(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉エンクロージャを含む中又は高電圧装置であって、前記エンクロージャ中に、厚さの異なる固体絶縁層でカバーされた電気部品と、電気的絶縁を提供するため及び前記エンクロージャ内で生じやすい電弧を消すためのガス状媒体とが設置され、前記ガス状媒体が、希釈ガスとの混合物でヘプタフルオロイソブチロニトリルを含んでなることを特徴とする該装置。
【請求項２】
前記希釈ガスが、二酸化炭素、窒素、酸素、空気、及びそれらの任意の混合物から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ヘプタフルオロイソブチロニトリルが、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、８０％以上のモルパーセント（Ｍｈｅ）でヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の装置。
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
【請求項４】
前記ヘプタフルオロイソブチロニトリルが、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、９５％から１３０％の範囲にあるモルパーセント（Ｍｈｅ）において、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在し、
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
前記装置が、それにおいて前記混合物の液体状態であるいくらかの部分がその絶縁を低減しない、中電圧又は高電圧装置であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記ヘプタフルオロイソブチロニトリルが、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、９７％〜１２０％の範囲にあるモルパーセント（Ｍｈｅ）において、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在し、
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
前記装置が、それにおいて前記混合物の液体状態であるいくらかの部分がその絶縁を低減しない、中電圧又は高電圧装置であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ヘプタフルオロイソブチロニトリルが、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、９９％〜１１０％の範囲にあるモルパーセント（Ｍｈｅ）において、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在し、
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
前記装置が、それにおいて前記混合物の液体状態であるいくらかの部分がその絶縁を低減しない、中電圧又は高電圧装置であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記ヘプタフルオロイソブチロニトリルが、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、９５％〜１００％の範囲にあるモルパーセント（Ｍｈｅ）において、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在し、
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
前記装置が、それにおいて液相の存在が絶縁性能に悪く影響する、中電圧又は高電圧装置であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記ヘプタフルオロイソブチロニトリルが、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、９８％〜１００％の範囲にあるモルパーセント（Ｍｈｅ）において、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在し、
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
前記装置が、それにおいて液相の存在が絶縁性能に悪く影響する、中電圧又は高電圧装置であることを特徴とする、請求項１〜３及び７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記固体絶縁層の厚さが、電界の利用率ηの関数であり、ηが最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義され（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ））、前記固体絶縁層が、０．２から０．４の範囲にある利用率では、１ｍｍより大きく１０ｍｍより小さい厚さを示すことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記厚い固体絶縁層を作製するために選択された材料が、６以下の比誘電率を示すことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記厚い固体絶縁層を作製するために選択された材料が、４以下の比誘電率を示すことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記厚い固体絶縁層を作製するために選択された材料が、３以下の比誘電率を示すことを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカルボナート、ポリメチルメタクリラート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ｐａｒｙｌｅｎｅ  Ｎ（商標）、Ｎｕｆｌｏｎ（商標）、シリコン、及びエポキシ樹脂から選択されることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記固体絶縁層の厚さが、電界の利用率ηの関数であり、ηが最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義され（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ）、前記固体絶縁層が、０．