FR2977708A1 - USE OF HYDROFLUOROOLEFIN AS A HIGH VOLTAGE ARC INSULATION AND / OR EXTINGUISHMENT MEDIUM AND HIGH VOLTAGE ELECTRICAL GAS INSULATING DEVICE COMPRISING SAME - Google Patents
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Abstract
L'invention se rapporte à l'utilisation d'un milieu gazeux comprenant une hydrofluorooléfine, éventuellement associée à un gaz de dilution comme milieu d'isolation électrique et/ou d'extinction des arcs électriques dans un appareil électrique haute tension. Elle se rapporte également à un appareil électrique haute tension dans lequel l'isolation électrique et/ou l'extinction des arcs électriques est (sont) assurée (s) par un milieu comprenant une hydrofluorooléfine, éventuellement associée à un gaz de dilution.The invention relates to the use of a gaseous medium comprising a hydrofluoroolefin, optionally associated with a dilution gas as an electrical isolation medium and / or extinguishing electric arcs in a high voltage electrical apparatus. It also relates to a high voltage electrical apparatus in which the electrical insulation and / or the extinction of the electric arcs is (are) ensured by a medium comprising a hydrofluoroolefin, optionally associated with a dilution gas.
Description
UTILISATION D'UNE HYDROFLUOROOLEFINE COMME MILIEU D'ISOLATION ET/OU D'EXTINCTION D'ARC EN HAUTE TENSION ET APPAREIL ELECTRIQUE HAUTE TENSION A ISOLATION GAZEUSE LE COMPRENANT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine de l'isolation électrique et de l'extinction des arcs électriques dans des appareils haute tension. Plus précisément, elle se rapporte à l'utilisation de milieux gazeux qui comprennent un alcène particulier, à savoir une hydrofluorooléfine à trois atomes de carbone, en tant que gaz d'isolation et/ou d'extinction d'arc dans des appareils électriques de sous-station et, en particulier, dans des appareils haute tension. L'hydrofluorooléfine peut être utilisée seule ou en mélange avec un gaz de dilution dont le potentiel de réchauffement global est inférieur au sien, notamment inférieur ou égal à un. Elle se rapporte également à des appareils électriques de sous-station de haute tension dans lesquels l'isolation électrique et/ou l'extinction d'arc électrique sont assurées par un milieu gazeux comprenant au moins une hydrofluorooléfine, ce composé présentant le plus fort potentiel de réchauffement global des gaz présents dans le milieu gazeux. Un tel appareil électrique peut notamment être un transformateur électrique tel qu'un transformateur d'alimentation ou de mesure, une ligne à isolation gazeuse pour le transport ou la distribution de l'électricité, un jeu de barres ou encore un appareil électrique de connexion/déconnexion (aussi appelé appareil de coupure) tel qu'un disjoncteur, un interrupteur, un combiné interrupteur-fusibles, un sectionneur, un sectionneur de mise à la terre ou un contacteur. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans ce qui précède et ce qui suit, les termes « moyenne tension » (MT) et « haute tension » (HT) sont utilisés dans leur acceptation habituelle, à savoir que le terme « moyenne tension » désigne une tension qui est supérieure à 1 000 volts en courant alternatif et à 1 500 volts en courant continu mais qui ne dépasse pas 52 000 volts en courant alternatif et 75 000 volts en courant continu, tandis que le terme « haute tension » désigne une tension qui est strictement supérieure à 52 000 volts en courant alternatif et à 75 000 volts en courant continu. Dans les appareils électriques moyenne ou haute tension, l'isolation électrique et, le cas échéant, l'extinction des arcs électriques sont typiquement assurées par un gaz qui est confiné à l'intérieur d'une enceinte de ces appareils. Actuellement, le gaz le plus souvent utilisé est l'hexafluorure de soufre (SF6) . ce gaz présente une rigidité diélectrique relativement haute, une bonne conductivité thermique et des pertes diélectriques peu élevées. Il est chimiquement inerte et non toxique pour l'homme et les animaux et, après avoir été dissocié par un arc électrique, il se recombine rapidement et presque totalement. De plus, il est ininflammable et son prix est, encore aujourd'hui, modéré. Toutefois, le SF6 a pour inconvénient majeur de 30 présenter un potentiel de réchauffement global (PRG) de 22800 (relativement au CO2 sur 100 ans) et une durée de séjour dans l'atmosphère de 3200 ans, ce qui le place parmi les gaz à fort pouvoir d'effet de serre. Le SF6 a donc été inscrit par le Protocole de Kyoto (1997) sur la liste des gaz dont les émissions doivent être limitées. Le meilleur moyen de limiter les émissions du SF6 consiste à limiter l'utilisation de ce gaz, ce qui a conduit les industriels à chercher des alternatives au SF6. De fait, les autres solutions comme les systèmes hybrides associant une isolation gazeuse à une isolation solide (EP-A-1 724 802) augmentent le volume des appareils électriques par rapport à celui qu'autorise une isolation au SF6 ; la coupure dans l'huile ou le vide nécessite une refonte des appareillages. Des gaz diélectriques sont connus : voir par exemple WO-A-2008/073790. Cependant, les gaz dits simples comme l'air ou l'azote, qui n'ont pas d'impact négatif sur l'environnement, présentent une rigidité diélectrique beaucoup plus faible que celle du SF6 ; leur utilisation pour l'isolation électrique et/ou l'extinction des arcs électriques dans des appareils HT/MT implique d'augmenter de façon drastique le volume et/ou la pression de remplissage de ces appareils, ce qui va à l'encontre des efforts qui ont été réalisés au cours de ces dernières décennies pour développer des appareils électriques compacts, à encombrement de plus en plus réduit. Les perfluorocarbones (CnFzn+z, c-C4F8) présentent, d'une manière générale, des propriétés de tenue diélectrique intéressantes, mais leur PRG s'inscrit typiquement dans une gamme allant de 5000 à 10000. D'autres alternatives prometteuses d'un point de vue caractéristiques électriques et PRG, comme le trifluoroiodométhane (CF3I), sont classées parmi les substances cancérigènes, mutagènes et reprotoxiques de catégorie 3, ce qui est rédhibitoire pour une utilisation à une échelle industrielle. USE OF A HYDROFLUOROOLEFIN AS A HIGH VOLTAGE ARC ISOLATION AND / OR EXTINGUISHMENT MEDIUM AND HIGH VOLTAGE ELECTRICAL GAS ISOLATION APPARATUS INCLUDING THE SAME TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of electrical insulation and extinction of electric arcs in high voltage devices. More specifically, it relates to the use of gaseous media which comprise a particular alkene, namely a three-carbon hydrofluoroolefin, as an insulating and / or arc extinguishing gas in electrical apparatus of the present invention. substation and, in particular, in high voltage equipment. The hydrofluoroolefin may be used alone or as a mixture with a dilution gas whose global warming potential