудования, предотвращаются короткие замыкания и потери электричества, решается проблема очистки и обслуживания электрооборудования без отключения его от электропитания, как результат моющая жидкость по изобретению устраняет проблему технологического простоя оборудования, который возникает обычно при отключении электропитания.

Жидкость по изобретению имеет слабый запах тунгового масла (специфический (но не неприятным) запах), нетоксична и неопасна при соблюдении требований техники безопасности (в частности, не глотать, не вдыхать аэрозоль и другие).

Риск коротких замыканий и потерь электричества существенно снижается, в частности, из-за способности жидкости по изобретению удалять электропроводные и гидрофильные (накапливающих атмосферную влагу) загрязнители: нагара, пыли и других.

В результате использования жидкости по изобретению предотвращаются потери электричества, приводящие к нагреву и коротким замыканиям, которые, в свою очередь, могут вызвать пожары и аварийные отключения множества пользователей от электричества.

Подробное раскрытие изобретения

Краткое описание чертежей

Фигура 1. Схема установки для сравнительного исследования моющей способности составов по изобретению.

Фигура 2. Макрофотография адгезивного распространения жидкости по изобретению по порам полимерного изоляционного материала, разрушенном за счет атмосферных воздействий:

1. поры на полимерном изоляторе, разрушенном за счет атмосферных воздействий;

2. направление адгезионного распространения жидкости по порам.

Определения (термины)

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены некоторые термины, использованные в настоящем описании изобретения. Следующие определения применяются в данном документе, если иное не указано явно.

В настоящем описании и в последующей формуле изобретения, если контекстом не предусмотрено иное, слова «иметь», «включать» и «содержать» или их вариации, например такие как «имеет», «имеющий», «включает», «включающий», «содержит» или «содержащий», следует понимать, как включение указанного целого или группы целых, но не исключение любого другого целого или группы целых. Указанные термины не предназначены для того, чтобы их истолковывали как «состоит только из».

Термин «и/или» означает один, несколько или все перечисленные элементы.

Также здесь перечисление числовых диапазонов по конечным точкам включает все числа, входящие в этот диапазон.

Масло тунга является смесью природных триглицеридов жирных кислот элеостеариновой 66-82%, олеиновой 4-13%, линолевой 9-11%, стеариновой около 2,5%, пальмитиновой 3,7%. В почве подвергается бактериально-ферментативному гидролизу с последующим окислением до углекислого газа и воды за период от нескольких суток до месяцев. Тунговое масло в настоящем документе представляет собой масло, которое имеет следующие характеристики:

1) плотность 0,933-0,945 г/см³, вне указанного диапазона масло содержит значительное количество примесей и потенциально непригодно для использования;

2) кислотность масла от 0 и не выше 7 мг/г, предпочтительно ниже 2 мг/г; высокая кислотность масла повышает проводимость среды, снижает диэлектрическую прочность жидкости и потенциально может вызвать коррозию обрабатываемой поверхности;

3) йодное число не ниже 140, предпочтительно выше 160 и до 250; высокое йодное число указывает на большое количество двойных связей (ненасыщенность) масла, которое, в свою очередь, приводит к увеличенной прочности образующейся пленки;

Смесь насыщенных углеводородов фракции С-10 - С-13 представляет собой смесь насыщенных алканов молекулярной массой от 146 до 184 и имеет следующие характеристики:

1) начало кипения не ниже 140°С; более раннее начало кипения ведет к повышенной скорости испарения и неравномерному высыханию смеси;

2) массовая доля алканов ниже С10 не более 2%; более высокие значения могут привести к понижению пожаропрочности состава;

3) массовая доля алканов выше С13 не более 2%; более высокие значения могут привести к застыванию состава при температурах выше -5 С.

Некоторыми конкретными вариантами указанной смеси является Парафин нефтяной жидкий С10 - С13 (ООО "СПЕЦКРАСКИ", Россия) или Парафин жидкий С 10/13 (ТД Лидер, Россия).