５より大きい利用率では、１ｍｍ未満の厚さを示す薄い層であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記固体絶縁層の厚さが、電界の利用率ηの関数であり、ηが最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義され（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ））、前記固体絶縁層が、０．５より大きい利用率では、５００μｍ未満の厚さを示す薄い層であることを特徴とする、請求項１〜３及び１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記固体絶縁層の厚さが、電界の利用率ηの関数であり、ηが最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義され（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ））、前記固体絶縁層が、０．５より大きい利用率では、６０μｍ〜１００μｍの範囲にある厚さを示す薄い層であることを特徴とする、請求項１〜３、１４及び１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記薄い固体絶縁層を作製するために選択された材料が、２〜４の範囲にある比誘電率を示すことを特徴とする、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記薄い固体絶縁層を作製するために選択された材料が、２．５〜３．５の範囲にある比誘電率を示すことを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記材料が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、エチレン−モノクロロトリフルオロエチレン、ｐａｒｙｌｅｎｅ  Ｎ（商標）、Ｎｕｆｌｏｎ（商標）、ＨＡＬＡＲ（商標）、及びＨＡＬＡＲ  Ｃ（商標）から選択されることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置が、ガス絶縁電気的変換器、電気を輸送若しくは分配するためのガス絶縁送電線、又はコネクタ／ディスコネクタであることを特徴とする、請求項１から１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
その部品が、請求項９〜１９のいずれか１項において上記に定義された通りの厚さの異なる固体絶縁層でカバーされる、中電圧又は高電圧装置における、電気的絶縁及び／又は電気的アーク消弧のためのガスとしての、請求項１から８のいずれか１項において定義された通りの希釈ガスとの混合物におけるヘプタフルオロイソブチロニトリルの用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中又は高電圧装置、特に高−電圧装置における、電気的絶縁及び電気的アーク消弧の分野に関する。
【０００２】
さらに具体的には、本発明は、中又は高電圧装置における、環境負荷の低いハイブリッド絶縁の使用に関する。該ハイブリッド絶縁は、窒素、酸素、二酸化炭素、若しくは空気タイプの中性ガス又はそれらの混合物との混合物中にヘプタフルオロイソブチロニトリルを含んでなるガス状媒体の組合せをベースとし、電気的絶縁及び／又は電気的アーク消弧のため、並びに、固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされる導電部上の厚さの小さい又は大きい層に適用される低誘電率の固体絶縁のための、ガスとして使用される。絶縁層の厚さは、電界の利用率ηの関数であり、ηは最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義されることから（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ））、該層は０．３に近い利用率では厚く、一方０．９に近い利用率では薄い。
【０００３】
本発明はまた、中又は高電圧装置にも関する。該装置においては、電気的アーク消弧が、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを窒素、酸素、二酸化炭素、若しくは空気タイプの中性ガスか又はそれらの混合物との混合物中に含んでなるガス状媒体によって実施され、かつ電気的絶縁が、固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされる導電部上の厚さの小さい又は大きい層において適用される、低誘電率の固体絶縁と組合せた同じガスによって提供される。とりわけこの装置は、電力変換器若しくは測定変換器などの電気的変換器、電気を輸送若しくは分配するためのガス−絶縁伝送線（ＧＩＬ）、一式のバスバー、又はさらに、電気的コネクタ／ディスコネクタ（スイッチギアとも称される）、例えば回路遮断機、スイッチ、スイッチとヒューズとをつなぐユニット、断路器、接地開閉器、又は接触器であり得る。
【背景技術】
【０００４】
中又は高電圧サブステーション装置においては、電気的絶縁及び、必要であれば電気的アーク消弧は、典型的には前記装置内に閉じ込められるガスによって実施される。
【０００５】
現在、このタイプの装置において最も広く使用されるガスは、六フッ化硫黄（ＳＦ６）である。このガスは、比較的高い絶縁耐力、良好な熱伝導率、及び低い誘電損失を示す。それは化学的に不活性で、ヒト及び動物に対し無毒性であり、かつ電弧によって分離された後、素早くかつほぼ完全に再結合する。加えて、それは不燃性であり、かつその価格はなお低廉である。
【０００６】
しかしながら、ＳＦ６は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）２２，２００（１００年間にわたりＣＯ２を基準として）を示す欠点をもち、３２００年の期間にわたり大気中に残留し、これによって強い地球温暖化力をもつガスに入れられる。それ故ＳＦ６は、京都議定書（１９９７）において、その排出の規制が必要とされるガスのリストに含められた。
【０００７】
ＳＦ６排出を制限する最良の方法は、前記ガスの使用を制限することにあり、このことが製造業者らにＳＦ６の代替え物を探させてきた。
【０００８】
空気又は窒素などの「単純ガス」は、環境に対する負の負荷をもたず、ＳＦ６のものよりもはるかに低い絶縁耐力を示す。それ故、例えば、空気の、及び窒素の交流（ＡＣ）（５０ヘルツ（Ｈｚ））絶縁耐力は、実質的にＳＦ６のそれの三分の一である。
【０００９】
