DE602332C - Elektrischer Fluessigkeitskondensator - Google Patents
Elektrischer FluessigkeitskondensatorInfo
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Description
- Elektrischer Flüssigkeitskondensator Bei dem Aufbau von elektrischen Trockenschichtkondensatoren bestehen bekanntlich die Schichten abwechselnd aus metallischen Leitern, wie Zinn, Aluminium, Folien, und aus einem Dielektrikum wie Papier. An Stelle von Papier hat man auch veresterte Cellulose als trockene Zwischenschicht selbst verwandt bzw. aus der Lösung auf dem isolierenden Material verfestigt.
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung eines flüssigen Dielektrikums aus Estern mit hoher Dielektrizitätskotistante bei der Herstellung von elektrischen Flüssigkeitskondensatoren. Diese Ester können sowohl für sich allein wie auch im Gemisch mit anderen Dielektriken benutzt und auch in Verbindung mit Schutzschichten, z. B. Papier, angewandt werden. Besonders geeignet als hochwertige Dielektrika sind die 13ster der Phosphorsäure, wie Trikresylphosphat, Tributylphosphat, Triäthylphosphat, ferner Phthalsäureester, z. B. Phthalsäuredibutyl-, -diamyl-, -diäthylester, oder auch Ester des Glycerins, z. B. Triacetin. Die Eigenschaften dieser Verbindungen können durch Vorbehandlung in einem :Maße beeinflußt werden, daß ihre Eignung für den beabsichtigten Zweck außerordentlich gesteigert wird. Die Vorbehandlung besteht in einem Filtrationsvorgang über ein Material mit Absorptionseigenschaften, z. B. wird handelsübliches Trikresylphosphat durch Filtration über Fullererde, Silicagel oder ähnliche Stoffe gereinigt, um Wasser und die geringen Mengen anderer Verunreinigungen zu entfernen, die auch im gereinigten- Trikresylphosphat stets vorhanden sind. Dazu genügt gewöhnlich eine Schicht von Fullererde von i m Höhe. Während vor der Behandlung die Dielektrizitätskonstante des Esters schwankende Werte besitzt, hat sie nach der Reinigung mit Fullererde stets denselben Wert von etwa j. Der Leistungsfaktor wird durch die Vorbehandlung etwas erniedrigt und der Widerstand erhöht. Der Wert des Widerstandes, der vor der Behandlung mitunter sehr niedrig ist und erheblich schwankt, beträgt nach der Behandlung etwa i bis 21/2 X i o0 Ohm/cm3.
- Die Zusammenstellung- des Kondensators kann in der gleichen Weist vorgenommen werden, die bei der Verwendung von Ü1 oder anderen flüssigen Dielektriken üblich ist, z. B. kann ein Kondensator mit- zwischengelegten Papierschichten bei gewöhnlicher Temperatur im Vakuum getränkt werden. Ein für 220 Volt geeigneter Kondensator mit Papierdielektrikuni, dessen Abmessungen etwa 8,9 X io,S X 12,7 cm betragen und welcher Aluminiumfolien als Elektroden und drei Schichten Papier von 1/i00 nun Dicke enthält, besitzt eine Kapazität von iBMil:rofarad bei Verwendung von 'Mineralöl als Dielektrikuni. Wird aber die Tränkung mit Trikresylphosphat vorgenommen, so weist ein solcher Kondensator eine Kapazität von 35 N-Iilcrofarad, also eine Steigerung um etwa 95 01o auf. Andererseits kann man natürlich bei Verwendung des neuen Tränkmittels die Größe des Kondensators vermindern, wenn gleiche Kapazitäten verlangt «-erden, z. B. besitzt ein ölgetränkter Kondensator, dessen Kapazität ein Mikrofarad beträgt und der bei Wechselstrom von 220 Volt benutzt werden kann, einen Rauminhalt von etwa 67 cm3. Dagegen beansprucht ein mit Trikres_v-Iphosphat getränkter Kondensator gleicher kapazität nur einen Raum von etwa 3¢ cm3.