is lower than its own, in particular less than or equal to one. It also relates to high voltage substation electrical equipment in which the electrical insulation and / or the extinction of electric arc are provided by a gaseous medium comprising at least one hydrofluoroolefin, this compound having the highest potential global warming of the gases present in the gaseous medium. Such an electrical apparatus may in particular be an electrical transformer such as a supply or measurement transformer, a gas insulated line for the transmission or distribution of electricity, a busbar or an electrical connection device. disconnection (also known as a switchgear) such as a circuit breaker, a switch, a fuse-switch combination, a disconnector, an earthing switch or a contactor. STATE OF THE PRIOR ART In the foregoing and the following, the terms "medium voltage" (MV) and "high voltage" (HT) are used in their usual acceptance, namely that the term "medium voltage" designates a voltage which is greater than 1,000 volts AC and 1,500 volts DC but does not exceed 52,000 volts AC and 75,000 volts DC, while the term "high voltage" refers to a voltage that is strictly greater than 52,000 volts AC and 75,000 volts DC. In medium and high voltage electrical appliances, the electrical insulation and, where appropriate, the extinction of electric arcs are typically provided by a gas that is confined within an enclosure of these devices. Currently, the most commonly used gas is sulfur hexafluoride (SF6). this gas has a relatively high dielectric strength, good thermal conductivity and low dielectric losses. It is chemically inert and non-toxic to humans and animals and, after being dissociated by an electric arc, it recombines quickly and almost completely. In addition, it is nonflammable and its price is still moderate today. However, SF6 has the major disadvantage of having a global warming potential (GWP) of 22800 (relative to CO2 over 100 years) and a residence time in the atmosphere of 3200 years, which places it among the gases to be ignored. strong greenhouse effect. SF6 was therefore included in the Kyoto Protocol (1997) on the list of gases whose emissions must be limited. The best way to limit SF6 emissions is to limit the use of this gas, which has led industry to look for alternatives to SF6. In fact, other solutions such as hybrid systems combining gas insulation with solid insulation (EP-A-1724802) increase the volume of electrical appliances compared to that allowed by SF6 insulation; the cut in the oil or the vacuum requires a redesign of the apparatus. Dielectric gases are known: see for example WO-A-2008/073790. However, so-called simple gases such as air or nitrogen, which do not have a negative impact on the environment, have a much lower dielectric strength than SF6; their use for electrical insulation and / or extinguishing of electric arcs in HV / MV equipment involves drastically increasing the volume and / or the filling pressure of these devices, which goes against efforts that have been made in recent decades to develop compact electrical appliances, with increasingly small footprint. Perfluorocarbons (CnFzn + z, c-C4F8) generally have interesting dielectric withstand properties, but their GWP is typically in the range of 5000 to 10000. Other promising alternatives are From the point of view of electrical characteristics and PRG, such as trifluoroiodomethane (CF3I), are classified as carcinogenic, mutagenic and reprotoxic category 3, which is unacceptable for use on an industrial scale.
Des mélanges de SF6 et d'autres gaz comme l'azote ou le dioxyde d'azote sont utilisés pour limiter l'impact du SF6 sur l'environnement : voir par exemple WO-A-2009/049144. Néanmoins, du fait du fort PRG du SF6, le PRG de ces mélanges reste très élevé. Ainsi, par exemple, un mélange de SF6 et d'azote dans un rapport volumique de 10/90 présente une rigidité diélectrique en tension alternative (50 Hz) égale à 59 % de celle du SF6 mais son PRG est de l'ordre de 8000 à 8650. De tels mélanges ne sauraient donc être utilisés comme gaz à faible impact environnemental. Ainsi, seuls les mélanges à PRG important permettent une tenue diélectrique proche de celle du SF6 à basse température ; tous les mélanges à faible PRG proposés dans l'art antérieur permettent d'atteindre au maximum 80 % des performances des appareils SF6 pour les températures d'utilisation les plus basses mais, notamment, en augmentant la pression de gaz, en ajoutant des déflecteurs diélectriques, en revêtant certaines pièces de couches isolantes, ce qui nécessite une nouvelle conception des appareillages MT ou HT en prenant des distances d'isolation supérieures et en ajoutant éventuellement des artifices comme des écrans, déflecteurs ou gainages. Aussi, les Inventeurs se sont-ils fixé pour but de trouver un gaz qui, tout en ayant de bonnes propriétés d'isolation électrique et d'extinction des arcs électriques, ait un impact sur l'environnement faible ou nul. Les recherches les ont mené à envisager une nouvelle famille de gaz qui puisse être utilisée dans les appareils électriques moyenne ou haute tension qui sont actuellement commercialisés, en lieu et place du SF6 dont sont généralement remplis ces appareils, et ce sur toute leur gamme des températures d'utilisation, notamment à très basses températures. Mixtures of SF6 and other gases such as nitrogen or nitrogen dioxide are used to limit the impact of SF6 on the environment: see for example WO-A-2009/049144. Nevertheless, because of the high PRG of SF6, the GWP of these mixtures remains very high. Thus, for example, a mixture of SF6 and nitrogen in a volume ratio of 10/90 has a dielectric strength in alternating voltage (50 Hz) equal to 59% of that of SF6 but its GWP is of the order of 8000 at 8650. Such mixtures can not therefore be used as a gas with a low environmental impact. Thus, only the large GWP mixtures allow a dielectric strength close to that of SF6 at low temperature; all the low GWP blends proposed in the prior art allow to reach at most 80% of the performance of the SF6 devices for the lowest operating temperatures but, in particular, by increasing the gas pressure, by adding dielectric baffles , by coating certain pieces of insulating layers, which requires a new design of MV or HV equipment by taking greater isolation distances and possibly adding artifices such as screens, baffles or sheathings. Also, the inventors have set themselves the goal of finding a gas which, while having good electrical insulation and arc extinction properties, has a low or no impact on the environment. Research has led them to consider a new family of gases that can be used in medium- and high-voltage electrical appliances that are currently marketed, in place of the SF6 that is commonly used in these devices over their full range of temperatures. of use, especially at very low temperatures.