結果として、これらの「単純」ガスを中又は高電圧装置における電気的絶縁及び／又はアーク消弧のために使用することは、前記装置の体積及び／又は充填圧力を大幅に増大することが必要となり、このことは、コンパクトで、作業者に安全であり、かつ益々かさばらない装置を開発するため、過去数十年間にわたりなされてきた努力に相反するものである。
【００１０】
ＳＦ６と窒素との混合物は、環境に対するＳＦ６の負荷を制限するべく使用される。１０重量％から２０重量％でのＳＦ６の添加は、窒素の絶縁耐力を有意に改善することを可能にする。
【００１１】
それでもなお、ＳＦ６の高いＧＷＰの結果として、これらの混合物のＧＷＰは非常に高いままである。それ故、例えば、体積比１０／９０のＳＦ６と窒素との混合物は、ＳＦ６のそれの５０％に等しいＡＣ（５０Ｈｚ）絶縁耐力を呈するが、そのＧＷＰは８６５０である。
【００１２】
かかる混合物は、それ故、低環境負荷を有するガスであるとはみなされない。
【００１３】
同じことが、特許文献１に記載された混合物であって、かつ約６０から９９．５モルパーントのＳＦ６と、約０．５から４０モルパーセントの、とりわけＣ２Ｆ５ＣＮ、ＣＢｒＣｌＦ２、及びｃ−Ｃ４Ｆ８から選択される飽和フルオロカーボンとを含んでなる混合物に該当する。
【００１４】
パーフルオロカーボン（ＣｎＦ２ｎ＋２及びｃ−Ｃ４Ｆ８）は一般に、有利な絶縁耐力特性を示すが、そのＧＷＰは、典型的には５０００から１０，０００に及ぶ範囲にある（ＣＦ４で６５００、Ｃ３Ｆ８及びＣ４Ｆ１０で７０００、Ｃ４Ｆ８で８７００、Ｃ２Ｆ６で９２００）。
【００１５】
特許文献２もまた、Ｃ２Ｆ５ＣＮに比較して、かなりの絶縁特性とヒト及び動物に対する穏やかな毒性とを呈する、電気装置用の絶縁ガス混合物を提供することを目指している。それ故、提案されたガス状混合物は、Ｃ２Ｆ５ＣＮと、より具体的には、亜硝酸メチル、亜硝酸エチル、亜硝酸プロピル、亜硝酸ブチル、及び亜硝酸アミルからなる群より選択される亜硝酸アルキルとを含んでなる。かかる混合物はさらに、ＳＦ６を含み得る。しかしながら、この混合物の絶縁特性については殆ど情報が提供されていない。
【００１６】
特許文献３は、中又は高電圧装置の電気的絶縁の及び電気的アーク消弧の分野において使用するための、多くの他の絶縁ガスを記載する。
【００１７】
ＧＷＰ及び電気的特性の観点から、トリフルオロヨードメタン（ＣＦ３Ｉ）などの、別の有望な代替え物質が存在する。ＣＦ３Ｉは、ＳＦ６のものよりも大きい絶縁耐力を呈し、かつ均一電界及び不均一電界の双方に適用され、ＧＷＰについては５未満であり、かつ大気中で過ごす時間は０．００５年間である。残念なことに、ＣＦ３Ｉは高価であるという事実に加えて、百万分の３から４（ｐｐｍ）の範囲にある平均職業曝露限界（ＯＥＬ）を有し、かつ発癌性、突然変異誘発性、及び生殖毒性（ＣＭＲ）カテゴリー３の物質に分類され、このことは工業規模での使用には容認されない。
【００１８】
特許文献４は、環境負荷の低い、電気的絶縁及び／又は電気的アーク消弧手段として、空気との混合物中の、１つ（又はそれより多い）フルオロケトンの使用を記載する。提案された流体の高い沸点、即ちフルオロケトンＣ６では４９℃、及びフルオロケトンＣ５では２３℃、の故に、これらの流体は、中又は高電圧装置用の通常の最低圧力及び使用温度において液体状であり、したがって発明者らに、液相を気化するための、又は装置の外側を加熱するためのシステムを加えて、装置温度をフルオロケトンの液化温度よりも高く保つようにすることを強要する。外側の気化システム、及びとりわけ加熱システムは、装置の設計を複雑にし、給電が切断される事象においてはその信頼性を減少させ、かつ、装置の生涯にわたり１００メガワット時（ＭＷｈ）に達し得るさらなる電力消費を生じ、かつそのことは、装置の環境負荷を低減すること、及びとりわけ炭素排出を低減するという目的に反するものである。低い温度での信頼性の観点からは、低温での給電の切断事象においてフルオロケトンのガス状相は液化し、それによりガス状混合物中のフルオロケトンの濃度はかなり減少し、かつそれ故装置の絶縁力は低減され、そして装置は、給電が回復する事象において電圧に耐えることができない。
【００１９】
ガス絶縁体、例えば乾燥空気、窒素、又はＣＯ２を、固体絶縁体と結びつけたハイブリッド絶縁体システムを使用することもまた提案されてきた。特許文献５において記載された通り、固体絶縁は、例えば、強い電界勾配を呈する充電部を、エポキシ樹脂タイプ又は同様の樹脂でカバーすることからなり、かつそのことは、充電部がそれにさらされる電界を低減することを可能にする。
【００２０】
しかしながら、そのようにして得られた絶縁は、ＳＦ６によって与えられる絶縁と同等ではなく、これらハイブリッドシステムの使用には、ＳＦ６絶縁を用いて可能となる体積に比較して装置の体積が増大される必要がある。
【００２１】
ＳＦ６なしで電弧を遮断することに関連しては、様々な解決法：油中での遮断、大気中での遮断、真空遮断機による遮断、が存在する。しかしながら、油遮断を用いた装置は、非遮断又は内部故障の事象における爆発という重大な欠点を与える。それにおいて電弧が大気中で消滅される装置は、一般に規模が大きく、コストがかかり、かつ環境（湿度、汚染物質）に対し感受性が強いのに対し、真空遮断器を有する特にスイッチ断路器タイプの装置は、非常に高価であり、その結果、７２．５ｋＶより高い電圧の分野では、市場において非常に一般的というわけではない。
【００２２】
上記の観点から、本発明者らはそれ故、装置の特性を保ちながらも同等のＳＦ６装置に比較して環境負荷が低く、その絶縁及び遮断能力の観点からはＳＦ６のものに近く、かつ装置のサイズ又はその内側のガス圧を有意に増大することのない、ＳＦ６の代替え物を広く見出そうとしてきた。
【００２３】
さらに本発明者らは、同等のＳＦ６装置のものに近い、装置の使用温度範囲を維持すること、及びそれを外部ヒーター手段なしに行うことを探求してきた。
【００２４】
さらに具体的には、本発明者らは、少なくとも１つのガス又はガスの混合物を含んでなる絶縁システムであって、高電圧装置の分野での適用に充分な電気的絶縁又は電気的アーク消弧特性を示し、かつそれはとりわけＳＦ６装置に匹敵するものである一方、環境に対し低いか又はゼロである負荷ももつ、該システムを見出そうとしてきた。
【００２５】
本発明者らはまた、絶縁システムであって、とりわけ、前記システムに含まれるガス又はガスの混合物がヒト及び動物に対し無毒性である、該システムを提供しようとしてきた。
【００２６】
彼らはさらに、絶縁システムであって、とりわけ、前記システムに含まれるガス又はガスの混合物が工業規模での使用に適した製造原価又は購入原価を有する、該システムを提供しようとしてきた。
【００２７】
