DE3106850A1 - Kondensatordurchfuehrung - Google Patents

Description

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NGK Insulators, Ltd.,
Nagoya City / Japan

Kondensatordurchführung

Die Erfindung betrifft eine Kondensatordurchführung mit einem Kondensatorkern, der einen einfachen Aufbau hat und das elektrische Feld in axialer Richtung des Kondensatorkerns gleichmäßig verteilen kann.

Allgemein gesagt, besteht eine Kondensatordurchführung aus einem Mittelleiter und einem um diesen gewickelten Kondensatorkern. Der Kondensatorkern, der um den Mittelleiter gewickelt ist, wird durch abwechselndes Umwickeln des Mittelleiters mit einer Isolierschicht hergestellt, die aus einem Isolierpapier von großer Breite oder einer bandstreifenförmigen Isolierschicht und einer Metallfolie oder einer elektrisch leitenden Folie, die mit einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Anstrich beschichtet ist, besteht. In diesem Fall ist die Metallfolie oder dergleichen, die die elektrisch leitende Schicht bilden soll, gewöhnlich zwischen die Isolierschichten eingefügt, und ihr gegenseitiger Abstand ist so gewählt, daß er einer Dicke der Isolierschicht von 1 mm bis 2 mm entspricht. Da die Metallfolie von Hand zwischen die Isolierschichten eingefügt wird, ist es nicht möglich, bei diesem Arbeitsgang auftretende Fehler zu vermeiden. Wenn die Metallfolie beim Einlegen zwischen die Isolierschichten falsch angeordnet wird, entstehen Feldkonzentrationen im Randbereich der Metallfolie. Hierdurch wird die Isolierfähigkeit des Kondensatorkerns erheblich vermindert. Um dies zu vermeiden, muß im Anschluß an den Wickelvorgang des Kondensatorkerns die Position der Metallfolie durch Röntgen-Photographie überprüft werden. Dieses Photographieren ist jedoch so teuer und im Ablauf mühsam, daß es in der Praxis kaum durchgeführt werden kann. Es ist deshalb mit einer verminderten Zuverlässigkeit der elektri-

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sehen Isolierung zu rechnen. Außerdem muß die Wickelmaschine, mit der der Kondensatorkern gewickelt wird, bei jedem Einlegen einer Metallfolie zwischen die Isolierschichten zum Zwecke einer genauen überprüfung der Position der eingelegten Metallfolie angehalten werden. Wenn nun die Anzahl der einzusetzenden Metallfolien steigt, wird aus diesem Grund die Produktivität bei der Herstellung des Kondensatorkerns erheblich herabgesetzt. Je höher die Spannung ist, für die die Kondensatordurchführung hergestellt werden soll, desto langer wird die Kondensatordurchführung und desto dicker wird sie, was wiederum zu einer Verschlechterung bei der Produktivität des Herstellungsvorgangs der Kondensatordurchführung führt.

Man hat zahlreiche Versuche unternommen, um die Anzahl der zwischen die Isolierschichten einzusetzenden Metallfolien zu verringern, um auf diese Weise die Wirtschaftlichkeit des Produktionsvorganges zu steigern, doch konnte damit nicht volle Zufriedenheit erzielt werden. Verringert man nämlich die Anzahl der Metallfolien, dann ist der Abstand zwischen ihnen umso größer, so daß dadurch stärkere Feldkonzentrationen im Randbereich der Metallfolien auftreten. Damit wird die Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung in axialer Richtung geringer, und gleichermaßen verringert sich die Gesamtisolierfähigkeit der Kondensatordurchführung .

Es ist bisher allgemein üblich, die Metallfolien so weit auseinanderzusetzen, daß ihr Abstand einer Dicke von 1 mm bis 2 mm der Isolierschichten entspricht. Eine derartige Anordnung der Metallfolien führt zu häufigem Anhalten der Kernwickelmaschine und damit zu einer schlechten Produktivität. Wegen der Steigerung der zu isolierenden Spannungen werden die Kondensatordurchführungen immer größer. Der Einsatz derart großer Kondensatordurchführungen gibt Anlaß zu

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verschiedenen Schwierigkeiten, wobei auch der Kernwickelvorgang immer schwieriger wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kondensatordurchführung zu schaffen, mit der die vorstehend genannten Nachteile, die mit der bisher üblichen Technik verbunden sind, überwunden werden.