EXPOSÉ DE L'INVENTION Ces buts et d'autres encore sont atteints par l'invention qui propose, en premier lieu, l'utilisation d'un milieu gazeux comprenant au moins une hydrofluorooléfine comme milieu d'isolation électrique et/ou d'extinction des arcs électriques dans un appareil haute tension. Les hydrofluorooléfines utilisées sont des alcènes de chaîne carbonée à trois éléments carbone, et de préférence de type C3H2F4r qui ne sont pas toxiques, pas corrosifs, pas explosifs, ont un potentiel de destruction de l'ozone ODP (« Ozone Depletion Potential » selon la terminologie anglosaxonne) de 0, un PRG inférieur à 20, voire même inférieur à 10, et sont dotés de propriétés diélectriques aptes à leur faire remplacer le SF6 comme gaz d'isolation et/ou d'extinction d'arc dans les appareils électriques de sous-station de haute tension. Conformément à l'invention, le milieu est tel que ses composants sont maintenus à l'état de gaz dans les conditions de température et de pression auxquelles il est destiné à être soumis une fois confiné dans l'appareil électrique. L'hydrofluorooléfine peut être ainsi utilisée seule ou, éventuellement, en mélange avec au moins une autre hydrofluorooléfine de même forme. Toutefois, les hydrofluorooléfines seront le plus souvent utilisées en mélange avec au moins un autre gaz qui n'appartient pas à leur famille, si la température d'ébullition de cette (ces) hydrofluorooléfine(s) ne permet de garantir son (leur) maintien à l'état gazeux notamment. Dans ce cas, selon l'invention, les autres gaz utilisés dans le milieu gazeux ont un potentiel de réchauffement global inférieur à celui des hydrofluorooléfines ; le gaz vecteur, ou gaz de dilution, ou gaz tampon, présente de préférence une température 5 d'ébullition très basse, c'est-à-dire typiquement égale ou inférieure à -50°C à la pression standard, et une rigidité diélectrique qui est au moins égale à celle que présente l'azote ou le dioxyde de carbone. De préférence, l'hydrofluorooléfine est mélangée à un gaz de type azote, air, avantageusement air sec, oxygène, dioxyde de carbone, ou un mélange de ces gaz. Le PRG global du milieu gazeux est en rapport des pressions partielles de chacun de ses composants, et donc inférieur à 10 ou 20, et de préférence inférieur à 5. DISCLOSURE OF THE INVENTION These and other objects are achieved by the invention which proposes, firstly, the use of a gaseous medium comprising at least one hydrofluoroolefin as an electrical isolation medium and / or extinguishing medium. arcing in a high voltage device. The hydrofluoroolefins used are carbon chain alkenes with three carbon elements, and preferably of the C3H2F4r type, which are non-toxic, non-corrosive and non-explosive, and have an ozone depletion potential (ODP). English terminology) of 0, a PRG of less than 20, or even less than 10, and are provided with dielectric properties capable of replacing them with SF6 as insulating gas and / or arc extinguishing in electrical appliances of substation for high voltage. According to the invention, the medium is such that its components are kept in the gas state under the conditions of temperature and pressure to which it is intended to be subjected once confined in the electrical apparatus. The hydrofluoroolefin may thus be used alone or, optionally, in admixture with at least one other hydrofluoroolefin of the same form. However, the hydrofluoroolefins will most often be used mixed with at least one other gas that does not belong to their family, if the boiling point of this (these) hydrofluoroolefin (s) does not guarantee its (their) maintenance in the gaseous state in particular. In this case, according to the invention, the other gases used in the gaseous medium have a global warming potential lower than that of the hydrofluoroolefins; the carrier gas, or dilution gas, or buffer gas, preferably has a very low boiling temperature, i.e. typically equal to or less than -50 ° C at standard pressure, and a dielectric strength which is at least equal to that of nitrogen or carbon dioxide. Preferably, the hydrofluoroolefin is mixed with a nitrogen-type gas, air, preferably dry air, oxygen, carbon dioxide, or a mixture of these gases. The overall GWP of the gaseous medium is in relation to the partial pressures of each of its components, and therefore less than 10 or 20, and preferably less than 5.
Avantageusement, l'hydrofluorooléfine est présente dans le milieu gazeux dans un pourcentage molaire qui est au moins égal à 95 % du pourcentage molaire M déterminé par la formule : M = (PHFo/Pmélange) x 100, dans laquelle Pméange représente la pression du mélange à 20°C dans l'appareil électrique et PHFo représente la pression, exprimée dans la même unité, qui équivaut à 20°C à la pression de vapeur saturante que présente l'hydrofluorooléfine à la température minimale d'utilisation de l'appareil électrique. De fait, PHFo est déterminée par PHFo = (PVSHFO x 293) /Tmin, avec PVSHFO représentant la pression de vapeur saturante de l'hydrofluorooléfine à la température minimale Tminr exprimée en Kelvins, d'utilisation de l'appareil électrique. Ainsi, les propriétés diélectriques du milieu gazeux sont les plus élevées possibles et se rapprochent au mieux de celles du SF6. Dans les modes de réalisation préférés, la température minimale d'utilisation Tmin est choisie parmi : 0, -5, -10, -15, -20, -25, -30, -35, -40, -45 et -50°C. Dans le cas où l'appareil électrique est un appareil moyenne tension, la présence partielle de milieu à l'état liquide n'est pas de nature à poser de problème normatif. Il est donc possible d'utiliser un mélange dans lequel l'hydrofluorooléfine est présente en un pourcentage molaire supérieur au pourcentage molaire M. De préférence, le pourcentage molaire de l'hydrofluorooléfine est compris entre 95 % et 130 %, mieux encore entre 95 % et 120 %, idéalement entre 99 % et 110 %. Dans le cas où l'appareil électrique est un appareil haute tension, du type poste sous enveloppe métallique, il est souhaitable, pour qu'il puisse répondre aux normes CEI actuellement en vigueur, que le milieu soit exclusivement ou quasi exclusivement à l'état gazeux dans toute la gamme des températures d'utilisation de cet appareil. Il est donc préféré que l'hydrofluorooléfine soit présente en un pourcentage molaire qui ne dépasse pas 100 % du pourcentage molaire M afin de ne pas présenter de phase de liquéfaction. De préférence, le pourcentage molaire de l'hydrofluorooléfine est compris entre 98 % et 100 %. Advantageously, the hydrofluoroolefin is present in the gaseous medium in a molar percentage which is at least 95% of the molar percentage M determined by the formula: M = (PHFo / Pmixture) × 100, in which the mixture represents the pressure of the mixture at 20 ° C in the electrical apparatus and PHFo represents the pressure, expressed in the same unit, which is equivalent to 20 ° C to the saturation vapor pressure of the hydrofluoroolefin at the minimum temperature of use of the electrical apparatus . In fact, PHFo is determined by PHFo = (PVSHFO x 293) / Tmin, with PVSHFO representing the saturation vapor pressure of the hydrofluoroolefin at the minimum temperature Tminr expressed in Kelvin, of use of the electrical apparatus. Thus, the dielectric properties of the gaseous medium are the highest possible and are closest to those of SF6. In the preferred embodiments, the minimum use temperature T min is chosen from: 0, -5, -10, -15, -20, -25, -30, -35, -40, -45 and -50 ° C. In the case where the electrical apparatus is a medium voltage device, the partial presence of medium in the liquid state is not likely to pose a normative problem. It is therefore possible to use a mixture in which the hydrofluoroolefin is present in a molar percentage greater than the molar percentage M. Preferably, the molar percentage of the hydrofluoroolefin is between 95% and 130%, better still between 95%. and 120%, ideally between 99% and 110%. In the case where the electrical apparatus is a high-voltage apparatus, of the metal-encased post type, it is desirable, so that it can meet the IEC standards currently in force, that the medium is exclusively or almost exclusively in the state gaseous throughout the range of operating temperatures of this unit. It is therefore preferred that the hydrofluoroolefin be present in a molar percentage which does not exceed 100% of the molar percentage M in order not to have a liquefaction phase. Preferably, the mole percentage of the hydrofluoroolefin is between 98% and 100%.