彼らはさらに、前記絶縁システムをベースとする中又は高電圧装置であって、とりわけ、前記システムに含まれるガス又はガスの混合物が、ＳＦ６を用いて絶縁された同等の装置のものに近いサイズ及び圧力を有し、かつ外部熱源の付加なしに最低利用温度において液化を呈さない、該システムを提供しようとしてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０  １３１  ９２２号明細書、１９８５年１月２３日公開、三菱電機株式会社
【特許文献２】米国特許第４  ５４７  ３１６号明細書、１９８５年１０月１５日公開、三菱電機株式会社
【特許文献３】国際出願ＷＯ２００８／０７３７９０、２００８年６月９日公開、ハネウェル・インターナショナル・インク（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．）
【特許文献４】国際出願ＷＯ２０１２／０８０２４６、２０１２年６月２１日公開、ＡＢＢテクノロジー株式会社（ＡＢＢ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＡＧ．）
【特許文献５】欧州特許出願公開第１  ７２４  ８０２号明細書、２００６年１１月２２日公開、三菱電機株式会社
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２９】
これらの及び他の目的は、環境負荷の低い中又は高電圧装置を得ることを可能にする、特別なハイブリッド絶縁システムの使用を提示する、本発明によって達成される。
【００３０】
本発明に関して実施されるハイブリッド絶縁システムは、固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされる導電部上の厚さの異なる層において適用される特に低誘電率の固体絶縁体と組合せて、中又は高電圧装置における電気的絶縁及び／又は電気的アーク消弧のためのガスとしての使用するための、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを中性ガスとの混合物中に含んでなるガス状媒体をベースとする。実際、本発明の中又は高電圧装置は、固体絶縁層内にカバーされないいくつかの電気部品を提示する。
【００３１】
本発明は全般的に、密閉エンクロージャを含む中又は高電圧装置を提供する。該密閉エンクロージャ中には、厚さの異なる固体絶縁層でカバーされた電気部品と、電気的絶縁を確保するため及び／又は前記エンクロージャ内で生じやすい電弧を消すためのガス状媒体とが設置され、該ガス状媒体は、希釈ガスとの混合物中にヘプタフルオロイソブチロニトリルを含んでなる。
【００３２】
本発明の装置においては、ガス絶縁は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを包含するガス状混合物を実施する。
【００３３】
式（Ｉ）：（ＣＦ３）２ＣＦＣＮ      （Ｉ）
を有するヘプタフルオロイソブチロニトリルは、以降ｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮと称され、２，３，３，３−テトラフルオロ−２−トリフルオロメチルプロパンニトリルに相当し、ＣＡＳ登録番号：４２５３２−６０−５であり、１０１３ヘクトパスカル（ｈＰａ）で−３．９℃の沸点（ＡＳＴＭ  Ｄ１１２０−９４「エンジン冷却液の沸点の標準試験法（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｂｏｉｌｉｎｇ  Ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｏｌａｎｔｓ）」に従って測定された沸点）、及び以下の表Ｉに示した、Ｎ２を基準とした、またＳＦ６のものに比較した相対絶縁耐力を示し、前記絶縁耐力は、０．１ｃｍの隙間を介する直径２．５４センチメートル（ｃｍ）の２つのスチール電極間で、大気圧において、ＤＣ（直流）下に測定される。
【００３４】
【表１】
0006290894.tif 000002
【００３５】
それ故、無毒性、無腐食性、無燃性であり、かつＳＦ６のものに比較して低いＧＷＰを示す、上記記載の式（Ｉ）のヘプタフルオロイソブチロニトリルは、希釈ガスとの混合物において、非常に有利には固体絶縁と組合せて、中又は高電圧装置において、それが絶縁ガス及び／又はアーク消弧ガスとしてＳＦ６に取って変わることを可能にするのに適した、電気的絶縁又は電気的アーク消弧特性を備える。
【００３６】
さらに具体的には、本発明は、（ｉ）装置の最低利用温度に適合し、かつＣＯ２、空気又は窒素などの通常のガスのものよりも良好な、遮断及び熱分散絶縁特性を有する、環境負荷の低い（ＳＦ６に比較して低いＧＷＰ）ガス状混合物と、（ｉｉ）強い電界にさらされる電気部品上に置かれた、低い誘電率をもつデポジットを含んでなるタイプの固体絶縁体、とを組合せた、環境負荷の低いハイブリッド絶縁を提供する。
【００３７】
上記及び下記において、用語「中電圧」及び「高電圧」は、通常許容される方法において使用され、即ち、用語「中電圧」は、ＡＣでは１０００ボルト（Ｖ）より、ＤＣでは１５００Ｖより大きいが、ＡＣでは５２，０００Ｖ、又はＤＣでは７５，０００Ｖを超えない電圧を指し、一方、用語「高電圧」は、厳密にはＡＣでは５２，０００Ｖ、及びＤＣでは７５，０００Ｖより大きい電圧を指す。
【００３８】
本発明に関しては、上記に定義された式（Ｉ）のヘプタフルオロイソブチロニトリルは、以下の４つのカテゴリー：
（１）装置の最低利用温度よりも低い、非常に低い沸点を示すこと；
（２）二酸化炭素の絶縁耐力の測定に用いたものと同じ試験条件（即ち、同じ装置、同じ幾何学的配置、同じ動作パラメータ、．．．）において、前記二酸化炭素のもの以上の絶縁耐力を示すこと；
（３）ヒト及び動物に対し毒性がないこと；
（４）ガス状混合物のＧＷＰは、それを作り上げている各物質の重量分率×対応するＧＷＰ、の総和から導き出される加重平均であることから、ヘプタフルオロイソブチロニトリルのものより低いＧＷＰを提示し、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを希釈ガスで希釈することがまた、ヘプタフルオロイソブチロニトリルの環境負荷を低減する効果をもつようにすること、
に合うガスから選択される希釈ガスとの混合物において使用される。
【００３９】
とりわけ、本発明に関する使用のための希釈ガスは、非常に低いか、又はさらにゼロであるＧＷＰをもつ中性ガスである。また、希釈ガスは典型的には、１に等しいＧＷＰをもつ二酸化炭素、０に等しいＧＷＰをもつ窒素、酸素、又は空気、有利には乾燥空気、又はそれらの混合物である。さらに具体的には、本発明に関する使用のための希釈ガスは、二酸化炭素、窒素、酸素、空気、有利には乾燥空気、及びそれらの混合物の中から選択される。
【００４０】
