DE1764704A1 - Verfahren zur Herstellung eines impraegnierten elektrischen Kondensators mit Kunststoffolie als Dielektrikum - Google Patents

Description

SIEMEHS AKiDIEIiGrESEIiLSCHAi¹T Mineheii 2, den 27.Rd. Ta/^

Berlin und München Witt eis toacherplatz 2

P 17 64 704.0-33 VPA 68/2642

Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators mit Kunststoffolie

Zusatz zu Patent ... ... (Patentanmeldung amtl. Aktenzeichen ·

P 15 64 792. 4? VPA 66/3204) ^

Sie Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators, dessen Dielektrikum wenigstens zum 5ei_ aus einem von einem Imprägniermittel angequollenen Kunststoff besteht, naoh Patent ... ... (Patentanmeldung .. Aktenzeichen P 15 64 792ν 4j VPA 66/3204)ν

Elektrische Kondensatoren, insbesondere solche Mr Wechselspännungsbetrie^, werden bekanntlich imprägniert^ um Hohlräume _m EöndensatOrkörjer^ Me zw. Bpru%ehtladungeh führen, aus_u-

Π Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änd6ruftgsges.v.4.9.1967)

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füllen. Hohlräume befinden sich z.B. zwischen den Oberflächen der Dielektrikumsfolien und den Belegungen, da diese Oberflächen nie völlig glatt sind. -Außerdem befinden sich im Dielektrikum Poren - bei porösem Papier sehr viele, bei Kunststoffolien verhältnismäßig wenige - , die genau wie der Luftspalt zwischen Belegung und Dielektrikurnsfolie mit Imprägniermittel ausgefüllt werden müssen.

Die Durchschlagsfestigkeit, der Imprägniermittel ist gegenüber derjenigen von Kunststoffolien gering·. Wird darum eine gewisse Feldstärke im Kondensator überschritten:, so finden in der Imprägniermasse, besonders ia Spalt zwischen Belegung und Dielektrikumsfolie, Teildurchschläge statt» Von der Imprägniermasse (z.B. Isolieröl) wird dabei Gas abgespalten. Es entstehen gasgefüllte Hohlräume, in denen Sprudentladungen ssu weiterer Gasbildung und schließlich ^ur 2erStörung dee Kondensat©rs führen,

Die im elektrischen Feld befindliche und als Dielektrikum wirkende Imprägniermasse ist also bezüglich der Durchschlagsfestigkeit 'die schwächste Stella ia

Behebung dieser Sch^ie^iig'toeit'em wirA iia Hauptpatent vorg-e 3όΙι1·^·οη, da® ^eaaijg&leiftag *eiät feil de© Di;el©ktriita»s ®w®. ⁽eimen von iffliprägiuierraittel amge>(|iuollen«in Kunststoff besteht·.

Da® Iraprägnie!rmittel> welches sich im Spalt awlscheai befindet >, diffundiert iM. die iPoli-en, -die irnfolLgedesse-n zw. quellen beginnen uiaä den Spalt ©elir und mehr ausfüllen» Sie aws d'er O'be-rfläche teeraiasrageoaiien Spitzen uotd ICuppen werden dabei zuißi großen Teil iurclh das Aufeinanderpressen eier über flächen * ila&hge drückt·.

Beim ImprägnieirvQiDgaing dringt das Impragnierniittel von den •Stirl'is'eiteii her in d-e-ϊΐ ^ondensatorwickel ein-, Die .Qwiell-uur eier

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Dielektrikumsfolien setzt daher an den Stirnseiten zuerst ein. Es muß verhindert werden, daß die Quellung während des Imprägniervorganges so stark wird, daß die Zwischenräume zwischen den Folienlagen an den Stirnflächen zuquellen und so das NächstrÖiiien des Imprägniermittels in das Wickelinnere verhindern. Ein vollständiges Imprägnieren des Wickelkörpers wird sonst unmöglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, während des Imprägniervorganges eine zu starke Quellung der den Stirnflächen benachbarten Wickelbereiche zu vermeiden! ■ ;

Erfindungsgemäß wird dies bei einem eingangs geschilderten Kondensator dadurch erreicht, daß die Kunststoffolien vor dem Imprägnieren getempert werden.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch die dem Imprägnieren vorausgehende Temperung die Quellung verringert wird. Weiterhin läßt sich die Quellfähigkeit dabei durch die Höhe der Temperatur und die Dauer der Temperung steuern. Die Quellfähigkeit der Folien wird umso mehr vermindert, je langer getempert wird.

Am einfachsten läßt sich eine Temperung der Folien dadurch erreichen, daß die Folien als Wickelkörper getempert werden. Die Wickelkörper können Vorratsrollen sein oder fertige Kondensatorwickel. Durch die Temperung fertiger Kondensatorwickel ergibt sich der Vorteil, daß die Kondensatoren gleichzeitig getrocknet werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Papierfolien mitverwiekelt werden.

