CN103370749A - 介电绝缘介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及介电绝缘介质，其包含：与b)至少一种另外的组分混合的a)六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)，所述另外的组分为至少部分氟代的含氟酮。

Description

介电绝缘介质
本发明涉及根据独立权利要求的介电绝缘介质、其用途及用于产生、分配和/或传输和/或应用电能的设备。
液态或气态的介电绝缘介质通常用于诸如开关设备或变压器的各种电气设备中的电气活性元件的绝缘。
在中压或高压金属封装的开关设备中，例如，电气活性元件布置在限定绝缘空间的气密外壳中，所述绝缘空间包含通常具有高达数巴压力且将外壳与电气活性元件间隔开，由此防止电流在外壳与活性元件之间流动的绝缘气体。与安装在室外且由周围空气绝缘的开关设备相比，金属封装的开关设备的构造节省空间得多。为了中断在高压开关设备中的电流或为了熄灭故障电弧，绝缘气体还充当消弧气体。
六氟化硫(SF6)是广泛使用的介电绝缘气体，在用于绝缘目的时，其具有优异的介电强度，且在例如用于电路断路器中用以熄灭开关电弧或例如用于气体绝缘的变电站(GIS)中用以熄灭故障电弧时，其具有优异的消弧强度。四氟甲烷由于良好的断弧性质和在1巴下-128℃的极低沸点而特别适用于开关应用。SF6的介电强度或压力降低的击穿场强(pressure-reduced breakdown field strength)为约84kV/(cm * bar)，而CF4的介电强度或压力降低的击穿场强为约31kV/(cm * bar)。
例如，WO 2008/073790公开了一种介电气态化合物，除了其他特性之外，其还具有在-20℃至-273℃范围内的低沸点，优选不消耗臭氧且具有在100年的时标下小于约22,200的GWP。具体地讲，WO 2008/073790公开了不属于一般化学定义内的许多不同化合物。
另外，US-A-4175048涉及包含选自全氟环己烯和六氟偶氮甲烷的化合物的气态绝缘体，且EP-A-0670294公开了全氟丙烷作为介电气体的用途。
EP-A-1933432涉及三氟碘甲烷(CF3I)及其在气体绝缘的开关设备中用作绝缘气体的用途。
在探求常规绝缘气体如SF6或空气的合适取代物的研究中，已经发现，通过使用具有4-12个碳原子的含氟酮，可得到具有高绝缘能力、特别是高介电强度且同时具有极低全球变暖潜力的绝缘介质。该发明先前已作为国际专利申请PCT/EP2009/057294号提交。
德国实用新型DE 10 2009 009 305 U1和德国专利DE 20 2009 025 204 B3也涉及具有填充有包含含氟酮或由含氟酮组成的填充介质的封装的开关装置。
尽管根据国际专利申请案PCT/EP2009/057294号的含氟酮具有良好的介电强度，但包含该含氟酮的相应绝缘介质的绝缘性能常由于该含氟酮的相对高的沸点而受限。
对于在低温环境中应用，特别是这种情况。在这种情况下，在不使含氟酮液化的情况下仅可以保持含氟酮的相对低的饱和蒸气压力。这限制了在气相中可以实现的含氟酮摩尔比，且将使得需要用常规绝缘气体增加填充压力。
例如，高压或中压气体绝缘开关设备(HV-GIS或MV-GIS)的最低容许操作温度通常可为-5℃。在该温度下，为了得到可与常规高效绝缘介质匹敌的介电性能，例如包含具有6个碳原子的含氟酮如C2F5C(O)CF(CF3)2或十二氟-2-甲基戊-3-酮的绝缘介质所需要的填充压力可能仍然相对较高且可能超过常用外壳构造所能承受的填充压力，对于HV GIS应用，所述填充压力通常为约7巴。
作为增加填充压力的替代或者除了增加填充压力以外，可将体系加热(如在申请人的PCT/EP2009/057294中所示)。如果使用例如具有6个碳原子的纯含氟酮如C2F5C(O)CF(CF3)2或十二氟-2-甲基戊-3-酮作为绝缘介质，将需要加热到大于50℃以达到该含氟酮的足够饱和蒸气压力且对于要求更高的高压应用以获得所需的绝缘性能。出于经济和生态原因，这种加热并不总是可行或受到推荐。
在Yamamoto等“Applying a Gas Mixture Containing c-C4F8 as an Insulation Medium (含有c-C4F8作为绝缘介质的气体混合物的应用)”, IEEE Transactions on Dielectrics and electrical Insulation，第8卷，第6期，2001年12月的文章中，已经公开了c-C4F8与氮气、空气或二氧化碳的混合物表现出超过这些组分的介电强度的浓度加权算术总和的非线性增加的介电强度。
本发明将实现的目标因此为提供对于低温应用也具有很高介电强度而不需要主动加热该体系的绝缘介质。
该目标通过独立权利要求的主题，即通过根据独立权利要求的绝缘介质、其用途及电气设备实现。本发明的优选或例示性实施方案在说明书中及在从属权利要求及其任何组合中给出。特别是，所述绝缘介质可包含不同的至少部分氟代的含氟酮的混合物。换句话说，从属权利要求或从属关系可限定存在于所述绝缘介质中的至少部分氟代的含氟酮的多种不同物质。
根据权利要求1，本发明因此涉及介电绝缘介质，其包含：
a) 六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)，其与以下物质混合：
b) 至少一种另外的组分，所述另外的组分为至少部分氟代的含氟酮。
在本发明的上下文中使用的术语“至少部分氟代的含氟酮”应理解为部分氢化且部分氟代的化合物或完全氟代的化合物。
根据实施方案，所述至少部分氟代的含氟酮具有高于-20℃、优选高于-15℃、更优选高于-10℃、甚至更优选高于-5℃、最优选高于0℃的沸点。在本发明的上下文中使用的术语“沸点”应理解为在常压、即约1巴下的沸点。
根据实施方案，所述至少部分氟代的含氟酮具有低于50℃、优选低于40℃、更优选低于30℃、甚至更优选低于20℃、最优选低于15℃的沸点。
根据实施方案的介电绝缘介质可为气体混合物，除了SF6以及含氟酮以外，其优选还包含空气和/或至少一种空气组分，特别是选自二氧化碳(CO2)、氧(O2)和氮气(N2)的空气组分作为缓冲剂或载气。
通过使用合适的混合气体，可以实现绝缘介质的介电强度的进一步增加。
根据一个优选的实施方案，合适的混合气体选自含有4-12个碳原子的含氟酮、更优选正好含有5个碳原子的含氟酮和/或正好含有6个碳原子的含氟酮。根据一个特别优选的实施方案，将十二氟-2-甲基戊-3-酮和/或十氟-2-甲基丁-3-酮用作混合气体，因为已经发现它们具有很高的绝缘性质和极低的GWP。包含这种含氟酮的介电绝缘介质已经公开于在先申请的国际专利申请案PCT/EP2009/057294中，其公开内容通过引用随此附在本申请中。