有利には、上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルは、式（ＩＩ）によって決定されるモルパーセントＭの、８０％以上のモルパーセント（Ｍｈｅ）でヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物中に存在する。
Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００      （ＩＩ）
［式中、Ｐｍｉｘｔｕｒｅは、２０℃の装置内における混合物の全圧力を表し、かつＰｈｅは、同じ単位で表された分圧を示し、これは２０℃における、装置の最低利用温度において上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルにより示される飽和蒸気圧に等しい］
【００４１】
圧力Ｐｈｅについては、それは式（ＩＩＩ）：
Ｐｈｅ＝（ＳＶＰｈｅ×２９３）／（Ｔｍｉｎ＋２７３）      （ＩＩＩ）
［式中、ＳＶＰｈｅは、セルシウス度で表された装置の最低利用温度Ｔｍｉｎにおける、上記に定義された通りのヘプタフルオロイソブチロニトリルの飽和蒸気圧を表す］によって概算される。
【００４２】
したがって、ガス状媒体の絶縁特性は、最大可能であり、かつＳＦ６のものに近い。
【００４３】
有利なことに、本発明に関しては、最低利用温度Ｔｍｉｎは、０℃、−５℃、−１０℃、
−１５℃、−２０℃、−２５℃、−３０℃、−３５℃、−４０℃、−４５℃、及び−５０℃から選択され、かつとりわけ、０℃、−５℃、−１０℃、−１５℃、−２０℃、−２５℃、−３０℃、−３５℃、及び−４０℃から選択される。
【００４４】
第１の実施形態においては、装置は中電圧又は高電圧装置であり、これにおいて、混合物のいくらかが液体状態であることが絶縁を低減しない。この実施形態においては、その中にヘプタフルオロイソブチロニトリルがモルパーセントＭより大きいモルパーセントＭｈｅで存在する混合物を用いることが可能である。ヘプタフルオロイソブチロニトリルのモルパーセントは、それ故典型的には、上記に定義された通りのモルパーセントＭの、９５％から１３０％の範囲にあり、より良好には９７％と１２０％の間であり、理想的には９９％と１１０％の間である。かかる状況下では、装置の絶縁耐力は、そのガスが最低利用温度において液化を示さないガス状混合物中の分圧でヘプタフルオロイソブチロニトリルを用いて試験して、前記装置の絶縁耐力をその温度範囲全体にわたって確認するようにしなければならない。
【００４５】
第２の実施形態においては、装置は、それにおいて、絶縁が液相の存在によって影響され得る、中電圧又は高電圧装置である。この実施形態においては、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物は、装置の利用温度の全範囲にわたり、全く若しくはほぼ全く、ガス状の状態にあることが望ましい。それ故、ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、モルパーセントＭの１００％を超えないモルパーセント（Ｍｈｅ）で、混合物中に存在して、最低利用温度において液化相を呈さないようにすることが有利である。かかる状況下では、ヘプタフルオロイソブチロニトリルのモルパーセントは、有利には、上記に定義された通りのモルパーセントＭの、９５％から１００％の範囲、特に９８％から１００％の範囲にある。
【００４６】
全体的な絶縁耐性を改善するため、ヘプタフルオロイソブチロニトリル及び希釈ガスを含んでなるガス状混合物は、固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされる導電部上の厚さの異なる絶縁層に適用される固体絶縁と組合せた、ハイブリッド絶縁システムにおいて使用される。
【００４７】
本発明において実施される絶縁層は、低い比誘電率を示す。「低い比誘電率」は、６以下である比誘電率を指す。なお、材料の比誘電率（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ）はまた、その誘電定数（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ）としても知られ、εｒと呼ばれ、以下の式（ＩＶ）及び（Ｖ）：
εｒ＝ε／ε０      （ＩＶ）、ここで
ε＝（ｅ＊Ｃ）／Ｓ  かつε０＝１／（３６π＊１０９）      （Ｖ）
［式中、
・εは、材料の絶対誘電率（ファラド毎メートル（Ｆ／ｍ））に相当し；
・ε０は、真空の誘電率（Ｆ／ｍで表される）に相当し；
・Ｃは、その誘電率が測定されるべき材料の層であって、前記層が試験片に相当する該層をその間に配置された２つの平行な電極を含んでなる平面キャパシタのキャパシタンス（ファラド（Ｆ）で表される）に相当する；
・ｅは、平面キャパシタの２つの平行な電極間の距離（メートル（ｍ）で表される）に相当し、この例では試験片の厚さに相当する；及び
・Ｓは、平面キャパシタを構成する各電極の面積（平方メートル（ｍ２）で表される）］に相当する；によって定義され得る無次元量である。
【００４８】
本発明に関しては、キャパシタンスは、ＩＥＣ規格６０２５０−ｅｄ１．０の通りに、即ち、材料で構成された試験片に接続された、直径が５０ミリメートル（ｍｍ）から５４ｍｍの範囲にある２つの円形電極を含んでなるキャパシタを用いることにより測定され、前記電極は、防護装置を用いて導電性塗料をスプレーすることによって得られる。試験片は、１００ｍｍ×１００ｍｍの大きさ、及び３ｍｍの厚さを呈する。上述の大きさｅに相当するコンデンサの電極間の距離は、それ故３ｍｍである。
【００４９】
加えて、キャパシタンスは、温度２３℃、及び相対湿度５０％において、５０ヘルツ（Ｈｚ）の周波数で、５００ボルト二乗平均平方根（Ｖ  ｒｍｓ）の励起レベルを用いて測定される。上述の電圧は、１分間（ｍｉｎ）の間適用される。
【００５０】
「厚さの異なる絶縁／誘電層」は、本発明に関しては、電気部品又は導電部上にデポジット又は塗布された絶縁材料が、その上に該絶縁材料がデポジットされる導電部又は導電部位の関数として変化する厚さを呈することを示す。層の厚さは、装置の使用中は変化しないが、装置を構成する部品を調製する間に測定される。
【００５１】
本発明に関しては、絶縁層は、固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされる導電部上の、厚さの小さい又は大きい層において適用される。
【００５２】
さらに具体的には、本発明に関して実施される絶縁層の厚さは、電界の利用率ηの関数であり、ηは最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義されることから（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ））、該層は、０．３に近い、即ち０．２から０．４の範囲にある利用率では厚く一方０．９に近い、即ち０．５より大きい、及びとりわけ０．６より大きい利用率では薄い。
