AT297173B - Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators mit Kunststoffolie als Dielektrikum - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators mit Kunststoffolie als Dielektrikum 
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators, dessen Dielektrikum aus Kunststoffolien besteht, insbesondere Wechselspannungskondensator, bei dem   der Kondensatorkörper   bei einer Temperatur imprägniert wird, bei der die Kunststoffolien prak- 
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   Elektrische Kondensatoren, insbesondere solche für Wechselspannungsbetrieb, werden 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 porösem Papier sehr viele, bei Kunststoffolien   verhältnismässig-wenige-die genau wiederLuftspaltzwischen   Belegung und Dielektrikumsfolie mit Imprägniermittel ausgefüllt werden müssen. 



     Die Durchschlagsfestigkeit der Imprägniermittel istgegenüber   derjenigen von Kunststoffolien gering. 



  Wird darum eine gewisse Feldstärke im Kondensator überschritten, so finden in der   Imprägniermasse,   besonders im Spalt zwischen Belegung und Dielektrikumsfolie, Teildurchschläge statt. Von der Imprägniermasse (z. B. Isolieröl) wird dabei Gas abgespalten. Es entstehen   gasgefüllte   Hohlräume, in denen Sprühentladungen zu weiterer Gasbildung und schliesslich zur Zerstörung des Kondensators führen. 



   Die im elektrischen Feld befindliche und als Dielektrikum wirkende Imprägniermasse ist also bezüglich der Durchschlagsfestigkeit die schwächste Stelle im Kondensatordielektrikum. 



   Im Stammpatent sind Massnahmen beschrieben, welche den vom Imprägniermittel ausgefüllten Spalt möglichst weitgehend beseitigen. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einem Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators, dessen Dielektrikum aus Kunststoffolien besteht, insbesondere Wechselspannungskondensator, der Kondensatorkörper bei einer Temperatur imprägniert wird, bei der die Kunststoffolien praktisch nicht angequollen werden, und dass die Kunststoffolien nach der Imprägnierung bei erhöhter Temperatur angequollen werden. 



   Für jedes System von quellbarem   Kunststoffdielektrikum   und Imprägniermittel besteht eine bestimmte maximale Quellung. Diese Quellung sollte ausreichen, um den gesamten Spalt auszufüllen. 



  Anderseits kann man den Spalt durch die Wickelhärte des Kondensators beeinflussen. Mit zunehmender Wickelhärte wird der Spalt enger. Die Wickelhärte lässt sich aber nicht beliebig erhöhen, da der Spalt sonst so eng wird, dass Imprägnierschwierigkeiten entstehen. Es wird deshalb eine Mindestquellung jeder quellbaren Dielektrikumsfolie von 0,   11 gefordert.   



   Durch die Quellung der Kunststoffolien können Schwierigkeiten beim Imprägnieren auftreten. Sobald 

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 das Imprägniermittel in die Stirnseiten des Kondensators einfliesst, beginnt dort die Quellung. Dadurch wird der Spalt verengt und das Nachfliessen von Imprägniermittel praktisch unterbunden.

   Die Quellung darf also erst dann voll zur Wirkung kommen, wenn der Kondensator bereits voll durchimprägniert ist.
In zweifacherweise lässt sich das Zusammenspiel   vonimprägniergeschwindigkeit   und Quellgeschwindigkeit so steuern, dass immer eine gute Durchimprägnierung gewährleistet ist : Erstens lässt sich der Im- prägniervorgang durch die Temperatur beeinflussen, denn die Quellgeschwindigkeit und die Viskosität des Imprägniermittels sind   temperaturabhängig ;   man muss also eine Imprägniertemperatur suchen, bei der die Quellung im Vergleich zur Fliessgeschwindigkeit des Imprägniermittels im Spalt langsam ver- läuft. Zweitens kann man auf den Imprägniervorgang durch die Wickelhärte, also über die Luftspaltdicke, einen Einfluss ausüben. 



   Da die Quellgeschwindigkeit und Fliessgeschwindigkeit in den Spalten in ihren Wirkungen sich ent- gegenstehen, nehmen die Imprägnierschwierigkeiten mit zunehmender Wickellänge beträchtlich zu.
Längere Wickel brauchen erheblich längere   Imprägnierzeiten,   so dass die Quellung am Wickelanfang schon zu stark fortgeschritten ist, ehe die Durchimprägnierung beendet ist. Genauere Untersuchungen der Quellung bei Kunststoffolien hatten zum Ergebnis, dass nicht nur die Quellgeschwindigkeit von der
Temperaturhöhe beeinflusst wird, sondern auch die Stärke der Quellung. Einige Werte sind für Poly- propylenfolien folgender Tabelle zu entnehmen. 
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<tb> 
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  Temperatur <SEP> 200C <SEP> 400C <SEP> 750C <SEP> 950C <SEP> 1250C <SEP> 
<tb> Dauer <SEP> des
<tb> Quellvorganges <SEP> 150 <SEP> min <SEP> 70 <SEP> min <SEP> 70 <SEP> min <SEP> 70 <SEP> min <SEP> 70 <SEP> min
<tb> relative
<tb> Dickenzunahme <SEP> 3% <SEP> 4% <SEP> 7% <SEP> 11% <SEP> 20%
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 Zerfallsprodukte und vermögen ausserdem Kunststoffe anzuquellen. Derartige Imprägniermittel sind deshalb für regenerierende Kondensatoren vorteilhaft. Als vorteilhafte Silikonöle erweisen sich Methylsiloxane und Phenylmethylsiloxan. 



   Auch reine Kohlenwasserstoffe, wie Polyisobutylen und Dodecylbenzol, erweisen sich bei der Erfindung als brauchbar. 



   An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Zwischen den Oberflächen einer quellbaren   Folie --1-- und   einer nicht quellbaren   Folie--2--,   die die Belegung oder eine weitere Dielektrikumsfolie sein kann, bilden sich Hohlräume und   Spalte --3-- aus.   die beim Imprägnieren ganz oder teilweise mit Imprägniermittel angefüllt sind. Beim Quellen der   Folie --1-- werden   die aus der Oberfläche der Folie --2-- ragenden Kuppen und   Spitzen --4-- flachgedrückt.   Die Oberflächen der 
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   Als besonders im Sinne der Erfindung quellbares Dielektrikum erweist sich Polypropylen. 



   Die Erfindung ist geeignet für regenerierende Kondensatoren. Eine bevorzugte Anwendung findet die Erfindung bei Kondensatoren,   derenDielektrikum   aus selbständigen Kunststoffolien besteht und bei denen eine beidseitig metallisierte Isolierstoffeinlage als Belegung dient. Die Isolierstoffeinlage kann   z. B.   aus Papier bestehen und liegt während des Betriebes im feldfreien Raum.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : EMI3.5 einer Temperatur imprägniert wird, bei der die Kunststoffolien praktisch nicht angequollen werden, und bei dem die Kunststoffolien nach der Imprägnierung bei erhöhter Temperatur angequollen werden, nach PatentNr. 181219.dadurchgekennzeichnet,dassderkondensatormitMineralölodersilikon- öl oder fluoriertem Kohlenwasserstoff imprägniert wird.