本发明的一方面，表明含氟酮、特别是正好含有5个碳原子和/或正好含有6个碳原子的含氟酮的介电绝缘介质与选自氮气、空气、二氧化碳或其混合物的至少一种介电气体组分的混合物、特别是气体混合物具有超过所述组分的介电强度的算术分压加权总和的非线性增加的介电强度。作为介电强度的量度，可使用压力降低的击穿场强Ecrit。
除了上述气态实施方案以外，然而，还有可能所述绝缘介质或其组分中的至少一种在某些操作条件下或甚至永久地以液体形式。在此，“液体形式”应广泛理解为涵盖至少部分地包含以例如液相、气溶胶相、过饱和蒸汽相或其组合的任何形式的液体的任何状态的物质或混合物。对于在低温环境中的应用，例如可存在这种液体形式的绝缘介质或其组分中的至少一种。特别是，所述绝缘介质可为包含以液态和气态两者的含氟酮的两相体系。更详细地讲，所述绝缘介质可为包含分散在包含以气态的含氟酮的气相中的含氟酮液滴的气溶胶。
所述绝缘气体的绝缘性质且特别是其击穿场强可由该体系的温度、压力和/或组成控制。如果使用包含以液相和气相形式两者的含氟酮的两相体系，增加温度不仅引起绝对压力增加，而且由于较高蒸气压而引起在绝缘气体中的含氟酮浓度增加。
已经发现，对于绝缘气体的许多应用，诸如在中压或高压范围内的应用，即使在极低的操作温度下，例如降至约-30℃或甚至-40℃，即使没有额外措施如外部加热或蒸发，也可实现足够的摩尔比，即含氟酮与所述介质的剩余组分(通常是包含SF6的载气或缓冲气体)的摩尔比，且因此还可实现足够的击穿场强。
如所述，这类实施方案的绝缘介质特别适用于电气应用。本发明因此还涉及上述含氟酮在供用于产生、传输、分配和/或应用电能的设备用的介电绝缘介质中的用途。
在本申请中使用的术语“含氟酮”应作广义解释且将涵盖全氟酮和氢氟酮两者，且还将涵盖饱和化合物和不饱和化合物(即包括双键和/或三键的化合物)两者。所述含氟酮的至少部分氟代的烷基链可为直链或支链的。在例示性实施方案中，所述含氟酮为全氟酮，和/或所述含氟酮具有支链烷基链，特别是至少部分氟代的烷基链，和/或所述含氟酮包括完全饱和的化合物。“所述含氟酮包括完全饱和的化合物”的表述意味着可包括单一完全饱和的含氟酮，即没有任何双键或三键的含氟酮，或两种或更多种完全饱和的含氟酮的混合物两者。
与具有大于5个碳原子的更长链长的含氟酮相比，含有5个碳原子的含氟酮的优势在于沸点相对低，允许这类5-碳含氟酮在绝缘介质中具有相对高的摩尔分数且即使在低温下也避免液化的问题。
根据一个优选的实施方案，所述含氟酮为选自由以下结构式限定的化合物的至少一种化合物，其中至少一个氢原子被氟原子替代：
Figure 2011800677806100002DEST_PATH_IMAGE001
含有5个或更多个碳原子的含氟酮(在此简称为含氟酮a))更有利，因为它们通常为无毒的，具有突出的人类安全性容限。这与具有少于4个碳原子的含氟酮如六氟乙酮(或六氟丙酮)形成对比，具有少于4个碳原子的含氟酮具有毒性和很大的反应性。
在本发明的实施方案中，优选具有支链烷基链的含氟酮，特别是含氟酮a)，因为其沸点低于具有直链烷基链的相应化合物(即，具有相同分子式的化合物)的沸点。
根据实施方案，含氟酮a)为全氟酮，特别地具有分子式C5F10O，即其完全饱和，没有双键或三键。含氟酮a)可更优选选自1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮(还称为十氟-3-甲基丁-3-酮)、1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-十氟戊-2-酮和1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟戊-3-酮、1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-3-双(三氟甲基)-戊-2-酮，且最优选为1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮。
1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮可由以下结构式(I)表示：
Figure 407528DEST_PATH_IMAGE002
。
已经发现，对于高压和中压绝缘应用，特别优选具有分子式CF3C(O)CF(CF3)2或C5F10O的1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮，在此简称“C5-酮”，因为其优势在于具有高介电绝缘性能，特别是在与介电载气组分b)混合的情况下，具有极低GWP且具有低沸点。其具有0臭氧消耗潜力且几乎无毒。
根据实施方案，当使用常规高压GIS压力填充值时，在绝缘介质中C5-酮的摩尔分数为约5%-约15%，优选为约6%-约10%，且当使用常规中压GIS压力填充值时，在绝缘介质中C5-酮的摩尔分数为约10%-40%。这种摩尔比范围的优势在于即使绝缘介质在低温环境、例如降至低于0℃的温度、特别是降至低于-5℃的温度中使用时，也不会发生含氟酮的液化。在例示性实施方案中，所述含氟酮的摩尔分数也可大于1%，优选大于2%，更优选大于3%，特别是大于3.5%。
根据实施方案，通过组合不同含氟酮组分的混合物，可以实现甚至更高的绝缘能力。在实施方案中，如上所述且在此简称为含氟酮a)的正好含有5个碳原子的含氟酮与如上所述且在此简称为含氟酮c)的正好含有6个碳原子的含氟酮可同时有利地成为介电绝缘的一部分。
因此，可获得具有多于一种含氟酮的绝缘介质，所述含氟酮各自本身为介电绝缘介质的介电强度作贡献。在该实施方案中，特别优选在所述混合物中包含的各种含氟酮分别具有至少大致对应于其至少在所述介电绝缘介质或包含所述介电绝缘介质的电气设备的最低操作温度下的饱和蒸气压的分压；因此，可得到所述含氟酮的高总摩尔比且将其保持在气相中，这允许获得所述介电绝缘介质的很高的介电强度。
所述另外的含氟酮优选正好含有4个碳原子和/或正好含有5个碳原子和/或正好含有6个碳原子和/或正好含有7个碳原子和/或正好含有8个碳原子。
在实施方案中，所述另外的含氟酮c)为选自由以下结构式限定的化合物中的至少一种化合物，其中至少一个氢原子被氟原子替代：
Figure 386985DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 2011800677806100002DEST_PATH_IMAGE005
和/或为选自由以下结构式限定的化合物中的至少一种化合物，其中至少一个氢原子被氟原子替代：
Figure 730504DEST_PATH_IMAGE006
Figure 2011800677806100002DEST_PATH_IMAGE007