【００５３】
図３を参照すれば、厚い層（６）は、典型的にはその電界利用率が０．３に近い場所において電極（５）上にデポジットされ、そして薄い層（７）は、その電界利用率が０．６よりも大きい位置においてコンダクタ（１）上にデポジットされる。
【００５４】
本発明に関しては、「厚い層」は、厚さが１ｍｍより大きく１０ｍｍより小さい層を指し、「薄い層」は、厚さが１ｍｍ未満、有利には５００マイクロメートル（μｍ）未満、とりわけ６０μｍから１００μｍの範囲にある層を指す。
【００５５】
本発明に関して実施される固体絶縁層は、単一の導電材料か、又は複数の異なる導電材料を含んでなり得る。加えて、絶縁層の組成、即ち該層が含んでなる誘電材料の性質は、その上に固体絶縁層がデポジットされる、導電部又は導電部位の関数として異なり得る。
【００５６】
とりわけ、本発明に関しては、厚い絶縁層を作製する目的で選択された材料は、低い、即ち６以下の比誘電率を示す。特別の実施形態においては、厚い固体層を作製するために使用された絶縁材料の誘電率は、約３以下であり、即ち４以下、及びとりわけ３以下の比誘電率を示す。本発明の装置用の厚い固体絶縁層の作製に使用するための材料の例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカルボナート、ポリメチルメタクリラート、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ｐａｒｙｌｅｎｅ  Ｎ（商標）、Ｎｕｆｌｏｎ（商標）、シリコン、及びエポキシ樹脂が挙げられる。
【００５７】
薄い層を作製するため材料については、本発明に関して選択された材料は、３のオーダー、即ち２から４の範囲、とりわけ２．５から３．５の範囲にある比誘電率を示す。本発明の装置用の薄い固体絶縁層の作製に使用するための材料の例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ｐａｒｙｌｅｎｅ  Ｎ（商標）、及びＮｕｆｌｏｎ（商標）が、またポリアミド、エチレン−モノクロロトリフルオロエチレン、ＨＡＬＡＲ（商標）、及びＨＡＬＡＲ  Ｃ（商標）が挙げられる。
【００５８】
本発明によれば、装置は第一に、電気的変換器、例えば、電力変換器又は測定変換器であり得る。
【００５９】
それはまた、架空若しくは埋設されたガス絶縁送電線、又は電気を輸送若しくは分配するための一式のバスバーであり得る。
【００６０】
それはまた、ネットワーク、例えば架空送電線又は隔壁コネクタにおける、別の装置へ接続するための素子であり得る。
【００６１】
最後に、それはまた、コネクタ／ディスコネクタ（スイッチギアとも称される）、例えば回路遮断機、スイッチ、断路器、スイッチとヒューズとをつなぐユニット、接地開閉器、又は接触器であり得る。
【００６２】
本発明はまた、その部品が上記の通り厚さの異なる固体絶縁層でカバーされる中又は高電圧装置における、電気的絶縁及び／又は電気的アーク消弧のためのガスとしての、上記に定義された通りの希釈ガスとの混合物におけるヘプタフルオロイソブチロニトリルの使用にも関する。
【００６３】
本発明の他の特徴及び利点は、単なる例としてまた非限定的な例として示された以下の付加的な記載から、また添付の図面を参照して、さらに明らかにされるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】誘電率計算を実施するために用いた図である。
【図２】固体絶縁層及びガス状相における、比誘電率２．９及び５．３の電界のプロフィールを示す図である。
【図３】本発明の装置の一部の線図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
本発明は、上記に定義された通りのかつ以下に示す比較実施例に使用されたヘプタフルオロイソブチロニトリルを、二酸化炭素、空気、窒素、又は酸素タイプの、又はそれらの混合物からなる、中性ガス若しくはバッファガスとも呼ばれる少なくとも１つの希釈ガスと、また固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされる導電部上の、厚さの小さい又は大きい層に適用される低誘電率の固体絶縁と組合せた、環境負荷の低いハイブリッド絶縁システムの使用をベースとする。
【００６６】
本発明においては、「希釈ガス」、「中性ガス」、又は「バッファガス」という表現は、同等でありかつ互換的に使用され得る。
【００６７】
有利には、ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、装置のいかなる利用温度でも、完全にガス状の形態で装置内に存在する。それ故、装置の内側のヘプタフルオロイソブチロニトリルの圧力については、前記装置の最低利用温度においてヘプタフルオロイソブチロニトリルによって示される飽和蒸気圧（ＳＶＰ）の関数として選択されることが望ましい。
【００６８】
しかしながら、装置は通常、室温においてガスで充填されることから、装置を充填するために参照されるヘプタフルオロイソブチロニトリルの圧力は、充填温度、例えば２０℃における、前記装置の最低利用温度においてヘプタフルオロイソブチロニトリルによって示されるＳＶＰに相当する圧力である。
【００６９】
例として、以下の表ＩＩは、０℃、−５℃、−１０℃、−１５℃、−２０℃、−２５℃、−３０℃、−３５℃、及び−４０℃の温度において、ヘプタフルオロイソブチロニトリルによって示される、ＳＶＰｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮと記載されかつヘクトパスカルで表された、飽和蒸気圧、並びにＰｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮと記載されかつヘクトパスカルで表された、２０℃における飽和蒸気圧に相当する圧力を示す。
【００７０】
【表２】
0006290894.tif 000003
【００７１】
適用及び充填の実施例
電気的絶縁及び／又は電気的アーク消弧のための媒体においては、推奨される充填用の圧力は装置によって異なる。しかしながら、それは典型的には数バール（即ち、数千ヘクトパスカル）である。
【００７２】
ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、推奨される充填圧力レベルを得ることを可能にする目的で、希釈ガスとの混合物において使用される。
【００７３】
したがって、例えば、最初に−３０℃の最低温度において使用され、そして次に５バール（即ち、５０００ｈＰａ）まで充填されるために設計された装置は、０．３６８バール（即ち、３６８ｈＰａ）のヘプタフルオロイソブチロニトリル、及び４．６３２バール（即ち、４６３２ｈＰａ）の希釈ガスで充填されるべきである。