Под присадкой в настоящем документе понимается вещество, улучшающее технологические или потребительские свойства (по приоритету): растворяющую способность, моющую и отслаивающую способность (ПАВ), прочность и равномерность образуемой пленки, скорость образования и химическую устойчивость пленки, пожаробезопасность (антипирены), текучесть, температура замерзания (антифризы), цвет, запах и прочие.

Присадка является растворимой в жидкости по изобретению. До добавления в жидкую композицию присадка может иметь, например, жидкую или твердую форму (например, в виде частиц). Если присадка представлена в жидкой форме, она должна быть способной смешиваться с диэлектрической жидкостью без образования двухфазной жидкой системы, т.е. она должна быть растворенной в диэлектрической жидкости. Если присадка представлена в твердой форме, она должна быть способной растворяться в диэлектрической жидкости, т.е. она должна быть представленной в виде молекул, растворенных (предпочтительно, полностью растворенных) в диэлектрической жидкости, без появления нерастворенных частиц, суспендированных в диэлектрической жидкости.

Содержание присадки в составе жидкости по изобретению предпочтительно меньше, чем 1 мас. % и более предпочтительно меньше, чем 0,5 мас. %. В некоторых областях применения содержание присадки предпочтительно меньше, чем 0,2 мас. %, в некоторых частных вариантах содержание присадки в составе жидкости по изобретению составляет 0,1 мас. %.

В некоторых частных вариантах присадка по изобретению представляет собой сульфонол, полисорбат, лаурилглюкозид, этоксилированный высший спирт, цетилстеариловый спирт или их смесь. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения присадка представляет собой комбинацию многих разных добавочных соединений, таких как добавочные соединения, называемые «присадками», обсуждаемыми в настоящем документе.

В некоторых частных вариантах в качестве присадки также могут быть использованы соединения из ряда стерически затрудненных алкилфенолов, алкилфосфатов или алкилфосфонатов, алкиламинов или высших карбоновых кислот и их солей.

Осуществление изобретения

Пример №1. Получение моющей жидкости по изобретению

Перед смешиванием компонентов оборудование и сырье необходимо привести к температуре +15 - +30°С. Для подогрева охлажденного сырья допустимо использовать бесконтактную водяную баню +50 - +70°С, но не электронагреватели или открытое пламя.

В полипропиленовую или крашеную (во избежание каталитической полимеризации сиккативом) металлическую емкость объемом 100 литров наливают необходимое количество (таблица 1) парафина.

В емкости запускают механическую мешалку, изготовленную из или покрытую полипропиленом, фторопластом либо аналогичным по свойствам инертным материалом. Скорость вращения ротора мешалки - 50-100 об/минуту.

После установления динамического равновесия в емкость заливают путем закачивания или гравитационного перелива требуемое количество (таблица 1) тунгового масла. Смесь оставляют перемешиваться на 5 минут до гомогенизации.

В случае использования присадок в составе жидкости по изобретению, на данном этапе в смесь засыпают требуемое (таблица 1) количество присадок и оставляют перемешиваться на 10 минут до гомогенизации. Мешалку отключают и спустя 5 минут визуально контролируют качество смешивания. В растворе и на дне должны отсутствовать видимые глазом механические примеси, цвет раствора должен быть равномерным от бесцветного до бледно-желтого без красных или черных тонов.

После получения смесь перекачивают или переливают гравитационным способом в непрозрачные пластиковые (полипропилен, полиэтилен) канистры до горла и герметично закрывают. Температура заливания должна быть в диапазоне +15 - +30°С во избежание последующей разгерметизации. Хранят в темном месте при температуре от -5 до +35°С.

Для получения некоторых конкретных составов моющей жидкости по изобретению согласно описанной выше методике используют исходные компоненты и их количества как это описано в таблице 1.