和
命名为十二氟-环庚酮的
Figure 188030DEST_PATH_IMAGE008
。
本发明涵盖选自具有结构式Ia-Id、IIa-IIg、IIIa-IIIn的化合物中的任何化合物的每一种组合。
更优选所述含氟酮正好含有6个碳原子；这种含氟酮无毒，具有突出的人类安全性容限。
在实施方案中，类似于含氟酮a)，含氟酮c)为全氟酮，和/或具有支链烷基链，特别是至少部分氟代的烷基链，和/或含氟酮c)包括完全饱和的化合物。特别是，含氟酮c)具有分子式C6F12O，即完全饱和，没有双键或三键。更优选含氟酮c)可选自1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(还称为十二氟-2-甲基戊-3-酮)、1,1,1,3,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-2-酮(还称为十二氟-4-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-3-(三氟甲基)戊-2-酮(还称为十二氟-3-甲基戊-2-酮)、1,1,1,4,4,4-六氟-3,3-双-(三氟甲基)丁-2-酮(还称为十二氟-3,3-(二甲基)丁-2-酮)、十二氟己-2-酮和十二氟己-3-酮，且特别为提到的1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮。
1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(还称为十二氟-2-甲基戊-3-酮)可由以下结构式(II)表示：
Figure 2011800677806100002DEST_PATH_IMAGE009
。
已经发现，对于高压绝缘应用，特别优选具有分子式C2F5C(O)CF(CF3)2的1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-3-酮(在此简称为“C6-酮”)，因为其具有高绝缘性质和极低的GWP。其具有0臭氧消耗潜力且无毒(4小时LC50为约100'000ppm)。因此，与常规绝缘气体相比，其环境影响低得多，且同时实现突出的人类安全性容限。
优选在所述绝缘介质中含氟酮c)的摩尔分数将为约1%-约15%，优选为约1%-约10%，更优选为约1%-约4%，最优选为1%-3%，以避免所述含氟酮在低温、例如降至低于0℃、例如降至-5℃的温度下液化。在实施方案中，所述摩尔分数也可大于0.1%，优选大于0.5%，更优选大于1%，特别是大于2%。
如上所述，根据本发明的绝缘介质特别适用于电气应用。本发明因此还涉及上述组分组合在供产生和/或传输和/或分配和/或应用电能的设备中作为介电绝缘介质的用途。
同样，本发明还涉及用于产生和/或传输和/或分配和/或应用电能的设备，所述设备包括限定绝缘空间的外壳和布置在所述绝缘空间中的电气活性元件。该绝缘空间包含贯穿本申请描述的绝缘介质。
本申请中的术语“电气活性元件”将被广义地解释为包括任何类型的导体、导体布置、开关、导电组件、避雷器等，且应当理解为在至少一种操作状态下可电学激活、即可经受电压的任何元件，即该元件的其他暂时非活化操作状态或局部非活化操作状态仍可存在。
具体地讲，本发明的设备包括开关设备，特别是空气绝缘或气体绝缘的金属(或以其他方式)封装的开关设备或其元件和/或部件，特别是汇流条、绝缘套管、电缆、气体绝缘的电缆、电缆接头、电流变压器、电压变压器和/或避雷器。
本领域技术人员众所周知开关设备，特别是气体绝缘的开关设备(GIS)。本发明特别适合的开关设备的实例例如示于EP-A-1933432的[0011]-[0015]段中，其公开内容通过引用结合在本文中。
进一步优选所述设备为开关，特别是接地开关(例如，快速作用接地开关)；断路器、组合的断路器和接地开关、负载断连开关或电路断路器，特别是中压电路断路器、发电机电路断路器和/或高压电路断路器。具体地讲，高压电路断路器可具有用于提供自爆效应的压力累积室，例如压缩室和/或加热室，其中，在开关操作中，所述至少部分氟代的一种或多种含氟酮在灭弧期期间优选在压力累积室中和/或在燃弧区域中分解成具有较低碳原子数的氟烃化合物。所述至少部分氟代的含氟酮的混合物的这种分子分解允许分子数目进一步增加，且由此允许可用于灭弧的压力进一步增加。同时，所述至少部分氟代的含氟酮的分子分解还在燃弧区域中发生，其进一步增加灭弧***压力。在电路断路器的排出区域中所述至少部分氟代的含氟酮的一种或多种混合物也有帮助，因为未离解的至少部分氟代的含氟酮的相当低的离解温度充当排出气体中的温障。换句话说，在排出气体中的热能可被排出物中未离解的含氟酮的离解所吸收，这防止在排出区域中的温度进一步升高到超过含氟酮的离解温度。因此，该应用的介电绝缘具有良好的消弧能力。尽管不希望受理论约束，仍推测该消弧能力可至少部分地归于燃弧区域内例如含氟酮的离解产物重新组合成例如主要是四氟化碳(CF4)，众所周知其为高度有效的消弧介质。
根据另一实施方案，所述设备可为变压器，特别是配电变压器或电力变压器。
根据其他实施方案，所述设备还可为例如旋转电机、发电机、发动机、驱动器、半导体器件、大功率电子器件和/或其部件。
本发明特别涉及中压或高压设备。本文所用的术语“中压”是指在1kV-72kV范围内的电压，而术语“高压”是指大于72kV的电压。在低于1kV的低压范围内的应用也是可行的。
为了达到所述设备的所需介电额定值，诸如需要的介电耐受能力和操作温度范围，所述设备可包括控制单元(也称作“流体管理***”)，所述控制单元用于单个或组合地控制所述绝缘介质的组成、特别是化学组成或物理相组成如气/液两相体系，和/或温度；和/或所述绝缘介质或其组分中的至少一种分别的绝对填充压力、气体密度、分压和/或分气体密度。特别地，所述控制单元可包括加热器和/或蒸发器以控制根据本发明的绝缘介质组分的蒸气压，其特别适合在降至约-20℃的低温环境中的应用。所述蒸发器例如可为超声波蒸发器，或可包括用于将绝缘介质喷射到设备中的喷嘴。
在一个例示性实施方案中，特别是对于在低温环境中的高压应用，在绝缘介质中所述至少部分氟代的一种或多种含氟酮的分压可通过加热和/或蒸发提供，以使得所述含氟酮的分压保持在所需的压力水平。
在例示性实施方案中，所述设备包括监视装置和/或定量加料单元以根据介电绝缘能力或介电强度的需要在绝缘介质中设定所述至少部分氟代的含氟酮、特别是根据任何从属权利要求的所述至少部分氟代的含氟酮的浓度。
在本申请中的术语“介电绝缘能力”或“介电强度”应被广义地理解且可包括由可在特定测量条件下测定的电击穿场强进行的更特定的表征。这将在下文对于中压或高压气体绝缘的开关设备更详细地例示性表示。另外，所述控制单元可包括用于测量控制参数如温度、密度、压力和/或组成，特别是液相位的测量单元和/或用于监视所述参数的监视单元。