Zur Lösung wird erfindungsgemäß eine Kondensatordurchführung geschaffen, bei der ein Isolierpapier um eine Mittelelektrode gewickelt wird und auf diese Weise Isolierschichten eines Kondensatorkerns bildet. Dieses Isolierpapier ist wenigstens entlang eines seiner beiden Seitenrandabschnitte, die sich in Längsrichtung erstrecken, mit einer elektrisch leitenden oder halbleitenden, linearen Elektrode versehen, und mehrere Zwischenelektroden, die mit ihren Endbereichen Kontakt mit der linearen Elektrode haben, erstrecken sich in Breitenrichtung der Isolierschicht, wobei die Zwischenelektroden zwischen die Isolierschichten eingesetzt sind und einen bestimmten Abstand voneinander haben. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung in Verbindung mit Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teils geschnittene Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kondensatordurchführung;

Fig. 2 ein Erläuterungsbild zum Wickelvorgang der Kondensatordurchführung nach Fig. 1; und

Fig. 3 ein Erläuterungsbild zum Wickelvorgang einer gegenüber der ersten Form abgewandelten Kondensatordurchführung .

In den Figuren 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kondensatordurchführung nach der Erfindung dargestellt.

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Um einen Mittelleiter 2 werden gleichzeitig ein Isolierpapier 5, eine bandförmige lineare Elektrode 4, die aus einem bandförmigen Isolierpapierstreifen 4" mit zuvor darauf gedruckten linearen Halbleiterelektroden 4' besteht und die an beiden Seitenrändern des Isolierpapiers 5 angeordnet werden, besteht, und ein Isolierpapier 5' zwischen den linearen Elektroden 4,4 zur Bildung eines Kondensatorkerns 1 gewickelt. Während des Wickeins des Isolierpapiers 5, 5* und der linearen Elektroden 4, 4 um den Mittelleiter 2 werden aus einem elektrisch leitenden Material von geringer Schichtdicke, geringem Gewicht und ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkeit, z. B. einer Metallfolie, bestehende Zwischenelektroden 3 zwischen die Isolierschichten derart eingesetzt, daß sie voneinander einen solchen Abstand haben, wie es in der Fig. 1 angedeutet ist, wobei die beiden Endbereiche der Zwischenelektroden 3 sich mit Bereichen der linearen Elektrode 4 überlappen. Die Zwischenelektrode 3 hat die entsprechenden richtigen Abmessungen und dient dazu, das elektrische Feld in radialer Richtung des Kondensatorkerns 1 abzustimmen.

Mit der Verwendung eines so aufgebauten Kondensatorkerns 1 ist der wichtige Vorteil verbunden, daß auch dann, wenn die Zwischenelektrode durch einen Fehler während des Wickeins verschoben ist, der Potenfcialgradient an den Randbereichen des Kondensatorkerns durch diese Verschiebung überhaupt nicht beeinflusst ist, da die Zwischenelektrode 3 mit den linearen Randelektroden 4, 4 in elektrischem Kontakt ist, so daß auf diese Weise eine erhebliche Erhöhung der Zuverlässigkeit des WickelVorgangs erzielt wird, ohne daß die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung damit vermindert ist.

Bei dem vorliegenden Beispiel wird eine lineare Halbleiterelektrode 4¹ verwendet, die aus fischgrätenförmigen Linien

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besteht, was eine Vereinfachung beim Drucken bedeutet. Die lineare Halbleiterelektrode 4" kann jedoch mit gleicher Wirkung gerade Linien enthalten.