Некоторые частные примеры составов моющей диэлектрической жидкости по изобретению, полученные посредством вышеописанной методикой, следующие:

- состав М3П1: применим для работы с высоковольтным (до 110 кВ с расстояния более 2 см) малозагрязненным оборудованием, дает устойчивую пленку без трещин толщиной более 0,1 мм, достаточную разбрызгиваемость для использования пульверизатора низкого давления (ручного или баллонного) и растворяющие способности относительно неполярных загрязнителей, более конкретно состав удаляет не менее 1 г неполярных незакоксованных (не монолитных) загрязнителей (сажа, жир, масло, нефтепродукты) на 1 г средства при нанесении в виде аэрозоля;

- состав М3П1 в: 75 мас. % масла тунга, 24,9 мас. % углеводородов фракции С10 - С13 (парафина жидкого), 0,1 мас. % лаурилглюкозид; состав М3П1 в применим для работы с низковольтным (0-1000 В) оборудованием без подвижных частей, создает устойчивую пленку толщиной до 0,1 мм с минимальным количеством трещин, имеет высокую разбрызгиваемость и растворяющие способности, более конкретно состав удаляет не менее 1 г незакоксованных (не монолитных) загрязнителей как неполярной (сажа, жир, масло, нефтепродукты), так и полярной (пыль, песок, окислы) природы на 1 г средства при нанесении в виде аэрозоля;

- состав М1П1: обеспечивает работу до 100кВ, образуется тонкая пленка для защиты изоляции (минимальная толщина пленки - около 0,05 мм), в том числе от повторного загрязнения. Такая жидкость применима к изделиям с наличием движущихся частей (расположенных друг от друга на расстоянии более 1 мм);

- состав М4П1: обеспечивает работу до 100кВ, образуется пленка до 0,2 мм для защиты изоляции, в том числе от повторного загрязнения; такая жидкость применима для очистки слабо загрязненных поверхностей и реставрации изоляции;

- состав М3П1в+: 75 мас. % масла тунга, 24,893 мас. % углеводородов фракции С10 - С13 (парафина жидкого), 0,1 мас. % лаурилглюкозид, 0,007 мас. % 2,4,6-трибутилфенол; состав М3П1в+ применим для работы с низковольтным (0-1000 В) оборудованием без подвижных частей, создает устойчивую пленку толщиной до 0,1 мм с минимальным количеством трещин, имеет высокую разбрызгиваемость и растворяющие способности, более конкретно состав удаляет не менее 1 г незакоксованных (не монолитных) загрязнителей как неполярной (сажа, жир, масло, нефтепродукты), так и полярной (пыль, песок, окислы) природы на 1 г средства при нанесении в виде аэрозоля.

Пример 2. Исследование диэлектрической прочности жидкости

Для проверки диэлектрической прочности жидкости по изобретению используется установка и методика по ГОСТ 6581-75 «Материалы электроизоляционные жидкие. Методы электрических испытаний». Зазор между электродами 2,5 мм. Минимальный объем исследуемых составов жидкостей не менее 600 мл. В настоящем исследовании анализировали несколько составов жидкостей, результаты проведенных исследований для некоторых частных вариантов воплощения изобретения и референсного состава представлены в таблице 2.

Исходя из полученных результатов, пробой на 20 мм (непосредственная обработка) будет проходить при 23,89*20/2,5=191,12 кВ, что позволяет проводить работы при напряжении 110 кВ.

Пример 3. Анализ моющей способности составов жидкости по изобретению

Для проверки моющей способности жидкости пластиковые и металлические пластины устанавливались под углов 45 градусов к горизонту (фигура 1). На поверхность пластин наносятся образцы загрязнителей различной природы массой 0,5 г: вазелин с углем (1) - имитация жирной копоти, ржавчина (оксогидроксид железа) с машинным маслом (2) - имитация липких продуктов коррозии, волокна целлюлозы (3) - имитация пыли.

Жидкость диэлектрическая наносится из пульверизатора, разбрызгивается около 0,5 г смеси. Изучается процесс растворения и скатывания раствора вниз по наклонной плоскости «смывание». Исследуемая жидкость пригодна для проведения очистки если не менее 90% исходного пятна (контроль по окраске) сдвигается вниз на расстояние не менее размеров самого исходного пятна грязи.

В рамках настоящего исследования, в частности, анализировали составы М3П1, М3П1 в, М1П1.

В результате проведенного исследования состава М3П1 установлено:

- загрязнитель (1) - пятно спустилось полностью;

- загрязнитель (2) - около 50% пятна спустилось;

- загрязнитель (3) - пятно спустилось полностью.