然而，优选所述介电绝缘介质具有使得不存在定量加料单元、温度控制单元、活性温度控制(active temperature control)和蒸发单元的组成。换句话说，在所有操作条件下且特别是在所有操作温度下，所述介电绝缘介质将仍为气态且保持其介电强度。
再换句话说，在电气设备的操作条件下，特别是甚至在低操作温度下，应该避免本发明的介电绝缘介质的冷凝。这通过使用与含氟酮混合的SF6和/或CF4实现。其中，SF6和/或CF4为具有极低沸点和良好介电强度或消弧能力、然而在增加的GWP方面折衷的气体。所述一种或多种含氟酮提供优异的介电强度和接近1的优异GWP且仍然具有足够低的沸点(在1巴下)，使得它们可在所有操作温度下以具有足够分压的气相存在。
本发明的另一方面，在六氟化硫SF6与含氟酮和选自氮气和空气的另外的介电气体组分混合的情况下，一方面，介电强度因所述含氟酮与氮气或空气一起引起介电强度的第一非线性增加而增加两倍，且另一方面，介电强度因六氟化硫SF6与氮气或空气一起引起介电强度的第二非线性增加而增加两倍。
本发明的又一方面，包含与含氟酮和选自氮气、空气、二氧化碳及其混合物的另外介电气体组分混合的c-C4F8的介电绝缘介质和电气设备表明介电强度增加至少两倍或许多倍，即，一方面是因为所述含氟酮与氮气和/或空气和/或二氧化碳一起引起介电强度的至少一种第一非线性增加，且另一方面是因为所述c-C4F8与氮气和/或空气和/或二氧化碳一起引起介电强度的至少一种第三非线性增加。在包含三种或更多种化合物的组合中，介电强度的组合的非线性增加与介电强度的成对非线性增加在数量级方面可不同。
本发明的又一方面，公开了如下介电绝缘介质、电气设备及作为供用于产生和/或传输和/或分配和/或应用电能的设备用的介电绝缘介质的用途，其在介电绝缘介质中、特别是如上公开的介电绝缘介质中包含与至少一种气态至少部分氟代的含氟酮混合的选自由以下各物组成的第一集合的第一介电绝缘气体组分L)：六氟化硫SF6、全氟化碳、四氟甲烷CF4、C2F6、C3F8、c-C4F8、三氟碘甲烷CF3I、二氧化氮NO2、一氧化氮NO、一氧化二氮N2O及其混合物，特别是六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)和/或三氟碘甲烷(CF3I)。
另外，介电绝缘气体组分L)的第一集合还可包括：甲烷CH4；一氧化碳CO；氢气；惰性气体，特别是He、Ar、Kr；及其混合物。
因此，本文还公开了如下介电绝缘介质、作为介电绝缘介质的用途及电气设备，其包含含有含氟酮以及三氟碘甲烷CF3I的混合物、特别是气体混合物。因此，本发明的一方面，所述介电绝缘介质可包含与至少一种另外的组分混合的三氟碘甲烷(CF3I)，所述另外的组分为至少部分氟代的含氟酮。三氟碘甲烷(CF3I)可作为六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)的供选物存在，或者除了六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)之外，可存在三氟碘甲烷(CF3I)。CF3I具有诸如低沸点和高介电强度的优点，且因此可与含氟酮有利地组合。
另外，本文还公开了如下介电绝缘介质、作为介电绝缘介质的用途及电气设备，其包含含有含氟酮以及氮氧化物NO2、NO、N2O，特别是NO2的混合物、特别是气体混合物。推测这些氮氧化物与含氟酮、特别是C5-含氟酮和/或C6-含氟酮一起支持介电强度的非线性增加，这是由于它们具有与氮气N2类似的电子附着横截面。
本发明的又一方面，公开了如下介电绝缘介质、作为介电绝缘介质的用途及电气设备，其包含新型气体混合物，所述气体混合物包含：
- 选自由以下各物组成的第一集合的至少一种第一气体组分L1)：六氟化硫SF6、全氟化碳、四氟甲烷CF4、C2F6、C3F8、c-C4F8、CF3I及其混合物，特别是六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)，以及
- 选自由以下各物组成的第二集合L2)的至少一种第二气体组分L2)：至少部分氟代的含氟酮、正好包含5个碳原子的含氟酮、正好包含6个碳原子的含氟酮及其混合物，以及
- 选自由以下各物组成的第三集合的至少一种第三气体组分L3)：氮气、空气、二氧化碳及其混合物。
任选地，所述第三集合还可包括二氧化氮NO2、一氧化氮NO和/或一氧化二氮N2O。
这种新型气体混合物提供高介电击穿场强和/或良好的消弧性质，具有相对低的沸点或低冷凝温度，且仍可提供所述混合物的可接受水平的GWP。
另外，在这种介电绝缘介质、作为介电绝缘介质的用途及电气设备中，至少一种第一气体组分L1)与一种或多种含氟酮和另外氮气和/或空气和/或二氧化碳的混合物表现出介电强度的至少一种非线性增加。介电强度的所述至少一种非线性增加可通过气体组分L1)、L2)、L3)的各种组合，例如通过L2)/L3)、L1)/L3)、L1)/L2)/L3)产生。特别是，优选的第三气体组分L3)为本身用于介电绝缘的空气和氮气及用于消弧的二氧化碳。
在本发明的上述方面中的任一个的实施方案中，所述介电绝缘介质、所述作为介电绝缘介质的用途和所述电气设备还可包含选自由以下各物组成的第四集合的介电绝缘气体组分M)：CHF3、(C2F5)2O、(CF3)2O；另外的全氟化碳且特别是C2F4、C3F6、C4F10、C4F6、C4F8、C6F10、C6F12、C6F14、C6F6；C2F5COF、C5F8O2、c-C4F7I、CF3CF(CF3)CF(CF3)CF2I、CF3CF2CF2CF2I、CF3CF2CF2I、CF3CF2I、CF3CHFCF2I、CF3SF5、CH2F2、CH3-c-C4F6I、CH3CF(CF3)CF(CF3)CF2I、CH3CF2CF2I、CH3CHFCF(CF2CF3)CF2I、CO；N2；全氟二乙基硫醚、全氟甲基乙基硫醚、全卤代有机化合物、十四烷基氟己烷、XeF2、XeF4；及其混合物。
在整个申请中，介电强度的非线性增加意味着所述混合物、特别是气体混合物具有大于其组分的介电强度的浓度加权或压力加权算术总和的介电强度。
然而，在例示性实施方案中，所述介电绝缘介质将不包含氢氟单醚；和/或所述介电绝缘介质将不包含氢氟二醚；和/或所述介电绝缘介质将不包含氢氟多醚。
然而，在其他例示性实施方案中，所述介电绝缘介质将不包含正好包含5个碳原子的含氟酮；和/或所述介电绝缘介质将不包含正好包含6个碳原子的含氟酮。
然而，在其他例示性实施方案中，所述电气设备将不是变压器，特别不是配电变压器或电力变压器。
然而，在另外的例示性实施方案中，所述介电绝缘介质将不是用于热管的工作介质，特别不是用于变压器中的热管的工作介质。