L'invention a également pour objet un appareil électrique de haute tension, qui comprend une enceinte étanche dans laquelle se trouvent des composants électriques ainsi qu'un milieu gazeux assurant l'isolation électrique et/ou l'extinction d'arc électrique au sein de cette enveloppe, ce milieu gazeux comprenant au moins une hydrofluorooléfine. Les caractéristiques du milieu gazeux sont telles que précédemment décrites à propos de son utilisation. Conformément à l'invention, cet appareil électrique peut être un transformateur électrique à isolation gazeuse comme, par exemple, un transformateur d'alimentation ou un transformateur de mesure. L'appareil électrique peut également être une ligne à isolation gazeuse, aérienne ou souterraine, ou un jeu de barres pour le transport ou la distribution de l'électricité. Enfin, il peut aussi être un appareil électrique de connexion/déconnexion (aussi appelé appareil de coupure) comme, par exemple, un disjoncteur, un interrupteur, un sectionneur, un combiné interrupteur-fusibles, un sectionneur de mise à la terre ou un contacteur. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre illustratif et nullement limitatifs, représentés dans les figures annexées. La figure 1 représente la pression de vapeur saturante de deux HFO selon la température. La figure 2 illustre, sous la forme d'une courbe, l'évolution de la rigidité diélectrique normalisée d'un mélange de HF0-1234ze et de N2 en fonction du pourcentage molaire de HFO que présente ce mélange. The invention also relates to a high voltage electrical apparatus, which comprises a sealed enclosure in which there are electrical components and a gaseous medium providing electrical insulation and / or extinction of electric arc within this envelope, this gaseous medium comprising at least one hydrofluoroolefin. The characteristics of the gaseous medium are as previously described with reference to its use. According to the invention, this electrical apparatus may be a gas-insulated electrical transformer such as, for example, a supply transformer or a measurement transformer. The electrical apparatus may also be a gas-insulated line, aerial or underground, or a busbar for the transmission or distribution of electricity. Finally, it can also be an electrical connection / disconnection device (also called a switchgear) such as, for example, a circuit breaker, a switch, a disconnector, a fuse-switch combination, an earthing switch or a contactor . BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other advantages and features will emerge more clearly from the following description of particular embodiments of the invention, given by way of illustration and in no way limiting, represented in the appended figures. Figure 1 shows the saturation vapor pressure of two HFOs according to the temperature. Figure 2 illustrates, in the form of a curve, the evolution of the normalized dielectric strength of a mixture of HF0-1234ze and N2 as a function of the molar percentage of HFO that this mixture presents.
La figure 3 montre un dispositif dans lequel les tests de tenue diélectrique ont été réalisés avec un milieu gazeux selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention est basée sur l'utilisation, avec ou sans gaz de dilution (gaz « tampon » comme N2r CO2, air, _), des hydrofluorooléfines (HFO) à au moins trois atomes de carbone ; les HFO sont des alcènes substitués par le fluor, de formule générale Cn (H, F) 2n. En particulier, les HFO utilisées comprennent 3 atomes de carbone ; elles sont ininflammables et leur PRG est inférieur à 10. Notamment l'hydrofluorooléfine HF0-1234ze, ou trans-1,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, qui répond à la formule CHF=CH-CF2r est utilisée pour les exemples comparatifs suivants. Son impact environnemental est PRG = 6, et elle ne présente pas de toxicité pour l'homme avec une valeur moyenne d'exposition (teneur limite moyenne à laquelle la majorité des travailleurs peut être exposée régulièrement à raison de 8 heures de travail pendant 5 jours par semaine, sans subir d'effet nocif) de VME = 1000 ppm, et une dose létale DL50 causant la mort de 50 % d'une population animale supérieure à 200000 ppm. Or, dans la plupart des applications classiques à très basse température (-300C, voire -40°C), la HFO est diluée, parfois à moins de 20 %, dans un gaz vecteur neutre de type azote : le mélange n'est donc pas toxique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la HFO est utilisée sous forme gazeuse quelle que soit la température d'utilisation de l'appareillage électrique. Il convient donc que sa pression partielle soit inférieure ou égale à sa pression de vapeur saturante (PVS) à la plus basse température. Cependant, comme le remplissage des appareillages est usuellement fait à température ambiante, on utilise une pression équivalente PHF0, par exemple à 20°C pour obtenir un résultat conforme aux préconisations selon l'invention. Le tableau I donne ainsi les valeurs de pression de HF0-1234ze en fonction de la température (voir aussi figure 1). FIG. 3 shows a device in which the dielectric withstand tests were carried out with a gaseous medium according to the invention. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The invention is based on the use, with or without dilution gas ("buffer" gas such as N2r CO2, air, _), of hydrofluoroolefins (HFO) containing at least three carbon atoms; HFOs are fluorine-substituted alkenes of the general formula C n (H, F) 2 n. In particular, the HFOs used comprise 3 carbon atoms; they are non-flammable and their GWP is less than 10. Notably the hydrofluoroolefin HF0-1234ze, or trans-1,3,3,3-tetrafluoro-1-propene, which corresponds to the formula CHF = CH-CF2r is used for following comparative examples. Its environmental impact is PRG = 6, and it does not show any toxicity for humans with an average exposure value (average limit value at which the majority of workers can be regularly exposed for 8 working hours during 5 days per week, without adverse effects) of VME = 1000 ppm, and a lethal dose LD50 causing the death of 50% of an animal population greater than 200000 ppm. However, in most conventional applications at very low temperatures (-300C, or -40 ° C), the HFO is diluted, sometimes less than 20%, in a neutral carrier gas of nitrogen type: the mixture is therefore not not toxic. According to a preferred embodiment of the invention, the HFO is used in gaseous form regardless of the temperature of use of the electrical equipment. It is therefore appropriate that its partial pressure is less than or equal to its saturation vapor pressure (PVS) at the lowest temperature. However, since the filling of the apparatus is usually done at ambient temperature, an equivalent pressure PHF0 is used, for example at 20 ° C. to obtain a result in accordance with the recommendations according to the invention. Table I thus gives the pressure values of HF0-1234ze as a function of temperature (see also FIG. 1).