【００７４】
かかる装置は、具体的には、希釈ガス／ｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮで充填された、−３０℃での適用のために設計された、Ａｌｓｔｏｍにより参照記号Ｂ６５で販売された、１４５ｋＶ（キロボルト）のガス絶縁装置（ＧＩＳ）タイプの高電圧装置である。最低利用温度が−３０℃であるこの装置では、ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、２０℃で絶対測定された０．３６８バールの圧力にあるべきである。バッファガスは、ガス混合物の最終的な特性を得る目的で添加されるべきである。２０℃で絶対測定されたヘプタフルオロイソブチロニトリルの分圧が０．３６８バールであり、かつガスの全圧が５バールであることから、ｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮのモル比は、それ故０．３６８／５、即ち約７．４％である。
【００７５】
典型的には希釈ガスは、第一に、装置の最低利用温度以下である、非常に低い沸点を示し、そして第二に、二酸化炭素の絶縁耐力の測定に用いたものと同じ試験条件下で（同じ装置、同じ幾何学的配置、同じ動作パラメータ、．．．）、二酸化炭素のもの以上の絶縁耐力を示すガスの中から選択される。
【００７６】
有利には、希釈ガスは、１に等しいＧＷＰをもつ二酸化炭素、０に等しいＧＷＰをもつ窒素、酸素、又は空気、有利には乾燥空気、及びそれらの混合物から選択される。具体的には、希釈ガスは、二酸化炭素、窒素、空気、有利には乾燥空気、及びそれらの混合物から選択される。
【００７７】
充填の間のガス状混合物の組成物を測定する目的で、装置の推奨される充填圧力におけるヘプタフルオロイソブチロニトリルのモルパーセントＭが測定され、それは、装置のエンクロージャ内に何ら液体がないようにするために、ヘプタフルオロイソブチロニトリル／希釈ガス混合物が含むべき、ヘプタフルオロイソブチロニトリルの最大比を表す。モルパーセントＭは、式、Ｍ＝（Ｐｈｅ／Ｐｍｉｘｔｕｒｅ）×１００によって示され、ここでＰｈｅは、充填温度（典型的には２０℃のオーダー）における圧力を表し、装置の最低利用温度Ｔｍｉｎにおけるヘプタフルオロイソブチロニトリルの飽和蒸気圧ＳＶＰに等しい（Ｐｈｅ＝（ＳＶＰｈｅ×２９３）／（２７３＋Ｔｍｉｎ））。
【００７８】
それ故、充填のためのモルパーセントＭｈｅは、Ｍの関数として選択される。ある環境では、何らの液体の存在も避けるために、ＭｈｅがＭを超えないことが重要である。
【００７９】
しかしながら、例えば、中電圧において、又は絶縁が液相の存在によって影響されない高電圧装置では、低い又は非常に低い温度において少量の液体があること、及びそれ故Ｍｈｅが、Ｍの１１０％又はさらに１３０％に達し得ることが時には可能である。加えて、ヘプタフルオロイソブチロニトリルが中性ガスよりも良好な絶縁耐力をもつことから、ヘプタフルオロイソブチロニトリルを用いて充填を最適化することが望ましい。それ故、好ましくは、Ｍｈｅは、それがＭの８０％未満ではなく、さらに良好にはＭの９５％未満ではなく、さらに良好にはＭの９８％未満ではく、例えばＭの９９％に等しくなるよう選択される。
【００８０】
装置は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルと希釈ガスとの間の比の調節を可能にするガスミキサにより充填され、かつ高性能マスフローメータを用いることにより、この比は一定に保たれ、かつ充填の継続時間にわたり約７．４％（圧力）に等しい。
【００８１】
絶縁の結果：電源周波数における及び高電圧における雷撃下の耐力試験
これらの試験は、定格電圧１４５ｋＶを有するＡＬＳＴＯＭからのＢ６５被覆サブステーションの一式のバスバーにおいて、高電圧装置に関するＩＥＣ規格６２２７１−１に従って実施された。
【００８２】
以下の表ＩＩＩは、ヘプタフルオロイソブチロニトリルとＣＯ２との（ｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮ／ＣＯ２）、又はヘプタフルオロイソブチロニトリルと空気との（ｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮ／Ａｉｒ）、７．４／９２．６のモル比での混合物からなるガス状媒体について得られた結果を、ＣＯ２のみ（ＣＯ２）、空気のみ（Ａｉｒ）、又はＳＦ６のみを、同等の全圧、即ち４バール相対で含有するガス状媒体について得られた結果と比較して示す。
【００８３】
【表３】
0006290894.tif 000004
【００８４】
表ＩＩＩにおいて得られた結果をもとに、以下の表ＩＶ、Ｖ、及びＶＩは、それぞれＣＯ２及び空気バッファガスに比較した、またＳＦ６に比較した相対的な絶縁耐力を示す。
【００８５】
【表４】
0006290894.tif 000005
【００８６】
【表５】
0006290894.tif 000006
【００８７】
【表６】
0006290894.tif 000007
【００８８】
表ＩＶ及び表Ｖは、ヘプタフルオロイソブチロニトリルと、二酸化炭素又は乾燥空気などの絶縁特性を有するガスとの混合物で構成されるガス状媒体が、前記ガスが単独で使用される場合よりもはるかに良好に高電圧における雷撃に耐えることを示す。
【００８９】
表ＶＩは、ヘプタフルオロイソブチロニトリルと、二酸化炭素又は乾燥空気などの絶縁特性を有するガスとの混合物で構成されるガス状媒体が、単独で使用されたＳＦ６とほぼ同様に高電圧における雷撃に耐え、高電圧装置においてＳＦ６に取って代わり得ることを示す。
【００９０】
それ故、−３０℃の最低使用温度、即ちヘプタフルオロイソブチロニトリルの０．３６８バールの絶対圧力について、定格電圧１４５ｋＶを有するＡＬＳＴＯＭからのＢ６５被覆サブステーションの同じセットのバスバーにおいて、高電圧装置に関するＩＥＣ規格６２２７１−１に従って実施された追加試験は、ヘプタフルオロイソブチロニトリルとＣＯ２との混合物が、全圧６バールの混合物、即ちｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮ／ＣＯ２の混合比０．３６７／７＝５．２５％における混合物では、４バール相対のＳＦ６と絶縁的等価性を達成することを示す。
【００９１】
毒性
ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、ヒトに対し特異的な毒性を示さず、１５０００ｐｐｍより大きいＬＣ５０（５０％致死濃度）を有する。加えて、混合物について７８０００ｐｐｍのオーダーのＬＣ５０に到達し、かつそのことが「実質的に無毒性」（毒性等級５、Ｈｏｄｇｅ及びＳｔｅｒｎｅｒの毒性スケールによる）とみなされるガスの領域にそれを分類する目的で、それをＣＯ２中又は空気中に約５％まで（正確には５．２５％）希釈することにより、毒性は混合物の体積比においてさらに低減される。