在例示性实施方案中，上述弃权也将适用于所述电介质的用途和包含这种绝缘介质的设备。
本发明通过以下例示性图进一步说明，其中：
图1表示根据一个实施方案的高压气体绝缘的开关设备的简单示意图；及
图2表示根据一个实施方案包括流体处理单元的高压气体绝缘的开关设备的简单示意图；
图3表示对于包含例示性含氟酮-空气混合物的各种介电绝缘介质随总压力而变的增效因子s的图示；及
图4表示包含例示性含氟酮-二氧化碳混合物的介电绝缘介质的测量和计算的击穿电压U50的图示。
在下文中，论述本发明的例示性实施方案：
在图1的例示性设备中，介电绝缘介质将包含SF6和/或CF4和/或不同于含氟酮和SF6及CF4的本文提到的气体类型的任何气体或气体混合物以及至少一种组分，所述组分为至少部分氟代的含氟酮，特别是正好含有5个碳原子和/或正好含有6个碳原子的全氟酮。
优选所述绝缘介质的介电强度应高于纯净SF6的介电强度。进一步优选所述绝缘介质应为气态的，而不需要所述绝缘介质的蒸发和/或加热。换句话说，在所有操作条件下，特别是在所有操作温度下，所述气体混合物或至少所述一种或多种含氟酮优选应以气态存在。特别是，在电气设备的所有操作条件下应避免所述含氟酮的冷凝。这允许在所有操作温度下保持所述含氟酮在气相中的某一最小浓度或分压。在其他实施方案中，甚至可以接受所述一种或多种含氟酮的一定程度的冷凝，只要在所有操作温度下保持所述一种或多种含氟酮在气相中的某一最小浓度或分压即可。
在实施方案中，所述介电绝缘介质还可包含二原子分子，所述二原子分子在环境条件下且特别是在气体绝缘的电气设备的正常操作条件下，诸如在-40℃至+105℃的温度范围内且在极小至数巴的气体压力下优选化学稳定。例如，所述气体混合物可包含空气或空气组分如氮气、氧气、二氧化碳；氮氧化物；或惰性气体；或其混合物。
除了所述特定的介电绝缘介质以外，本发明还涉及如上所述的电气设备。可能所述设备包括控制单元(或“流体管理***”)以调节绝缘介质的压力、组成和/或温度。
在图1中，开关设备2包括限定绝缘空间6的外壳4和布置在绝缘空间6内的电气活性元件8。开关设备2还包括温度控制单元10a，其用于调节开关设备2的外壳4或外壳4的至少一部分且因此使包括在绝缘空间6中的绝缘介质达到所需温度。当然，可加热与绝缘介质接触的任何其他元件以使绝缘介质达到所需温度。因此，可相应地调节所述至少部分氟代的含氟酮的蒸气压(且因此调节其在绝缘气体中的摩尔比)以及绝缘气体的绝对压力。同样如图2中所示，所述至少部分氟代的含氟酮在该实施方案中由于在绝缘空间6中给出的温度梯度而在整个绝缘空间并非均匀分布。因此，所述至少部分氟代的含氟酮的浓度在紧邻外壳4的壁4'处较高。
供选的控制单元或流体管理***示意性地示于图2中，其中流体处理单元10b作为控制单元为气体绝缘的开关设备作贡献。根据该控制单元10b，在包括在流体处理单元10b中的定量给料单元中调节绝缘介质的组成且特别是所述至少部分氟代的含氟酮a)和/或含氟酮c)的浓度，且将所得绝缘介质注入或引入、特别是喷射到绝缘空间6中。在图2中所示的实施方案中，绝缘介质以气溶胶14形式喷射到绝缘空间中，在所述气溶胶14中，液态含氟酮的小液滴分散在相应载气中。气溶胶14利用喷嘴16喷射到绝缘空间6中且使所述至少部分氟代的含氟酮容易地蒸发，因此使得绝缘空间6具有不均匀浓度的所述至少部分氟代的含氟酮，具体地讲，在紧邻包括喷嘴16的外壳壁4'处具有相对较高的浓度。或者，可在注入绝缘空间之前在流体处理单元10b中控制绝缘介质，特别是所述至少部分氟代的含氟酮a)和/或含氟酮c)的浓度、压力和/或温度。为了确保气体的循环，在外壳4的顶壁中提供其他开口18，所述开口通向在外壳4中的通道20且允许绝缘介质从绝缘空间6中移出。如图2所示的具有流体处理单元10b的开关设备2可与结合图1描述的温度控制单元10a组合。如果不提供温度控制单元，则可发生一些至少部分氟代的含氟酮的冷凝。可收集冷凝的组分，且将其再次引入绝缘介质的循环中。另外，设备2可具有一定储备量的液态至少部分氟代的含氟酮，液态含氟酮a) (或C5-酮)和/或含氟酮c) (或C6-酮)和/或用于限制所需绝缘介质的最高容许操作温度以使得绝对填充压力保持低于设备2的给定压力极限的装置。
图3表示通过根据本发明的例示性介电绝缘介质实现的非线性或增效因子s。对于第一混合物C5-含氟酮加空气(菱形)、第二混合物C6-含氟酮加空气(正方形)和第三混合物C5-含氟酮加C6-含氟酮加空气(三角形)表现出随总压力pabs而变的增效因子s，其中含氟酮的分压pa保持恒定。
对于含有C5-含氟酮的混合物(第一混合物和第三混合物)，增效因子s随总压力增加到大约高达2巴总压力而增加，且随后至至少高达3巴总压力下在约s = 1.23下保持相当地恒定。
相比之下，第二混合物在宽的总压力范围内具有约1.3的相对较高的增效因子。按照惯例，当含氟酮与空气的比率高时增效因子s相对较低，且其随含氟酮的摩尔分数ma或分压pa与介电气体组分b)、在此为空气的摩尔分数或分压的比率减小而增加。
图4表示在C6-含氟酮与二氧化碳CO2的介电绝缘气体混合物中实现的增效或非线性效应的存在。图4显示，在总压力pabs保持恒定在1巴下的情况下，在不同测量设备中用闪电脉冲测量的随C6-含氟酮的分压pC6而变的击穿电压U50 (kV)。再次，证明了所述混合物的测量的介电强度(菱形)超过单组分C6和CO2的介电强度的线性计算总和(正方形)的强烈的非线性增加。在宽范围的C6-含氟酮的分压pa或等效地摩尔比ma内发现约s = 1.35的强增效因子。
另外，在其他测量中，在包含C6-含氟酮、C5-含氟酮和二氧化碳的介电绝缘气体混合物中也表现出该增效或非线性效应。
这些测量仅作为实例提到，其证明了在含有以下各物的混合物、特别是气体混合物中介电强度的至少一个增效或非线性增加：
- 选自由以下各物组成的第一集合的至少一种第一介电气体组分L1)：六氟化硫SF6、全氟化碳、四氟甲烷CF4、C2F6、C3F8、c-C4F8、CF3I、二氧化氮NO2、一氧化氮NO、一氧化二氮N2O，特别是六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)及其混合物，以及
- 选自由以下各物组成的第二集合L2)的至少一种第二介电气体组分L2)：至少部分氟代的含氟酮、正好包含5个碳原子的含氟酮、正好包含6个碳原子的含氟酮及其混合物，以及
- 选自由以下各物组成的第三集合的至少一种第三介电气体组分L3)：氮气、空气、二氧化碳及其混合物。
更具体地讲，在本发明的一方面的一个例示性实施方案中，所述介电绝缘介质始终包含含氟酮FK，特别是C5-FK或C6-FK，且在体系中确立击穿场强Ebd，所述Ebd由以下方程限定：
如果两种气体组分产生非线性增效效应：