Température PVS estimée PHFO à 20°C (°C) (hPa) (hPa) 0°C 2200 2360 -10°C 1500 1670 -20°C 1000 1160 -25°C 830 980 -30°C 660 800 -40°C 410 520 Tableau 2 : Pressions de vapeur saturante de l'HFO-1234ze. Estimated PVS temperature PHFO at 20 ° C (° C) (hPa) (hPa) 0 ° C 2200 2360 -10 ° C 1500 1670 -20 ° C 1000 1160 -25 ° C 830 980 -30 ° C 660 800 -40 ° C 410 520 Table 2: Saturated vapor pressures of HFO-1234ze.
Selon l'appareillage, la pression interne du milieu d'isolation et/ou d'extinction d'arc qui est préconisée varie. Comme la HFO est, selon l'invention, entièrement ou quasi-entièrement sous forme gazeuse à la température la plus basse de l'appareil électrique, pour remplir les conditions de pressions de remplissage données, un gaz de dilution, ou gaz tampon, est ajouté. Notamment, pour un appareil de type qui doit être rempli à 5 bars (soit 5.105 N/m2), si une utilisation à -20°C est envisagée, 1,16 bar de HF0-1234ze est mélangé à 3,84 bars de gaz tampon à température ambiante. De préférence, le gaz de dilution présente une température d'ébullition très basse, inférieure ou égale à la température minimale 'min d'utilisation de l'appareil, et une rigidité diélectrique supérieure ou égale à celle du CO2 ou de l'air dans des conditions d'essai identiques (même appareillage, même configuration géométrique, mêmes paramètres opératoires, _) à celles utilisées pour mesurer la rigidité diélectrique dudit gaz. Par ailleurs, selon l'invention, le gaz de dilution utilisé est un gaz à faible PRG de type air ou CO2 : ainsi, le milieu gazeux utilisé comme isolant et extincteur d'arc dans les appareils électriques a un PRG inférieur ou égal à celui de la HFO de référence. De préférence, un gaz de dilution de PRG nul, l'azote N2r est utilisé. Afin de déterminer la composition du mélange gazeux au remplissage, on détermine donc la pression de remplissage de l'appareil électrique Pmélange- Le pourcentage molaire M équivalent en HFO est donné par la formule M=( PHFO / Pmélange ) x 10 0 r avec PHFO pression équivalente à la température concernée (c'est-à-dire en général la température de remplissage, correspondant à la pression de remplissage) de la pression de vapeur saturante PVS de HFO à la température minimale d'utilisation Tmin de l'appareil (PHFO = (PVSHFO )< 293) /Tmin) . Ce pourcentage M représente la quantité maximale de HFO pour qu'il n'y ait pas de liquide dans l'enceinte. Dans certains cas, il est impératif de ne pas dépasser ce seuil M pour éviter toute présence de liquide ; parfois, par exemple en moyenne tension, il est possible d'avoir un peu de liquide à basse ou très basse température, et le pourcentage molaire MHFO de remplissage peut atteindre 110 % voire 130 % de M. Par ailleurs, comme la HFO possède une meilleure tenue diélectrique que les gaz vecteurs, il est souhaitable d'optimiser le remplissage par la HFO : on choisit donc MHFO supérieur ou égal à 95 % du pourcentage molaire équivalent, de préférence MHFO > O,98-M, ou MHFO = 0,99-M. De fait, la rigidité diélectrique de la HFO pure est proche de celle du SF6 pur, meilleure que celle des gaz de dilution. Tel qu'illustré en figure 2, la mesure sur un appareil de type GIS 145 kV en tension alternative 50 Hz de la HF0-1234ze, seule ou en mélange avec de l'azote, montre que le milieu gazeux selon l'invention remplit les conditions d'utilisation des appareillages actuels. En particulier, la tenue diélectrique de la HFO, seule ou en mélange avec un gaz de dilution « neutre », s'est avérée remplir les conditions requises. Notamment : - sur ligne directe, les essais sous choc de foudre (onde de 1,2 - 50 ps) entre phase et terre ont été réalisés à l'intérieur d'une enceinte 1 époxy (de type Fluokit M24+, c'est-à-dire de type « air insulated switchgear », ou à isolation dans l'air) entre deux contacts 2 de rayon 12 mm en cuivre argenté distants de d = 134 mm illustrée en figure 3, à température ambiante. Les résultats sont donnés en tableau II : dans une configuration de champ électrique non homogène, la HF0-1234ze a une tenue diélectrique équivalente à celle du SF6. en cheminement, les essais sous choc de foudre (onde de 1,2 - 50 ps) ont été réalisés à l'intérieur de la même enceinte illustrée en figure 3 dans laquelle la distance de séparation des contacts est de d = 317 mm, à température ambiante. Le champ électrique moyen (Ucrête / 317 mm) ayant entrainé l'amorçage entre les contacts 2 par cheminement est de 814 V/mm, valeur qui est seulement 10 % inférieure à celle mesurée dans les mêmes conditions avec un appareil rempli de SF6à la même pression. Depending on the equipment, the internal pressure of the insulation medium and / or arc extinguishing which is recommended varies. Since the HFO is, according to the invention, wholly or almost entirely in gaseous form at the lowest temperature of the electrical apparatus, to fulfill the conditions of given filling pressures, a dilution gas, or buffer gas, is added. In particular, for a device of the type which must be filled to 5 bars (ie 5.105 N / m2), if a use at -20 ° C is envisaged, 1.16 bar of HF0-1234ze is mixed with 3.84 bars of gas. buffer at room temperature. Preferably, the dilution gas has a very low boiling point, less than or equal to the minimum operating temperature of the apparatus, and a dielectric strength greater than or equal to that of CO2 or air in the apparatus. identical test conditions (same apparatus, same geometrical configuration, same operating parameters, _) as used to measure the dielectric strength of said gas. Furthermore, according to the invention, the dilution gas used is a gas with a low GWP of the air or CO2 type: thus, the gaseous medium used as insulator and arc extinguisher in electrical appliances has a GWP less than or equal to that of the reference HFO. Preferably, a zero PRG dilution gas, N2r nitrogen is used. In order to determine the composition of the gaseous mixture at filling, the filling pressure of the electrical apparatus P-mixture is thus determined. The molar percentage M equivalent in HFO is given by the