DE1958362A1 - Ein elektrischer Wickelkondensator mit metallisiertem Dielektrikum - Google Patents

Description

• Ein elektrischer Wickelkondensator mit metallisiertem Dielektrikum.
• Ein elektrischer Kondensator der erwähnten Art besteht aus dielektrischen Isolationsfolien, von denen einige mit vakuumaufgedampften Metallschichten versehen sind. Die Folien werden durch Aufwickeln auf einen Wickeldorn zu einem im allgemeinen runden Bauteil zusammangespult, bei d«m-dis aufgedampften Metallschichten durch äusseren Kontaktschluss durch Aufspritzen von Metall auf die Stirnflächen des Bauteils die Elektroden des Kondensators ausmachen.
• Solche metallisierte Kondensatoren finden seit langem ausgedehnte Anwendung wegen ihrer verhältnismässig kleinen Abessungen und ihrer Fahigkeit, nach KursschlAssen in den etweigen Fehl erst ellen des Dielektrikums zu regenerieren. Als Dielektrikum sind hauptsächlich imprägniertes Papier, verschiedene Typen von Plastfilm oder eine Mischung von diesen, die sogenannten Mischdielektriken, verwendet worden.
• Der Nachteil dieser reinen metallisierten Papierkondensatoren ist der, dass der verhältnismässig hohe Verlustfaktor für diese Kondensatoren einen unerwünscht hohen Temperaturanstieg in dem Bauteil bei Wechselspannungsbelastung ergibt, was sie für hohere Umgebungstemperaturen umgeeignet macht; atisserdem liegt die Metallisierung auf einer Papierschicht, die eine-unebene Oberfläche hat, und dies veranlaßt punktweise extreme elektrische Feldstärken, die sich wiederum in Sprdhentladungen auswirken, mit sich daraus ergebender Verringerung der elektrischen Parameter des Kondensators bei Langzeitbetrieb.
• Der Nachteil bei reinen metallisierten Plastfilmkondensatoren ist die geringe liprägnierbarkeit, da die Plastfolie nicht die nötige Porosität besitzt, um den Imprägnierstoff in das Wörkstttck su bringen. Es ist deshalb iit Luftrückständen in dem Wickel zu rechnen, welche zu Spruhentladungen bei Wechselspannungsbelastungen mit den gleichen nachteiligen Falgen, wie oben bei den reinen metallisierten Papierkondensatoren erwähnt, Anlass geben.
• Kondensatoren mit Mischdielektrikum besitzen Eigenschaften, die zwischen denen der reinen metallisierten Papierkondensatoren und denen der reinen metallisierten Plastfiiikondensatoren liegen, aber es haften ihnen wesentliche neue Nachteile an, was hervorgehen wird, wenn man den Aufbau eines solchen bekannten Mischdielektrikums, wie in Fig. 1 gezeigt, die einen schematischen Schnitt durch einen solchen Bauteil darstellt, genauer betrachtet. A gibt die Metallisierung an, die des Papierfill B aufgedampft ist. C gibt die Plastfolie an, die nit dem metallisierten Papier zusamxengespult ist.
• £s ersieht sich daraus, dass die durch die Papierschicht vertretene Teilkapazität mit der durch die Plastschicht vertretenen Teilkapazität in Reihe geschaltet ist.
• Dies hat zur Folge, dass die Feldstärken in den beiden Dielektriken sich zueinander verhalten wie die Kohrwerte der Dielektrisitätskonstanten der Stoffe. Bei der Auslegung der Schichtdicke bei einer gegebenen Arbeitsspannung kann ian deshalb die optinale Feldstärke nur in einem der Stoffe frei festlegen, die Feldstärke in dem anderen Stoff wird dann aus Werkstoffkonstanten gegeben sein.