Figure 64720DEST_PATH_IMAGE010
其中pa、pb为成对非线性相互作用介电气体组分a和b、例如C5-FK/N2、C6-FK/N2、C5-FK/空气、C6-FK/空气、C5-FK/CO2、C6-FK/CO2的分压；
pc为零或没有非线性增效效应的另一组分c的分压；
Ecrit,a、Ecrit,b、Ecrit,c分别为介电气体组分a、b、c的压力降低的电击穿场强，且
s (pa, pb)为介电气体组分a、b的成对增效因子，其中Ebdmeasured为包含介电气体组分a、b、c的介电绝缘介质的测量或实际击穿场强，且Ebdlin.calc. = (pa · Ecrit,a + pb · Ecrit,b + pc · Ecrit,c)；
其中选择该混合物以使得增效因子s大于1。
或者如果三种气体组分产生非线性增效效应：
Ebd = s (p1, p2, p3) · (p1 · Ecrit,1 + p2 · Ecrit,2 + p3 · Ecrit,3)
其中p1、p2、p3为三重非线性相互作用介电气体组分1、2和3、例如SF6/C5-FK/N2、SF6/C6-FK/N2；c-C4F8/C5-FK/N2、c-C4F8/C6-FK/N2；SF6/C5-FK/空气、SF6/C6-FK/空气；c-C4F8/C5-FK/空气、c-C4F8/C6-FK/空气；SF6/C5-FK/CO2、SF6/C6-FK/CO2；c-C4F8/C5-FK/CO2、c-C4F8/C6-FK/CO2；C5-FK/C6-FK/N2、C5-FK/C6-FK/空气、C5-FK/C6-FK/CO2的分压；
Ecrit,1、Ecrit,2、Ecrit,3分别为气体组分1、2、3的压力降低的电击穿场强，且
s (p1, p2, p3)为三重增效因子Ebdmeasured/Ebdlin.calc.，其中Ebdmeasured为包含这三种介电气体组分1、2、3的介电绝缘介质的测量或实际击穿场强，且Ebdlin.calc. = (p1 · Ecrit,1 + p2 · Ecrit,2 + p3 · Ecrit,3)；
其中选择该混合物以使得增效因子s大于1。
同样可能有四重等增效作用，例如c-C4F8/C5-FK/空气/CO2等，且可类似地描述。
换句话说，所述混合物应含有至少一种特定的第二介电气体组分L2)，特别是C5-含氟酮，其与第三介电气体组分L3)、特别是载气和第一气体组分L1)一起提供超过在所述混合物中存在的气体组分的介电强度的算术总和的非线性增加的介电强度。这使得在上述方程中的增效因子s大于1。
在示于图1和图2中的开关设备的上下文中，术语“至少部分氟代的含氟酮”将包括根据任何从属权利要求或权利要求组合的任何变体。应注意，标称电流负载通常通过载流导体的欧姆加热而促进所述至少部分氟代的含氟酮、特别是含氟酮a) (或C5-酮)和/或含氟酮c) (或C6-酮)的蒸发。
根据上文给出的实施方案，在本申请中的术语“介电绝缘介质”应被广义地解释为涵盖所述介电绝缘介质的气相和可能的液相。然而，优选所述介电绝缘介质，即所述介电绝缘介质的所有组分在所有操作条件下、特别是在电气设备的所有操作温度下将完全且排他地以气态存在。另外，该术语将涵盖例如在气体绝缘的开关设备(GIS)或气体绝缘的传输线路(GITL)中具有突出的介电绝缘能力或介电强度，和/或具有用于熄灭电弧、例如在GIS或GITL中的电弧故障或用于开关在开关、断路器、电路断路器等任何类型中开关电弧的高性能的介质。
SF6或选自不同于含氟酮和SF6的本文提到的气体类型的任何化合物或化合物的组合可以高量或低量存在，所述化合物可与SF6组合或不与SF6组合，但始终与所述一种或多种含氟酮组合。在第一实施方案中，六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)和/或CF3I和/或氮氧化物(NO2、NO、N2O)可为以比所述至少部分氟代的含氟酮大的量存在的大体积气体或缓冲气体或载气。特别是，六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)和/或CF3I和/或氮氧化物(NO2、NO、N2O)以占绝缘介质大于60%、优选大于70%、更优选大于80%、甚至更优选大于90%、特别优选大于95%、甚至更特别优选大于97%且最优选大于99%的量存在。
在第二实施方案中，六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)和/或CF3I为以比所述至少部分氟代的含氟酮小的量存在的气体。优选六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)和/或CF3I以占绝缘介质小于40%、优选小于30%、更优选小于20%、甚至更优选小于10%、特别优选小于5%、甚至更特别优选小于3%且最优选小于1%的量存在。
在实施方案中，所述介电绝缘介质具有超过绝缘介质的气体组分的介电强度总和的非线性增加的介电强度。在其他实施方案中，所述介电绝缘介质具有经100年20000-15000、或15000-10000、或10000-5000、或5000-3000、或3000-2000、或2000-1000、或1000-500或低于500的全球变暖潜力(GWP)
在实施方案中，所述介电绝缘介质包含具有高于-20℃、优选高于-15℃、更优选高于-10℃、甚至更优选高于-5℃、最优选高于0℃的沸点的至少部分氟代的含氟酮。在另外的实施方案中，所述介电绝缘介质包含具有低于50℃、优选低于40℃、更优选低于30℃、甚至更优选低于20℃、最优选低于15℃的沸点的至少部分氟代的含氟酮。
另外的实施方案在从属权利要求中或在从属权利要求的任意组合中给出且在本描述中在文字上随此全部引用。
本文明确地公开所述介电绝缘介质的成分如各种SF6和/或CF4和/或CF3I、含氟酮和载气如氮气和/或空气和/或二氧化碳和/或氮氧化物(NO2、NO、N2O)为可能的或以任何组合存在，它们可为成对组合、三重组合、四重组合等，然而，始终与所述含氟酮组合。因此，所有这种组合的任何列举都随此成为本发明的一部分。
因此，概括地讲，本发明涵盖如下介电绝缘介质、作为介电绝缘介质的用途和电气设备，它们包含：与选自以下各物的组分混合的至少一种部分氟代的含氟酮：六氟化硫SF6、全氟化碳、四氟甲烷CF4、C2F6、C3F8、c-C4F8、三氟碘甲烷CF3I、二氧化氮NO2、一氧化氮NO、一氧化二氮N2O及其混合物。特别地讲，所述至少一种含氟酮为含氟单酮。另外，特别是，所述至少一种含氟酮为含有至少5个碳原子、优选正好含有5个碳原子或正好含有6个碳原子的含氟单酮或其混合物。
术语“优选”、“优选的”、“更优选”、“特别是”将仅指“例示性的”且因此将仅意味着实施方案或实施例，即应理解为任选的。