formula M = (PHFO / Pmixture) × 10 0 r with PHFO. pressure equivalent to the relevant temperature (ie in general the filling temperature, corresponding to the filling pressure) of the saturation vapor pressure PVS of HFO at the minimum operating temperature Tmin of the apparatus ( PHFO = (PVSHFO) <293) / Tmin). This percentage M represents the maximum amount of HFO so that there is no liquid in the chamber. In some cases, it is imperative not to exceed this threshold M to avoid any presence of liquid; sometimes, for example in medium voltage, it is possible to have a little liquid at low or very low temperature, and the molar percentage MHFO filling can reach 110% or even 130% of M. Moreover, since the HFO has a better dielectric strength than the carrier gases, it is desirable to optimize the filling with HFO: MHFO is therefore greater than or equal to 95% of the equivalent molar percentage, preferably MHFO> O, 98-M, or MHFO = 0, 99-M. In fact, the dielectric strength of pure HFO is close to that of pure SF6, better than that of dilution gases. As illustrated in FIG. 2, the measurement on a 145 kV GIS type apparatus at 50 Hz alternating voltage of the HF0-1234ze, alone or in a mixture with nitrogen, shows that the gaseous medium according to the invention fulfills the conditions of use of current equipment. In particular, the dielectric strength of the HFO, alone or mixed with a "neutral" dilution gas, has been found to fulfill the required conditions. In particular: - on a direct line, tests under lightning shock (wave of 1.2 - 50 ps) between phase and ground were carried out inside an enclosure 1 epoxy (Fluokit type M24 +, that is to say ie type "air insulated switchgear", or air-insulated) between two contacts 2 of radius 12 mm silver copper distant d = 134 mm illustrated in Figure 3, at room temperature. The results are given in Table II: in a non-homogeneous electric field configuration, the HF0-1234ze has a dielectric strength equivalent to that of SF6. while traveling, the tests under lightning shock (wave of 1.2 - 50 ps) were carried out inside the same enclosure illustrated in FIG. 3 in which the separation distance of the contacts is d = 317 mm, at ambient temperature. The average electrical field (Ucrete / 317 mm) that caused the ignition between contacts 2 by tracking is 814 V / mm, a value that is only 10% lower than that measured under the same conditions with a device filled with SF6 at the same pressure.
De même, dans une configuration de champ électrique non homogène, tel que présenté dans le tableau III, la HF0-1234ze a une tenue aux décharges partielles équivalente à celle du SF6 ; les essais comparatifs de tenue aux décharges partielles (effet Corona) ont été réalisés dans la même enceinte que ceux de tenue diélectrique sur ligne directe (figure 3, d = 134 mm). Similarly, in a non-homogeneous electric field configuration, as shown in Table III, the HF0-1234ze has a partial discharge resistance equivalent to that of SF6; Comparative tests of resistance to partial discharge (Corona effect) were carried out in the same enclosure as those of dielectric withstand on direct line (Figure 3, d = 134 mm).
Gaz Pression absolue Tenue en Tenue en polarité polarité positive négative SF6 3.105 Pa 190 kV 185 kV HF0-1234ze 3.105 Pa 183 kV 208 kV Différence / - 3,6 % + 12,4 % SF6 N2 1,3.105 Pa 118 kV 113 kV HF0-1234ze + (0,3 + 1)-105 Pa 254 kV 285 kV N2 (mélange grand + 215 % + 252 % Différence / froid -45°C) N2 Tableau II : tenue diélectrique de la HFO seule ou en mélange Gaz Pression absolue Seuil d'extinction SF6 2-105 Pa 20 kV HF0-1234ze 2.105 Pa 26 kV Différence / SF6 + 6 kV SF6 1,2-105 Pa 65 kV HF0-1234ze + N2 (0, 2 + 1, 1) 105 Pa 57 kV Différence / SF6 (mélange grand - 8 kV froid -50°C) Tableau III : tenue aux décharges partielles de la HFO seule ou en mélange Gas Absolute pressure Resistance in positive polarity positive polarity SF6 3.105 Pa 190 kV 185 kV HF0-1234ze 3.105 Pa 183 kV 208 kV Difference / - 3.6% + 12.4% SF6 N2 1.3.105 Pa 118 kV 113 kV HF0 -1234ze + (0.3 + 1) -105 Pa 254 kV 285 kV N2 (large mixture + 215% + 252% difference / cold -45 ° C) N2 Table II: dielectric strength of HFO alone or in mixture Gas Pressure absolute Threshold of extinction SF6 2-105 Pa 20 kV HF0-1234ze 2.105 Pa 26 kV Difference / SF6 + 6 kV SF6 1.2-105 Pa 65 kV HF0-1234ze + N2 (0, 2 + 1, 1) 105 Pa 57 kV Difference / SF6 (large mixture - 8 kV cold -50 ° C) Table III: partial discharge performance of HFO alone or in mixture
Un essai comparatif de tenue à l'échauffement, mené sur un appareil type AIS mesure, au niveau des contacts électriques (points les plus chauds), les échauffements maximum sur l'appareil traversé par un courant permanent de 630 A RMS. Tel que présenté dans le tableau IV, les échauffements mesurés sur une moyenne de trois points de mesure avec la HF0-1234ze sont du même ordre de grandeur que ceux mesurés avec le SF6. Gaz Echauffement des contacts (en pression absolue) température par rapport absolue à SF6 SF6 (1,38-105 Pa) 50, 63 K / N2 (1,38-105 Pa) 53, 6 K + 5, 8 % HF0-1234ze (1,38-105 Pa) 50, 13 K - 1 % HF0-1234ze (0,98-105 Pa) + N2 50, 8 K + 0, 3 % (Mélange (0,4-105 Pa) grand froid -25°C) Tableau IV : tenue à l'échauffement de la HFO seule ou en 10 mélange A comparative test of resistance to overheating, carried out on an AIS type device, measures, at the level of the electrical contacts (hottest points), the maximum temperature rises on the device crossed by a permanent current of 630 A RMS. As shown in Table IV, the temperature rises measured on an average of three measurement points with the HF0-1234ze are of the same order of magnitude as those measured with SF6. Gas Heating of the contacts (absolute pressure) temperature with respect to absolute SF6 SF6 (1.38-105 Pa) 50, 63 K / N2 (1.38-105 Pa) 53, 6 K + 5, 8% HF0-1234ze (1.38-105 Pa) 50.13 K - 1% HF0-1234ze (0.98-105 Pa) + N2 50.8 K + 0.3% (Mixture (0.4-105 Pa) very cold - 25 ° C) Table IV: Heating behavior of HFO alone or in mixture