- Eine weitere Beeinflussung der Eigenschaften, der Kondensatoren ergibt sich aus den Veränderungen, denen die genannten Phosphorsäureester beim Erhitzen unterliegen. Wenn man z. B. das durch Filtration gereinigte TrikresylphosphatetWa 2 bis io Stunden auf Temperaturen zwischen i05 und i65° C hält, so wächst die Dielektrizitätskonstante an und steigt von etwa 7 auf 31. Dabei entspricht die längere Dauer der Erwärmung der Behandlung im tieferen Temperaturbereich und umgekehrt. Der Widerstand des Phosphorsäureesters wird zwar ein wenig vermindert, ist aber immerhin noch sehr hoch und beträgt etwa iog Ohm/cm3. Der Leistungsfaktor wird erhöht und kann z. B. von etwa z bis 4 01o auf 25 bis 3o 01o ansteigen. Indessen ist diese Vergrößerung des Leistungsfaktors in all den Fällen ohne Bedeutung, wo die Kondensatoren für Gleichstrom oder intermittierenden Strom benutzt werden sollen, wie beispielsweise beim Anlassen von Motoren mit hohem Drehmoment oder z. B. auf dem Gebiet des Radiowesens.
- Ein Kondensator der oben beschriebenen Art und der gleichen Abmessungen, bei dem die Verwendung von filtriertem Trikresylphosphat eine Kapazität von 35 Mikrofarad herbeiführte, besitzt bei der Tränkung mit heiß behandeltem Trikresylphosphat eine Kapazität von 65 Mikrofarad. Das bedeutet eine weitere Steigerung um 85 0/0. Diese Steigerung erlaubt andererseits, die Abmessungen des Kondensators. zu vermindern, wenn die gleiche Kapazität gewünscht wird. Die Größe eines Kondensators von i Mikrofarad, die hei Verwendung von über Fullererde filtriertem Tril:resylpliosliliat sich auf rund 3.4 cm3 herabsetzen ließ, kann weiter auf etwa i8 cm3 vermindert werden, wenn hocherhitztes Trikresylphosphat als Tränkmittel dient.
- Wenn die Steigerung des Leistungsfaktors unerwünscht ist, so kann sie nachträglich dadurch ausgeglichen werden, daß der mit dem Phosphorsäureester getränkte Kondensator in geschmolzenes Paraffin getaucht wird. Taucht man z. B. einen Kondensator mit Papierisolation, die mit erhitzten Trikresylphosphat getränkt ist, in ein Paraffinbad von etwa i65° C und läßt man ihn etwa i Stunde darin, so wird zwar ein Teil des Esters durch das Paraffin verdrängt, aber die Hauptmenge bleibt vorhanden. Nach der Behandlung ist der Leistungsfaktor auf mindestens 150/" mitunter sogar unter 7 01o gefallen.
- Die gemäß der Erfindung erreichbaren Vorteile wirken sich besonders günstig aus, wenn bei Kondensatoren mit Papierzwischenschichten diese Schichten aus Kraftpapier bestehen. Der Leistungsfaktor wird erniedrigt, und die Lebensdauer bei den üblichen Spannungen wird erhöht, wenn statt des gewöhnlich benutzten Leinenpapiers das aus Sulfatzellstoff hergestellte Kraftpapier als Zwischenschicht die=nt. Man kann solches Papier in hinreichender Dünne herstellen. Zwischen den Platten des Kondensators werden vorzugsweise drei Schichten Kraftpapier von 11,0, mm Dicke angebracht.
- In den Fällen, wo Zwischenschichten aus Papier zwischen den Kondensatorplatten vorgesehen werden, ist es mitunter vorteilhaft, das Papier mit wäßrigen Lösungen anorganischer Salze zu tränken, und zwar kann man die Behandlung mit Calciumsalzen oder Natriumphosphat vor- oder nach dem Zusammenbau des Kondensators vornehmen. Durch diese Vorbehandlung des Papiers wird der Leistungsfaktor des nachträglich mit Estern getränkten Kondensators herabgesetzt, ohne daß die sonstigen elektrischen Eigenschaften wesentlich geändert werden.