另外，在整个申请中，关于根据本发明和根据任何实施方案的包含至少部分氟代的含氟酮的介电绝缘介质的任何公开内容和权利要求也是这种至少部分氟代的含氟酮在介电绝缘介质中或作为介电绝缘介质的用途的公开内容，且随此明确地公开该用途且其可作为用途权利要求要求保护，特别是通过用术语“至少部分氟代的含氟酮作为介电绝缘介质或在介电绝缘介质中的用途”替代术语“包含至少部分氟代的含氟酮的介电绝缘介质”来要求保护。反之，该用途权利要求也公开为或可撰写成关于包含将用于介电绝缘的组分的介电绝缘介质或设备的权利要求。
参考标号列表
2             开关设备
4             外壳
4’                 外壳壁
6             绝缘空间
8             电气活性元件
10a         温度控制单元
10b         流体处理单元
14           气溶胶
16           喷嘴
18           开口
20           通道

Claims (38)

1.介电绝缘介质，其包含：
a) 六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)，其与以下物质混合：
b) 至少一种另外的组分，所述组分为至少部分氟代的含氟酮。
2.权利要求1的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮具有高于-20℃、优选高于-15℃、更优选高于-10℃、甚至更优选高于-5℃、最优选高于0℃的沸点。
3.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮具有低于50℃、优选低于40℃、更优选低于30℃、甚至更优选低于20℃、最优选低于15℃的沸点。
4.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述含氟酮为全氟酮，和/或为具有支链烷基链的含氟酮，和/或为具有完全饱和的化合物的含氟酮。
5.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮具有通用结构：
R1-CO-R2，
其中R1和R2为至少部分氟代的链，所述链彼此独立地为直链或支链且具有1-10个碳原子。
6.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮具有4-12个碳原子。
7.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮正好含有4个碳原子或正好含有5个碳原子或正好含有6个碳原子。
8.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述含氟酮具有分子式C5F10O且特别是选自1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮、1,1,1,3,3,4,4,5,5,5-十氟戊-2-酮和1,1,1,2,2,4,4,5,5,5-十氟戊-3-酮及1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-3-双(三氟甲基)-戊-2-酮；且优选为1,1,1,3,4,4,4-七氟-3-(三氟甲基)丁-2-酮。
9.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮在所述绝缘介质中具有5%-40%、优选6%-10%；或大于1%、优选大于2%、更优选大于3%、特别是大于3.5%的摩尔分数。
10.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述含氟酮具有分子式C6F12O且特别是选自1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮(还称为十二氟-2-甲基戊-3-酮)、1,1,1,3,3,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)戊-2-酮(还称为十二氟-4-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-3-(三氟甲基)戊-2-酮(还称为十二氟-3-甲基戊-2-酮)、1,1,1,3,4,4,4-七氟,3-双-(三氟甲基)丁-2-酮(还称为十二氟-3,3-(二甲基)丁-2-酮)、十二氟己-2-酮和十二氟己-3-酮及十氟环己酮；且特别是为1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-(三氟甲基)戊-3-酮。
11.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮在所述绝缘介质中具有1%-15%、优选1%-10%、更优选1%-5%、最优选1%-3%；或大于0.1%、优选大于0.5%、更优选大于1%、特别是大于2%的摩尔分数。
12.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少一种至少部分氟代的含氟酮或各至少部分氟代的含氟酮的分压至少大致对应于其在所述介电绝缘介质的最低操作温度下的相应饱和蒸气压。
13.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)为以比所述至少部分氟代的含氟酮大的量存在的大体积气体或缓冲气体或载气，特别是六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)以占所述绝缘介质大于60%、优选大于70%、更优选大于80%、甚至更优选大于90%、特别优选大于95%、甚至更特别优选大于97%的量存在。
14.权利要求1-12中任一项的介电绝缘介质，六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)为以比所述至少部分氟代的含氟酮小的量存在的气体，特别是六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷CF4以占所述绝缘介质小于40%、优选小于30%、更优选小于20%、甚至更优选小于10%、特别优选小于5%、甚至更特别优选小于3%且最优选小于1%的量存在。
15.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述介电绝缘介质包含至少一种另外的组分，特别是所述另外的组分包含二原子分子或为空气或空气组分，特别是所述另外的组分选自氮气、氧气、二氧化碳和惰性气体。