【００９２】
燃焼性
純粋なヘプタフルオロイソブチロニトリル、並びにｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮ／ＣＯ２及びｉ−Ｃ３Ｆ７ＣＮ／Ａｉｒ混合物は、不燃性である。
【００９３】
環境負荷／ＧＷＰ
ヘプタフルオロイソブチロニトリルの地球温暖化係数又はＧＷＰは、２４００のオーダーであり、即ちＳＦ６のそれより９．５倍、またＳＦ６と窒素との、ＳＦ６の体積で１０％混合物のそれよりも３．１倍低い。
【００９４】
ヘプタフルオロイソブチロニトリルは、ｍｏｌあたり１９５グラム（ｇ／ｍｏｌ）のモル質量を示す。
【００９５】
ガス状混合物のＧＷＰは、特定のフッ素化温室効果ガスに関する２００６年５月１７日の欧州議会及び理事会の規則（ＥＣ）Ｎｏ．８４２／２００６、パート２、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ  ｔｈｅ  ｔｏｔａｌ  ｇｌｏｂａｌ  ｗａｒｍｉｎｇ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ（ＧＷＰ）ｆｏｒ  ａ  ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ（試料の全地球温暖化係数の計算法）」に従って計算される。このテキストによれば、ガス状混合物のＧＷＰ係数は、そのＧＷＰ係数をかけた各物質の重量分率による加重平均である。
【００９６】
ＣＯ２（４４ｇ／ｍｏｌ）中、５．２５モルパーセントでの混合物の使用では、ヘプタフルオロイソブチロニトリルの重量分率は１９．７％であり、それ故、混合物のＧＷＰは４７４のオーダーであり、これは純粋なＳＦ６の炭素当量に比較して９８％のオーダーの減少を表す（表ＶＩＩ）。
【００９７】
【表７】
0006290894.tif 000008
【００９８】
空気（２８．８％ｇ／ｍｏｌ）中、５．２５モルパーセントでの混合物の使用では、ヘプタフルオロイソブチロニトリルの重量分率は２７％であり、それ故混合物のＧＷＰは６５５のオーダーであり、これは純粋なＳＦ６の炭素当量に比較して９７％のオーダーの減少を表す（表ＶＩＩＩ）。
【００９９】
【表８】
0006290894.tif 000009
【０１００】
寿命の終わり
寿命の終わり又は回路遮断試験の後、ガスは通常の回収技術により、コンプレッサ及び真空ポンプを使用して回収され得る。ヘプタフルオロイソブチロニトリルは次に、よりサイズの小さいバッファガスのみを捕集できるゼオライトを用いて、バッファガスから分離される；別法として、選択的な分離膜が、窒素、ＣＯ２、又は空気などのバッファガスを逃がし、かつ、より大きいサイズ及びモル質量を有するヘプタフルオロイソブチロニトリルを保持することを可能にする；任意の別のオプションが予想され得る。
【０１０１】
固体絶縁との結びつき
低温における性能を低減すること、又は圧力の全量を増大することなく、ＳＦ６と同等の絶縁を得るため、上記に提示されたガス状混合物は、固体絶縁なしではシステムの破壊電界よりも大きい電界にさらされるそれら導電部上に適用される、低誘電率の固体絶縁と組合せて使用される。
【０１０２】
本発明に関して実施される固体絶縁は、装置の所与の部品によって厚さの異なる層の形態にある。実施される絶縁層は、少ない厚さ（薄いか又は非常に薄い層）、又は大きい厚さ（厚い層）を呈し得る。
【０１０３】
絶縁層の厚さは、電界の利用率ηの関数であり、ηは最大電界Ｅｍａｘで割った平均電界（Ｕ／ｄ）の比率として定義されることから（η＝Ｕ／（Ｅｍａｘ＊ｄ））、該層は０．３に近い利用率では厚く、一方０．９に近い利用率では薄い。
【０１０４】
図１において示された計算は、高い電界にさらされる部品、典型的には電極上の層において適応される固体絶縁と組合せた混合絶縁のために、絶縁ガスがそれにさらされる最大電界を低減することへ注意を喚起する。
【０１０５】
この解決法は、それ故、ガス状相上の最大電界を、有意な方式で低減すること、及びしたがって、一連の固体絶縁及びガス絶縁で作り上げられる「混合」絶縁の全絶縁耐力を増加することを可能にする。ガス相上で作用する電界の低減現象は、固体層の誘電率が低い場合にはさらに顕著である。
【０１０６】
提示された実施例においては、ハイブリッド絶縁は、厚さ１５ｍｍのガス絶縁体と組合せた、厚さ１０ｍｍの固体の球状絶縁体から構成され、全絶縁体の厚さは２５ｍｍである。電界計算は、固体絶縁体の２つの異なる構造について実施され、典型的には５．３及び２．９の、有意に異なる比誘電率を示した。
【０１０７】
この正確な実施例においては、ガス状相上の電界がそれによって低減される係数は、誘電率５．３の固体絶縁体では１５％のオーダーであり、誘電率２．９の固体絶縁体では３０％のオーダーである（図２）。本発明に関しては、３以下の比誘電率を示す材料は、電極上の厚い層を作製するのに好ましい。
【０１０８】
これらの誘電率の計算は、５のオーダーの比誘電率を示すエポキシ樹脂から製される厚い層では、絶縁耐力において２０％（非被覆電極に比較して）のオーダーの改善度を、また３のオーダーの比誘電率を示すシリコンから製される厚い層では、絶縁耐力において３０％（非被覆電極に比較して）のオーダーの改善度を示す装置において実施された、測定によって確認されている。
【０１０９】
より弱い電界にさらされる電気部品上に製される薄い層については、用いた材料は３のオーダーの誘電率を示し、かつ典型的には６０μｍから１００μｍのオーダーの厚さをもつ薄層の形態で適用される。電極上にデポジットされた６０μｍから１００μｍのオーダーのＮｕｆｌｏｎ（商標）（比誘電率２．７）、又はｐａｒｙｌｅｎｅ  Ｎ（商標）（比誘電率２．６５）の薄層デポジットを備えた装置を用いて得られた結果は、非被覆電極に比較して８％のオーダーの絶縁耐力の改善度を示す。
【０１１０】
本発明に関しては、図３の線図において部分的に示された装置は、インシュレータ（２）を備えた金属エンクロージャ（３）と、コンダクタ（１）及び電極（５）を含む電気部品とを有する。前記装置においては、ハイブリッド絶縁体は、ヘプタフルオロイソブチロニトリル及び上記に定義された希釈ガスの圧力下にあるガス状混合物（４）と、上記に定義された厚い絶縁層（６）又は薄い絶縁層（７）の形態で存在する固体絶縁体との双方によって構成される。
【図１】
0006290894.tif 000010
【図２】
0006290894.tif 000011
【図３】
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