Durch die Vortemperung wird eine Verzögerung der Quellung der Dielektrikumsfolien erreicht. Um nun die noch offenen Spalte in den Bereichen nahe den Stirnflächen zu schließen, können die Kondensatoren bei Zimmertemperatur gelagert werden. Eine beschleunigte Quellung läßt sich durch eine dem Imprägniervor-

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gang angeschlossene Temperung erreichen. Etwa ab 70⁰C läßt sich die Quellung wesentlich steigern. Es erweist sich deshalb als vorteilhaft, die Dielektrikumsfolien vor der Imprägnierung zu tempern, um die Quellfähigkeit zu verzögern, die Imprägnierung der Kondensatorv/ickel etwa bei Zimmertemperatur durchzuführen und anschließend die imprägnierten Wickelkörper nachzutempern, vorzugsweise bei Temperaturen über 70 C, um die noch offenen Spalte in den stirnseitigen Wickelbereichen zu schließen. Durch Anwendung höherer Temperaturen läßt sich die Dickenzunähme steigern. Die Temperatur läßt sich natürlich nur so hoch steigern, wie es die Dielektrikumsfolie verträgt.

Bei Kondensatoren, deren Dielektrikumsfolien aus Polypropylen bestehen und bei denen das Imprägniermittel ein Isolieröl ist, das 10 bis 20 fi aromatische Anteile, 30 ^cß> naphtenische Anteile und zv/iochen 50 und 60 °ß> paraffinische Anteile enthält, wird die Dickenzunahme der Polypropylenfolie bei Zimmertemperatur nach einer Temperung von acht Stunden bei 120 C kleiner als 2 y$ und kann durch längeres Tempern noch vermindert werden.

Ein geeignetes Imprägniermittel ist im Handel unter der Bezeichnung "Shell K8" erhältlich.

Durch die Vortemperung wird die Quellfähigkeit der Dielektrikumsfolien herabgesetzt. So erhält man beispielsweise an einer Polypropylenfolie, die mit 120°C/8 Stunden vorgetempert wurde, P in Shell K8 nur noch eine Quellung von weniger als 4 i<> bei

50⁰G Imprägniertemperatur und ca. 8 ^cß> bei 90⁰G. Bei weiterer Steigerung der Imprägniertemperatur, die natürlich nur bis zur Grenze der Temperaturbeständigkeit des Dielektrikums möglich iot, nimmt auch die Quellung weiter zu. Da durch die Vortemperung die Quellfähigkeit nur vermindert, nicht aber beseitigt wird, kann nach dem Imprägnieren durch eine weitere Wärmebehandlung die Folie derart gequollen v/erden, daß die Ölspalte zwischen den Folien gemäß der Forderung des Hauptpatentes beseitigt werden.

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Die Erfindung findetbevorzugt bei Kondensatoren Anwendung, deren Dielektrikum aus selbständigen Kunststoffolien besteht, und bei denen eine beidseitige metallisierte Isolierstoffeinlage, insbesondere aus Papier, als Belegung dient. Das Papier liegt während des Betriebes im feldfreien Raum. Als Dielektrikum kommt bei derartigen Kondensatoren in vorteilhafter Weise Polypropylen zur Anwendung,

Die Erfindung ist insbesondere auch dann von Vorteil, wenn eine Quellung der Pollen unterbunden werden soll, Es wird dann die gesamte Folie entsprechend lang bei erhöhter Temperatur behandelt.

5 Patentansprüche

10 9 8 41 /0 4SS

Claims (4)

PA 9/491/1228 - 6 - P_a_t_e_n_t_a_n_s_p_r_ü_c h_e

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kondensators, dessen Dielektrikum wenigstens zum Teil aus einem von einem Imprägniermittel angequollenem Kunststoff besteht, nach Patent (Patentanmeldung amtl. Aktenzeichen P 15 64 792. 4; PA 66/3204)» dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien vor dem Imprägnieren getempert v/erden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffolien nach dem Verwickeln getempert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Polypropylendielektrikum und einem Imprägniermittelgemisch, welches sich aus 10 bis 20 °'o aromatischen Anteilen, 30 °/o naphtenischen Anteilen und zwischen 50 und 60 ^c/o paraffinischen Anteilen zusammensetzt, bei 100 - 150 0 mindestens fünf Stunden lang getempert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung etwa bei Zimmertemperatur durchgeführt wird und die Wickelkörper nach der Imprägnierung nachgetempert werden»

5* Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachtemperung bei ?0^Θ0 und darüber durchgeführt wird.

N#U© UntiriAgeti m-» i1 Abs, 2 Nr. 1 Satt 3 des Ämferürtigaeä. v. 4,9.198?)

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