DE1930656A1

DE1930656A1 - Impraegnierter elektrischer Kondensator

Info

Publication number: DE1930656A1
Application number: DE19691930656
Authority: DE
Inventors: Heywang Dipl-Phys Dr Hermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-06-18
Filing date: 1969-06-18
Publication date: 1971-01-07
Also published as: DE1930656B2

Description

ImDrägnierter elektrischer Kondensator Die Erfindung bezieht sich auf einen imprägnierten elektrischen Kondensator, dessen Dielelctrikum ausschließlich aus nicht imprägnierbaren bzw. nicht saugfähigen Kunststofffolien besteht.
Elektrische Kondensatoren, insbesondere solche für Jechselspannungsbetrieb, erden bekanntlich imprägniert, um Hohlräume im Kondensatorkörper, die zu Sprühentladungen führen, auszufüllen. 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 norösem Papier sehr viele, bei Kunststoffolien verhältnismäßig wenige - , die genau wie der Luftspalt zwischen Belegung und Dielektrikumsfolie mit Imprägniermittel ausgefüllt edlen müssen.
Aus der US-Patentschrift 3 363 156 ist ein imprägnierter elektrischer Kondensator belcannt, dessen Dielektrikum ausschließlich aus Kunststoffolien besteht. Die Belegungen dieses Kondensators bestehen aus Metallfolien. Bin üerartiger Kondensator kann jedoch nur bei relativ niedrigem Wickelzug imprägniert werden. Dabei entstehen relativ dicke Ölschichten, deren Durchschlagsfeldstärke weit niedriger ist als die von guten Kunststoffolien. Bei hohem Wickelzug wird der Kondensator aber nicht imprägnierbar, da die Folien im Querschnitt stets gewisse Dickenungleichmäßigleiten zeigen; es bilden sich abgeschlossene Räume; aus denen die Luft in sinnvollen hrbeitszeiten nicht entfernt werden kann.
In der älteren Patentanmeldung P 15 64 792.4 ist ein Xonden- sator vorgeschlagen, dessen Diclektrikum ausschließlich aus Kunststoffolien besteht und bei dem beide Elektroden aus beidseitig metallisierten Papierbcindern bestehen. Die beiden Metallisierungen auf jedem Papierband sind kurzgeschlossen und bilden eine Kondensatorelektrode. Lin derartiger Kondensator läßt sich, wie sich gezeigt hat, vollständig durch imprägnieren.
Vorliegende Erfindung zeigt einen Kondensator, welcher ebenfalls vollständig durchimprägniert werden kann und welcher außerdem eine erhöhte Volumenkapazitnt besitzt.
Erfindungsgemäß wird dies beim eingangs geschilderten Kon-' densator dadurch erreicht, daß eine der Elektroden aus einer beidseitig metallisierten, imprägnierbaren, im feldfrei n Raum zwischen zwei kurzgeschlossenen Metallisierungen angeordneten Isolierstoffeinlage besteht.
Für die Isolierstoffeinlage wählt man einen Stoff, welcher porös, nachgiebig und saugfähig ist. Am besten@ eignet sich hierfür ein Papierband. Die Gegenelelctrode besteht, um eine möglichst höhe Volumenkapazität zu erreichen, aus einer regenerierfähig dünnen, auf eine Dielektrikumsfolie aufgebrachten Netallisierung.
Zunächst erscheint es, als ob durch diesen Aufbau der Kondensator nicht mehr vollständig imprägnierbar ist. In der Tat gelingt aber die vollständige Imprägnierung auch hier.
Ist beispielsweise, wenn' das Dielektrikun aus einer netallisierten Kunststoffolie und einer unmetallisierten Kunststoffolie besteht, zwischen diesen beiden Kunststofflagen Luft eingeschlossen, so übt diese beim Evakuieren der im- -prägnierbaren Isolierstoffeinlage, die z. B. aus Papier besteht, auf die Kunststoffolien einen einseitigen Druck aus, bis diese so weit nachgeben, daß die Luft entweichen kann.
Beim Impräg@ieren können dann dic Lunker direkt aufgefüllt, werden. Findet dies nicht statt, dann drückt die zwischen der nachgiebigen imprägnierbaren Isolierstoffeinlage und dem Kunststoff vJrdringende Imprägniermasse die beiden Kunststoffolien so fest aufeinander, daß sich zwischen ihnen kein Hohlraum mehr befindet. Auf eine Dielektrikumslage kommt dann nur noch ein zu imprägnierender Luftspalt, was zur weiteren Erhöhung der Raumkapazität beiträgt.
Aus der deutschen Patentschrift 876 274 ist ein Kondensator bekannt, bei dem eine Elektrode aus einer beidseitig metallisierten Isolierstoffeinlage und die Gegenelektrode aus einer nicht ausbrennfähigen Metallfolie besteht. Dieser Kondensator ist jedoch nicht imprägniert.
Anhand der Figuren sollen an Ausführungsbeispielen die Erfindung und Vorteile derselben näher erläutert werden.
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Kondensator gezeigt. Die eine Elektrode besteht aus dem Papierband 1, welches beidseitig mit den fletallisierungen 2 und 3 versehen ist. Das Dielektrikum besteht aus der unmetallisierten Kunststoffolie 4 und der einseitig metallisierten Kunststoffolie 5. Die Belegung auf der metallisierten Kunststoffolie 5 bildet zum beidseitig metallisierten Papier band 1 die Gegenelektrode. Beide Elektroden werden von den stirnseitig aufgebrachten Stirnkontaktschichten erfaßt und über diese mit äußeren Anschlußdrähten verbunden. In der Regel wird der Kondensatorkörper der Stirnkontaktschichten nach dem Aufspritzen imprägniert. Das Imprägniermittel dringt dabei von den Stirnseiten her im wesentlichen an den metallisierten Papierbändern 1 cntlang in den Kondensatorkörper ein.