16.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述介电绝缘介质具有超过所述绝缘介质的气体组分的介电强度总和的非线性增加的介电强度。
17.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述介电绝缘介质包含与空气、氮气、二氧化碳中的至少一种混合且与含氟酮、特别是正好包含4个碳原子或正好包含5个碳原子或正好包含6个碳原子的含氟酮混合的六氟化硫SF6。
18.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述至少部分氟代的含氟酮在所述混合物中至少部分地、优选排他地以气态形式存在。
19.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，所述介电绝缘介质具有经100年20000-15000、或15000-10000、或10000-5000、或5000-3000、或3000-2000、或2000-1000、或1000-500或低于500的全球变暖潜力(GWP)。
20.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，其中所述混合物还包含选自由以下各物组成的第一集合的介电绝缘气体组分L)：全氟化碳且特别是C2F6、C3F8和c-C4F8；三氟碘甲烷CF3I；甲烷CH4、一氧化碳CO、氢气、惰性气体，特别是He、Ar、Kr；及其混合物。
21.前述权利要求中任一项的介电绝缘介质，其中所述混合物还包含选自由以下各物组成的另一集合的介电绝缘气体组分M)：CHF3、(C2F5)2O、(CF3)2O；另外的全氟化碳且特别是C2F4、C3F6、C4F10、C4F6、C4F8、C6F10、C6F12、C6F14、C6F6；C2F5COF、C5F8O2、c-C4F7I、CF3CF(CF3)CF(CF3)CF2I、CF3CF2CF2CF2I、CF3CF2CF2I、CF3CF2I、CF3CHFCF2I、CF3SF5、CH2F2、CH3-c-C4F6I、CH3CF(CF3)CF(CF3)CF2I、CH3CF2CF2I、CH3CHFCF(CF2CF3)CF2I、CO；N2；全氟二乙基硫醚、全氟甲基乙基硫醚、全卤代有机化合物、十四烷基氟己烷、XeF2、XeF4；及其混合物。
22.a) 选自由以下各物组成的第一集合的第一介电绝缘气体组分L1)：六氟化硫SF6、全氟化碳、四氟甲烷CF4、C2F6、C3F8、c-C4F8、三氟碘甲烷CF3I、二氧化氮NO2、一氧化氮NO、一氧化二氮N2O及其混合物，特别是六氟化硫(SF6)和/或四氟甲烷(CF4)，与b) 至少一种气态的至少部分氟代的含氟酮的混合物在供用于产生和/或传输和/或分配和/或应用电能的设备用的介电绝缘介质、特别是根据前述权利要求中任一项的介电绝缘介质中的用途。
23.权利要求22的用途，其特征在于将氮气或空气用于所述介电绝缘介质中。
24.权利要求22-23中任一项的用途，其特征在于将二氧化碳用于所述介电绝缘介质中以便消弧。
25.权利要求22-24中任一项的用途，其特征在于使用权利要求1-21中任一项的介电绝缘介质。
26.用于产生和/或分配和/或应用电能的设备(2)，特别是中压或高压设备(2)，所述设备(2)包括限定绝缘空间(6)的外壳(4)和布置在所述绝缘空间(6)中的电气活性元件(8)，所述绝缘空间(6)包含绝缘介质，其以权利要求1-21中任一项的介电绝缘介质为特征。
27.权利要求26的设备(2)，其特征在于所述设备(2)包含与选自氮气、空气、二氧化碳及其混合物混合的权利要求1-21中任一项的介电绝缘介质，使得介电强度的非线性增加超过所述绝缘介质的气体组分的介电强度总和。
28.权利要求26-27中任一项的设备(2)，其特征在于所述设备(2)为开关设备(2)，特别是空气绝缘或气体绝缘的金属封装的开关设备(2)或混合的开关设备(2)或中压闭塞开关设备或环网柜或接地箱壳断路器或PASS模块(插头-和-开关模块)或其元件和/或部件，特别是汇流条、绝缘套管、电缆、气体绝缘的电缆、电缆接头、电流变压器、电压变压器和/或避雷器。
29.权利要求26-28中任一项的设备(2)，其特征在于所述设备(2)为开关，特别是接地开关、断路器、组合的断路器和接地开关、负载断连开关和/或电路断路器。
30.权利要求29的设备(2)，其特征在于所述设备为具有用于提供加压的灭弧气体的压力累积室的高压电路断路器，且在开关操作中，权利要求1-21中任一项的所述至少部分氟代的含氟酮在灭弧期期间分解成具有较低数目的碳原子的氟烃化合物。
31.权利要求29-30中任一项的设备(2)，其特征在于所述设备(2)包含与作为灭弧气体、特别是用于减少在电极上的碳沉积和/或用于减少毒性燃弧副产物的量的选自二氧化碳、空气和氧气的组分混合的权利要求1-21中任一项的介电绝缘介质。
32.权利要求26-28中任一项的设备(2)，其特征在于所述设备为变压器，特别是配电变压器或电力变压器。
33.权利要求26-28中任一项的设备(2)，其特征在于所述设备为旋转电机、发电机、发动机、驱动器、半导体器件、大功率电子器件和/或其部件。
34.权利要求26-33中任一项的设备(2)，其特征在于，在所述介电绝缘介质中，所述至少部分氟代的含氟酮以使得所述至少部分氟代的含氟酮的冷凝温度低于所述设备(2)的最低操作温度、特别是低于+5℃、优选低于-5℃、更优选低于-20℃、甚至更优选低于-30℃、最优选低于-40℃的量存在。
35.权利要求26-34中任一项的设备(2)，其特征在于所述介电绝缘介质包含气态组分，所述气态组分的体积浓度使得所述气态组分的混合物的冷凝温度低于所述设备(2)的最低操作温度、特别是低于+5℃、优选低于-5℃、更优选低于-20℃、甚至更优选低于-30℃、最优选低于-40℃。
36.权利要求26-35中任一项的设备(2)，其特征在于所述设备(2)具有一定储备量的液态至少部分氟代的含氟酮、特别是含有4-12个碳原子的含氟酮；和/或限制所述绝缘介质的最大容许操作温度使得绝对填充压力保持低于所述设备(2)的给定压力极限的装置。
37.介电绝缘介质，特别是权利要求1-21中任一项的介电绝缘介质，其包含与至少一种另外的组分混合的三氟碘甲烷(CF3I)，所述另外的组分为至少部分氟代的含氟酮。
38.介电绝缘介质，特别是权利要求1-21中任一项的介电绝缘介质，其包含与至少一种另外的组分混合的氮氧化物(NO2、NO、N2O)，特别是二氧化氮(NO2)，所述另外的组分为至少部分氟代的含氟酮。
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