Par exemple, on utilisera l'hydrofluorooléfine HF0-1234ze avec un peu d'azote dans les appareils grand froid (Tmin -40°C), la quantité d'additif étant clairement établie 15 en fonction de la température minimale d'utilisation de l'appareillage électrique. Plus généralement, le taux de la HF0-1234ze étant lié à sa pression de vapeur saturante, il est possible de déterminer la rigidité diélectrique à 50 Hz (U 50 Hz) de 20 différents mélanges HF0-1234ze / N2 (à différents taux de HFO) correspondant à différentes températures minimales de -30°C à 0°C : voir tableau V, qui donne en outre une comparaison avec les propriétés du SF6 permettant de vérifier que les conditions d'utilisation sont remplies. Par exemple, pour un appareillage destiné à être utilisé à une température minimale de -30°C où la pression de vapeur saturante de la HF0-1234ze est de 660 hPa, ce qui représente une pression de 80-102 N/m2 mesurée à 20 °C, et si la pression totale dans ce type d'appareil du mélange gazeux est de 5 bars absolus, le ratio molaire sera alors de 0,8/5, soit 16 % de la HFO dans de l'azote. Le PRG du mélange est de l'ordre de 2 : en effet, un mélange à 16 % molaire de HF0-1234ze de PRG = 6 avec de l'azote diminue fortement l'impact environnemental. Température PVS Pression Ratio u-50 50 Hz ô SF6 (~C) HF0-1234ze totale HF0-1234ze (kV rms) (hPa abs) (hPa) (%) -30 660 5000 15,9 % 296 65 % -25 830 5000 19,6 % 312 69 % -20 1020 5000 23,6 % 327 72 % -10 1520 5000 33,9 % 354 78 % 0 2200 5000 47,2 % 379 84 % Tableau V : caractéristiques d'un mélange HF0-1234ze / N2 Au vu des performances de la HFO, seule ou en mélange avec un gaz de dilution simple de type air ou azote, une utilisation dans un appareillage existant peut être envisagée. En particulier, après avoir fait le vide à l'aide d'une pompe à vide à huile, on peut remplir un appareil commercial de 5 bars pour une utilisation à -30°C à l'aide d'un mélangeur de gaz permettant de contrôler le rapport entre la HF0-1234ze et le gaz vecteur N2r ce rapport étant maintenu constant et égal à 16 % en pression tout au long du remplissage grâce à l'utilisation de débitmètre massique de précision ; de préférence, le vide (0 à o, l kPa) a été fait auparavant dans l'appareil. Par exemple, il peut s'agir d'un appareil de type GIS de 145 kV de tension assignée et qui a une structure strictement identique à celle que présente l'appareil qui est commercialisé par Alstom Grid sous la référence B65 et rempli actuellement de SF6. L'appareil ainsi rempli du mélange proposé est ensuite soumis à des essais de tenue diélectrique à température ambiante, sous chocs de foudre (onde de 1,2 - 50 ps) à onde positive et à onde négative conformément à la norme CEI 62271-1, tel que décrit plus haut. La rigidité diélectrique sous fréquence industrielle atteint la valeur de 296 kV rms, ce qui représente 65 % de la tenue diélectrique de cet appareil sous SF6 à même pression et au moins 68 % de plus que la tenue diélectrique du même appareil rempli d'air sec ou d'azote à même pression. Les performances sont donc tout à fait convenables, et bien supérieures à celles obtenues pour d'autres gaz d'isolation à PRG faible. For example, the HF0-1234ze hydrofluoroolefin will be used with a little nitrogen in very cold units (Tmin -40 ° C), the amount of additive being clearly established according to the minimum temperature of use of the product. 'electrical equipment. More generally, since the HF0-1234ze content is related to its saturation vapor pressure, it is possible to determine the dielectric strength at 50 Hz (U 50 Hz) of different HF0-1234ze / N2 mixtures (at different HFO levels). ) corresponding to different minimum temperatures from -30 ° C to 0 ° C: see Table V, which also gives a comparison with the properties of SF6 to verify that the conditions of use are met. For example, for equipment intended to be used at a minimum temperature of -30 ° C where the saturation vapor pressure of HF0-1234ze is 660 hPa, which represents a pressure of 80-102 N / m2 measured at 20 ° C. ° C, and if the total pressure in this type of device gas mixture is 5 bar absolute, the molar ratio will be 0.8 / 5, or 16% of the HFO in nitrogen. The PRG of the mixture is of the order of 2: in fact, a 16% molar mixture of HF0-1234ze of PRG = 6 with nitrogen greatly reduces the environmental impact. Temperature PVS Pressure Ratio u-50 50 Hz δ SF6 (~ C) HF0-1234ze total HF0-1234ze (kV rms) (hPa abs) (hPa) (%) -30 660 5000 15.9% 296 65% -25 830 5000 19.6% 312 69% -20 1020 5000 23.6% 327 72% -10 1520 5000 33.9% 354 78% 0 2200 5000 47.2% 379 84% Table V: Characteristics of a HFO-mixture 1234ze / N2 In view of the performance of HFO, alone or in combination with a single dilution gas of air or nitrogen type, use in existing equipment may be considered. In particular, after evacuating with the aid of an oil vacuum pump, a 5 bar commercial apparatus can be filled for use at -30 ° C. by means of a gas mixer allowing control the ratio between the HF0-1234ze and the carrier gas N2r this ratio being kept constant and equal to 16% in pressure throughout the filling by the use of precision mass flowmeter; preferably, the vacuum (0 to 0, 1 kPa) has been done previously in the apparatus. For example, it may be a GIS type device of 145 kV rated voltage and which has a structure strictly identical to that presented by the device which is marketed by Alstom Grid under the reference B65 and currently filled with SF6 . The apparatus thus filled with the proposed mixture is then subjected to dielectric withstand testing at ambient temperature, lightning shock (wave of 1.2 - 50 ps), positive wave and negative wave according to IEC 62271-1. , as described above. The dielectric strength at industrial frequency reaches 296 kV rms, which represents 65% of the dielectric strength of this device under SF6 at the same pressure and at least 68% more than the dielectric strength of the same apparatus filled with dry air or nitrogen at the same pressure. The performances are therefore quite suitable, and much higher than those obtained for other insulating gases with low GWP.