• Dieser Unstand bewirkt, dass ian nicht die optiaalen dielektrischen Eigenschaften beider Werkstoffe ausntttzen kann, was ein wesentlicher Nachteil sowohl in bezug auf Wirtschaftlichkeit als auch geonetrische Grösse sein kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die bekannte Form von metallisierten Kondensatoren mit X1schdielektrikui immer ein Mehrschichtenkondensator, im gezeigten Beispiel ein Zweischichtenkondensator bestehend aus einer Papierschicht und einer Plast~schicht. Bei niedrigen Spannungsbelastungen werden die ndtigen Schichtdicken so klein werden, dass die Konstruktion entweder wirtschaftlich oder technisch undurchführbar ist.
• Der Zweck des Wickelkondensators gemäß der Erfindung ist die Angabe einer Bauart für einen metallisierten Kondensator lit Mischdielektrikum, die die Vorteile der bekannten Bauart bewahrt, ohne dass ihr deren Nachteile anhaften.
• Der Wickelkondensator gemäß der Erfindung besteht aus mindestens einer Schicht Plastfilm und mindestens einer Schicht porös ei Isolierstoff, vorzugsweise Papier, und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der Plastschichten zur Herstellung der Elektroden des Kondensators an beiden Seiten metallisiert ist, während die übrigen Isolationsachichten unmetallisiert sind.
• Hierdurch wird im Gegensatz zu den bekannten Bauarten mit Mischdielektrikum eine Parallelschaltung der Teilkapasitäten erreicht, indem der doppeltmetallisierte Plastfili die eine Teilkapazität ausmacht, während die unmetallisierten Folien die andere ausiachen.
• Wie es aus den Folgenden hervorgeht, werden hierdurch die Nachteile beseitigt, die für die bekannte Bauart vorgebracht sind.
• Nachstehend wird der Wickelkondensator gemäss der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels, wie in Fig. 2 gezeigt, die einen schematischen Schnitt durch einen Kondensator ges der Erfindung zeigt, näher erklärt werden.
• E gibt einen Plaetfile an, der an beiden Seiten mit einer aufgedampften Metallschicht D versehen ist: dieser Plastfilm wird iit einer unsetallisierten Papierschicht F zu dem fertigen Kondensatorbauteil zusaanengespult. Wie erwähnt, sind die beiden Teilkapazitäten in dies Fall parallelgeschaltet, hierdurch werden die Feldstärken in den beiden Werkstoffen unabhängig voneinander gemacht, da sie nur durch die aufgedrückte Spannung und die Schichtdicke bestisit werden.
• Die Bauart gestattet somit eine optimale Bemessung beider Dielektriken.
• Da die Metallisierung in dem Kondensator gemäss der Erfindung auf der Plastschicht angebracht ist, deren Rauheit wesentlich kleiner ist als die der Papierschicht, wird die Tendenz zu Sprahentladungen wegen punktweise extremer Feldstärken in wesentlichem Grade herabgesetzt werden.
• Die poröse Papierschicht ermöglicht eine gute liprägnierung unter Ausschluss von Luftrßckständen, was den Kondensator gemäss der Erfindung für Wechselspannungsbelastungen gut geeignet macht.
• Der unmetallisierte Teil des Kondensators gemäss der Erfindung kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen. Bauarten mit einer unmetallisierten Papierschicht werden f<Lr kleine Spannungsbelastungen wirtschaftlich und technisch möglich sein.
• Patentansprüche.
• Elektrischer Vickelkondensator bestehend aus mindestens einer Schicht Plastfilm und mindestens einer Schicht porösem Isolierstoff, vorzugsweise Papier, dadurch g e k e n n s e i c h n e t, dass eine Schicht Plastfilm zur Herstellung der Elektroden des Kondensators an beiden Seiten mit autgedempfter Metallisierung versehen ist, während die übrigen Isolationsschichten unmetallisiert sind.

Claims (1)

1. 2. Elektrischer Mickelkondensator nach Anspruch 1, dadurch g ek e n n s e i c h n e t, dass die unmetallisierten Isolationsschichten von einer Schicht Papier ausgemacht werden.