Das elektrische Potential in axialer Richtung des Kondensatorkerns wird durch die gegenseitige elektrostatische Kapazität zwischen den linearen Halbleiterelektroden 4¹, 4¹ aufgeteilt. Daraus ergibt sich, daß die Anzahl der aus den Metallfolien bestehenden Zwischenelektroden, die zwischen die isolierenden Schichten eingesetzt werden müssen, erheblich verringert werden kann, so daß ihr gegenseitiger Abstand so gewählt werden kann, daß er Dickenabständen von 5 mm, 10 mm, ... z.B. in der Isolierschicht entspricht, ohne daß dadurch eine Veränderung der Verteilung der elektrischen Beanspruchung in axialer Richtung des Kondensatorkerns eintritt und damit die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung nicht verringert ist.

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kondensatordurchführung. Hierbei sind die bandförmigen linearen Elektroden 4, 4, die aus linearen Halbleiterelektroden 4¹ bestehen, welche auf einem bandförmigen Isolierpapier 4" aufgedruckt sind, nicht entlang der beiden Seitenränder eines Isolierpapiers 5 angeordnet, sondern die linearen Halbleiterelektroden 4' sind unmittelbar auf die beiden Seitenränder des Isolierpapiers 5 aufgedruckt, so daß die linearen Elektroden 4, 4 mit dem Isolierpapier 5 eine Einheit darstellen. Hiermit ist die Notwendigkeit vermieden, daß während des WickelVorgangs zwischen die Isolierschichten die linearen Elektroden 4, 4 gesondert eingefügt werden müssen, was den wesentlichen Vorteil ergibt, daß der Kondensatorkern viel leichter gewickelt werden kann.

Wenn die Kondensatordurchführung als Luft/Öl-Durchführung eingesetzt werden soll, dann ist es nicht immer erforderlich,

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auf der Luftseite eine lineare Elektrode 4 vorzusehen, da die Länge der Luftseite der Kondensatordurchführung 1 erheblich größer als die axiale Länge auf der ölseite ist.

Wie dargelegt, kann die erfindungsgemäße Kondensatordurchführung das elektrische Feld in ihrer axialen Richtung sehr gleichmäßig verteilen, wodurch die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung in ihrer Gesamtheit verbessert ist, während der bisher auftretende Nachteil verringerter Zuverlässigkeit des Kernwickelvorgangs aufgrund fehlerhaften Einfügens der Zwischenelektroden in Form von Metallfolien oder dgl. vollständig ausgeschaltet ist und wesentlich weniger Zwischenelektroden zwischen die Isolierschichten eingefügt zu werden brauchen, was den Herstellungsvorgang vereinfacht und wesentlich produktiver gestaltet.

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Claims (1)

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   Nagoya City / Japan

   Kondensatordurchführung PATENTANSPRÜCHE

   (1.) Kondensatordurchführung, bei der ein Isolierpapier um eine Mittelelektrode gewickelt ist und Isolierschichten eines Kondensatorkerns bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolatorpapier (5,5') entlang wenigstens eines seiner Seitenrandbereiche mit einer in Randlängsrichtung verlaufende^ elektrisch leitenden oder halbleitenden_rgeradlinigen Elektrode (4¹) und mehreren Zwischenelektroden (3) versehen ist, die mit Endbereichen mit der geradlinigen Elektrode (4¹) Kontakt haben und sich in Breitenrichtung der Isolierschicht (5,5') erstrecken, wobei die Zwischenelektroden (3) zwischen die Isolierschichten (5,5') eingefügt sind und voneinander einen bestimmten Abstand haben.

   2. Kondensatordurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Elektrode aus einem bandstreif enförmigen Isolierpapier (4") mit darauf aufgedruckten, linienförmigen Halbleiterelektroden (4¹) besteht und entlang beider Seitenränder des Isolierpapiers (5,5') angeordnet und um die Mittelelektrode (2) gewickelt ist.

   3. Kondensatordurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geradlinige Elektrode aus linienförmigen Halbleiterelektroden (4^?) besteht, die direkt auf die beiden Seitenränder des Isolierpapiers (5) aufgedruckt sind.

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   4. Kondensatordurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektroden (3) einen Abstand voneinander haben, der einer Dicke von 5 nun, 10 mm ... der Isolierschichten entspricht-

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