Pareillement, il peut s'agir d'un appareil moyenne tension comme le Fluokit M24+ commercialisé par Schneider Electric : en remplissant cet interrupteur sectionneur de type AIS d'un mélange HF0-1234ze (9,8.105 Pa absolu) et N2 (4.105 Pa absolu), on peut réaliser des essais de coupure dans les conditions fixées par la norme CEI 60265- 1 cycle TD1, et ainsi estimer les performances de la HF0-1234ze en coupure, en les comparant avec celles du SF6. L'appareil a ainsi coupé 630 A/12 kV avec des temps d'arcs similaires à ceux mesurés avec le SF6 ; en augmentant progressivement tension et courant jusqu'à la non coupure, on a pu constater des limites préliminaires (sans aucune précaution et/ou adaptation du fait de ce nouveau mélange) de l'appareil à 811 A/16 kV, a priori légèrement supérieures à celles obtenues avec du SF6. Il est à noter par ailleurs que, les appareils actuels étant déjà équipés de tamis moléculaire de type sulfate de calcium (CaSOj anhydre qui adsorbent les petites molécules créées lors de la coupure, la toxicité du gaz n'est pas augmentée après décharges partielles par des molécules pouvant présenter une toxicité. De plus, en fin de vie ou après essais de coupure, le gaz est récupéré par les techniques classiques de récupération utilisant un compresseur et une pompe à vide. L'hydrofluorooléfine HF0-1234ze est alors séparée du gaz tampon en utilisant une zéolithe capable de piéger uniquement le gaz tampon, de taille inférieure ; alternativement, une membrane à séparation sélective laisse s'échapper l'azote et garde la HF0-1234ze qui a une masse molaire plus importante ; toute autre option est envisageable. Bien que les exemples ci-dessus aient été réalisés avec la HF0-1234ze, les alternatives à ce gaz sont possibles. En particulier, l'isomère HF0-1234yf, ou 2,3,3,3-tétrafluoro-1-propène, qui répond à la formule CH2=CF-CH3r peut être utilisé, avec les adaptations inhérentes aux propriétés de ce gaz : en particulier, tel qu'illustré en figure 1, comme la température d'ébullition est de -30°C (contre -19°C pour la HF0-1234ze), il est possible pour la même température de fonctionnement de -30°C de mettre 50 % de plus de HF0-1234yf que de HF0-1234ze. Comme pour une pression de remplissage donnée, plus il y a de HFO, et par conséquent moins il y a de gaz tampon, et que les propriétés d'isolation et d'extinction d'arc dépendent du mélange, la rigidité diélectrique est augmentée. La solution selon l'invention permet ainsi de proposer un gaz ou un mélange gazeux à faible impact environnemental (PRG diminué de plus de 99,9 % par rapport à une isolation au SF6) compatible avec les températures d'utilisation minimales de l'appareillage électrique et ayant des propriétés diélectrique, de coupure et de dissipation thermique proches de celles obtenues sur les appareils existants. Ce gaz, seul ou en mélange peut directement remplacer le SF6 utilisé dans les appareils, sans modifier ou presque leur conception : les lignes de production peuvent être gardées, avec simple changement du gaz de remplissage. Similarly, it can be a medium voltage device such as Fluokit M24 + marketed by Schneider Electric: by filling this disconnector AIS type of a mixture HF0-1234ze (9.8.105 Pa absolute) and N2 (4.105 Pa absolute ), it is possible to carry out cut-off tests under the conditions defined by IEC 60265-1 cycle TD1, and thus to estimate the performances of the HF0-1234ze in cutoff, by comparing them with those of SF6. The device thus cut 630 A / 12 kV with arc times similar to those measured with SF6; by progressively increasing voltage and current until non-breaking, it was possible to note preliminary limits (without any precautions and / or adaptation due to this new mixture) of the apparatus at 811 A / 16 kV, a priori slightly higher to those obtained with SF6. It should also be noted that, as the current apparatuses are already equipped with calcium sulphate molecular sieves (anhydrous CaSO.sub.4) which adsorb the small molecules created during the cleavage, the toxicity of the gas is not increased after partial discharges by In addition, at the end of its life or after cut-off tests, the gas is recovered by conventional recovery techniques using a compressor and a vacuum pump.The hydrofluoroolefin HF0-1234ze is then separated from the buffer gas. using a zeolite capable of trapping only the buffer gas, of a smaller size, alternatively a selectively separated membrane allows the nitrogen to escape and keeps the HF0-1234ze which has a higher molecular weight, any other option is conceivable. Although the above examples have been carried out with HF0-1234ze, the alternatives to this gas are possible, in particular the HF0-1234 isomer. 1234yf, or 2,3,3,3-tetrafluoro-1-propene, which corresponds to the formula CH2 = CF-CH3r can be used, with the adaptations inherent to the properties of this gas: in particular, as illustrated in FIG. 1, as the boiling temperature is -30 ° C (against -19 ° C for the HF0-1234ze), it is possible for the same operating temperature of -30 ° C to put 50% more HF0- 1234yf than from HF0-1234ze. As with a given filling pressure, the more HFO, and therefore the less buffer gas, and the insulation and arc quenching properties are dependent on the mixture, the dielectric strength is increased. The solution according to the invention thus makes it possible to propose a gas or a gaseous mixture with a low environmental impact (GWP decreased by more than 99.9% with respect to SF6 insulation) compatible with the minimum operating temperatures of the apparatus. electrical and having dielectric properties, cut and heat dissipation close to those obtained on existing devices. This gas, alone or as a mixture can directly replace the SF6 used in appliances, without changing or almost their design: the production lines can be kept, with simple change of the filling gas.
REFERENCES CITEES EP-A-1 724 802 WO-A-2008/073790 WO-A-2009/04914415 CITED REFERENCES EP-A-1 724 802 WO-A-2008/073790 WO-A-2009/04914415
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