- Auch mit anderen festen Zwischenschichten als Papier lassen sich die Ester gemäß der Erfindung vereinigen, z. B. kann eine Aluminiumfolie benutzt werden, die auf chemischem Wege oder durch elektrolytische Behandlung oder durch eine Kombination beider Behandlungsweisen mit einer Schicht von Aluminiumoxyd überzogen worden ist.
- Bei der Verwendung von Phosphorsäureester kann man auch Gemische von diesen Stoffen und Paraffin benutzen. Man kann also z. B. bei ioo bis i50° C wechselnde ,Mengen von Paraffin, z. B. von a bis 75 o/., auflösen und mit dieser Lösung den Kondensator tränken. Derartige Gemische bieten den Vorteil, daß sie bei Erkalten fest werden und daß dadurch der Möglichkeit vorgebeugt wird, claß etwa <las Dielektrikuni ausläuft, Auch sichern solche Mischungen den Zusammenhang innerhalb des Kondensators. Statt des Paraffins kann man auch andere wachsartige Stoffe benutzen, wie Karnaubawachs oder auch Schellack.
- Die Imprägnierung des Kondensators kann in üblicher Weise erfolgen, bei Kondensatoren mit Papierzwischenschichten z. B. so, daß der Kondensator zunächst getrocknet wird und daß dann das Tränkmittel hinzugefügt wird. Sowohl die Trocknung wie die Tränkung werden am besten im Vakuum vorgenommen. Man kann auch die Kondensatoren in die hocherhitzte Tränkmasse tauchen, und, wenn eine Nachbehandlung mit Paraffin erwünscht ist, eine solche nachträglich vornehmen.
- Ein mit Paraffin nachbehandelter Kondensator obergenannter Abmessungen besitzt einen Leistungsfaktor vön rund 6 bis io °/o gegenüber rund io bis 12 % eines gleichen Kondensators mit Kraftpapier.
Claims (1)
- FATENTANSPRUCHE: i. Elektrischer Flüssigkeitskondensator, gekennzeichnet durch ein flüssiges Dielektrikum aus Estern mit hoher Dielektrizitätskonstante, insbesondere Phosphorsäureester, - Phthalsäureester, Glycerintriacetat, gegebenenfalls gemeinsam mit anderen Nichtleitern. z. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum über Fullererde oder ähnliche Absorptionsmittel filtrierte Ester dienen. 3. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i und z, gekennzeichnet durch die Verwendung von Phosphorsäureestern, insbesondere Trikresylphosphat, welche einer Vorbehandlung bei höheren Temperaturen unterworfen worden sind. 4. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i NS 3, gekennzeichnet durch die Verwendung von Zwischenschichten aus zuvor mit Salzlösungen getränktem und getrocknetem Papier. 5. Elektrischer Kondensator nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch Zwischenschichten aus Kraftpapier. 6. Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die filtrierten und gegebenenfalls mehrstündig auf io5 bis i65° erhitzten Ester für sich allein oder im Gemisch mit Paraffin als verfertigtem Dielektriku-m dienen. 7. Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachbehandlung in heißem Paraffin vorgenommen wird.
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DE602332C true DE602332C (de) | 1934-09-06 |
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DE (1) | DE602332C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE959037C (de) * | 1944-10-26 | 1957-02-28 | Siemens Ag | Elektrischer Durchfuehrungskondensator fuer Entstoerungszwecke |
DE1191911B (de) * | 1959-03-21 | 1965-04-29 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Elektrischer Kondensator mit ausbrennfaehigen Belegungen |
-
1931
- 1931-01-29 DE DEA60482D patent/DE602332C/de not_active Expired
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DE959037C (de) * | 1944-10-26 | 1957-02-28 | Siemens Ag | Elektrischer Durchfuehrungskondensator fuer Entstoerungszwecke |
DE1191911B (de) * | 1959-03-21 | 1965-04-29 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Elektrischer Kondensator mit ausbrennfaehigen Belegungen |
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