В результате проведенного исследования состава М3П1 установлено:

- загрязнитель (1) - пятно спустилось практически полностью (90-99%);

- загрязнитель (2) - пятно спустилось полностью;

- загрязнитель (3) - пятно спустилось полностью.

В результате проведенного исследования состава М1П1 установлено:

- загрязнитель (1) - пятно спустилось почти полностью (90-99%);

- загрязнитель (2) - около 50% пятна спустилось;

- загрязнитель (3) - пятно спустилось полностью.

Таким образом, результаты проведенных исследований показали, что жидкость по изобретению, в частности, указанные выше некоторые конкретные примеры составов жидкости по изобретению, характеризуются высокой моющей способностью и позволяют эффективно удалять различные виды загрязнений.

Помимо этого, после удаления загрязнения жидкость по изобретению способна формировать защитную пленку. Таким образом, первая порция жидкости (объем зависит от степени загрязнения) расходуется на удаление загрязнителя, последняя остается на поверхности и создает пленку. Минимальная толщина пленки - около 0,05 мм формируется из состава с большим содержанием парафина - от М1П1. Такая жидкость применима, в частности, к изделиям с наличием движущихся частей (расположенных друг от друга на расстоянии более 1 мм). Максимальная пленка толщиной до 0,5 мм формируется из составов по примеру М4П1 при многократной обработке в течение 1 дня. Может быть использована для реставрации поверхностей полимерных малополярных материалов за счет двух факторов: высокой адгезии, в частности, к пластикам и проникающей способности.

Пленка, образующаяся из жидкости по изобретению, имеет значительную адгезивность к ПВХ-изоляции (таблица 3).

Проникающие способности жидкости и высокая адгезивность пленки позволяют реставрировать пластиковые изоляторы (фигура 2).

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.

Изобретение относится к области чистящих средств и обслуживания электрооборудования. Изобретение касается жидкости диэлектрической моющей для очистки электрооборудования, включающей масло тунга и смесь насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 и опционально, по меньшей мере, одну целевую добавку, причем объемное соотношение масла тунга и смеси насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 составляет от 3:1 до 1:10 или 4:1. Технический результат - эффективное удаление загрязнений электрооборудования без отключения от электропитания, высокая изолирующая способность в сочетании с высокой экологичностью и безопасностью для окружающей среды. 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 3 пр.

1. Жидкость диэлектрическая моющая для очистки электрооборудования, включающая масло тунга и смесь насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 и опционально, по меньшей мере, одну целевую добавку, причем объемное соотношение масла тунга и смеси насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 составляет от 3:1 до 1:10 или 4:1.

2. Жидкость диэлектрическая моющая по п. 1, в которой тунговое масло имеет плотность 0,933-0,945 г/см³, кислотность не выше 7 мг/г, йодное число больше или равно 140, а смесь насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 представляет собой смесь насыщенных алканов молекулярной массой от 146 до 184, с температурой начала кипения не ниже 140°С.

3. Жидкость диэлектрическая моющая по п. 1, в которой объемное соотношение масла тунга и смесь насыщенных углеводородов фракции С10 - С13 составляет 3:1 или 1:1.

4. Жидкость диэлектрическая моющая по п. 1, в которой целевая добавка представляет собой присадку.

5. Жидкость диэлектрическая моющая по п. 4, в которой присадка представляет собой сульфонол, полисорбат, лаурилглюкозид, этоксилированный высший спирт, цетилстеариловый спирт или их смесь.

6. Жидкость диэлектрическая моющая по п. 4, в которой присадка представляет собой стерически затрудненный алкилфенол, алкилфосфат, алкилфосфонат, алкиламин или высшую карбоновую кислоту и ее соль.

7. Жидкость диэлектрическая моющая по любому из пп. 4-6, в которой содержание присадки в составе жидкости составляет 0,1-1 мас. %.

8. Жидкость диэлектрическая моющая по п. 1, в которой следующее соотношение компонентов, мас. %:

масло тунга 75 смесь насыщенных углеводородов фракции С-10 - С-13 24,9 лаурилглюкозид 0,1