Dadurch wid den oben beschriebenen thechanismus wird eine vollständige Imprägnierung des Kondensatorkörpers möglich.
Das Dielektrikum kann sowohl aus einen quellbaren als auch aus-einem nicht quellbaren Stoff bestehen. ist das Dielektri-,k quellbar, dann erden die Luftspalte von'dem angeauol- lenen Teil des Diele]ctrikums nach der Imprägnierung ausgefüllt.
Die Kunststoffolie 5, welche die Metallisierung 6 trägt, ist in vorteilhafter Weise temperaturfester als das Dielektrikumsband 4, da die Metallisierung 6 aufgedampft wird. Beide Kunststoffolien können gleich dick oder verschieden dick sein, wobei es vorteilhaft ist, die metallisierte Kunststoffolie dicker zu bemessen.
Eine noch weitere Steigerung der Raumkapazität läßt sich durch einen Aufbau nach Fig. 2 erreichen. Auch diese Figur zeigt einen Schnitt durch einen Kondensatorkörper. Dabei ist eine beidseitig netallisierte Papierbahn 1 mit vier Kunststoffolien verwickelt, von denen drei (5, 5', 5'') einseitig metallisiert sind. Die Belegungen 6 und 6'' der Dielektrikumsfolien 5 und 5'' sind entgegengesetzt zu den Metallisierungen 2 und n auf dem Papierband 1, welche eine Elektrode im fertigen Kondensator bilden, gepolt. Die Belegung 6' auf der Dielektrikumsfolie 5' ist mit den Iletallisierungen 2 und 3 auf dem Papierband gleich gepolt und befindet sich zwischen den beiden Belegungen 6 und 6''.
Durch diesen Aufbau kann die Raumkapazität um 50 - 100 % gesteigert werden. Auch ,dieser Kondensator ist stirnkontaktiers.
Eine weitere Erhöhung der Volumenkapazität kann außerdem dadurch"erreicht erden, daß das Dielektrikum aus iackschichten besteht. Der Aufbau erfindungsgemäßer Kondensatoren mit Lackschichtendielektrika ist in den Figuren 3, 4 und 5 schematisch dargestellt. Die eine Elektrode besteht dabei aus einem beidseitig metallisierten Papierband 1 und die Gegenbelegung aus einer auf die Kunststoffolie 5 aufgebrachten Metallisierung 6. Das Dielektrikum besteht aus einer oder mehreren Lackschichten 7 und 8. Die Lackschichten können dabei unmittelbar auf das beidseitig metallisierte Papierband 1 (Fig. 3) oder auf die Belegung 6 der Kunststoffolie 5 (Fig. 4) oder sowohl auf das beidseitig metallisierte Papierband als auch auf die metallisierte Kunststoffolie 5 (Fig. 5) aufgebracht sein. Die Kunststoffolien 5 und die beidseitig metallisierten Papierbänder 1 können dabei einseitig oder beidseitig lackiert sein.
11 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Imprägnierter elektrischer Kondensator, dessen Dielektrikum ausschließlich aus Kunststoffolien besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine der Elektroden aus einer beidseitig metallisierten, im feldfreien Raun zwischen zwei kurzgeschlossenen Metallisierungen (2 und 3) angeordneten Isolierstoffeinlage (1) besteht, wobei diese Elektrode eine solche Oberfläche besitzt, daß das Eindringen von Imprägniermitteln ermöglicht wird.
2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Isolierstoffeinlage (1) aus Papier besteht.
3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Gegenelektrode aus einer auf eine Dielektrikumsfolie (5) aufgebrachten IIetallisierung (6) besteht.
4. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Dielektrikum (4 bzw. 5) wenigstens teilweise aus quellbares Kunststoff besteht
5. Elektrischer Kondensator nach einem der AnsprUche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e daß das Dielektrikum aus zwei Kunstetoffollen (4 und 5 besteht
6. Elektrischer Kondensator nach AnBpruch 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dielektrikumsfolie (5), welche die Jtetallisierung ( trägt, temperaturfester ist als die unmetallisierte Dielektrikumsfolie (4).
7. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Dielektrikumsfolie (5), welche die Metallisierung (6) trägt, dicker bemessen ist als die unmetallisierte Dielektrikumsfolie (4).
8. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine beidseitig bedampfte imprägnierbare Isolierstoffeinlage (1) mit vier Dielektrikumsfolien (4, 5, 5', 5'') verwickelt ist, wobei drei der Dielektrikumsfolien (5, 5', 5") einseitig metallisiert sind.
9. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß das Dielektrikum aus Lac):schichten (7, 8) besteht.
10. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 9, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die lackschichten auf beiden Elektroden (2, 1, 3 und 6' aufgebracht sind.
11. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lackschichten auf eine der beiden Elektroden (2, 1, 3 bzw. 6) aufgebracht sind.

L e e r s e i t e