Kondensator. Die Erfindung bezieht sich auf einen Kon densator, dessen zwischen die leitenden Bele gungen eingeschlossenes Dielektrikum aus mehreren mit einem Isoliermittel imprägnier ten Isolierstoffschichten aufgebaut ist.
Es ist. bekannt, dass der Belastbarkeit solcher Kondensatoren dadurch eine Grenze gesetzt ist, dass zufolge Ionisationserschei- nungen im Imprägniermittel der Isolierstoff- schichten Durchschläge zwischen den Bele gungen auftreten. Erfahrungsgemäss gehen derartige Zerstörungen in erster Linie von den innerhalb des Dielektrikums liegenden Rändern der Belegungen aus.
Eine bedeu tende Erhöhung des für die Zerstörung des Kondensators kritischen Spannung lässt sich, wie Versuche gezeigt haben, dadurch erzielen, dass die an den kritischen Stellen aus den Belegungen austretenden Feldlinien gezwun gen werden, vorerst unmittelbar eine Isolier- atoffschicht zu durchsetzen, um erst an schliessend nach Austritt aus dieser Isolier stoffschicht in das Imprägniermittel zu ge langen. Diese Isolierstoffschicht ist in der Folge stets als Isolierstoffhülle bezeichnet, zur Unterscheidung von den übrigen Isolier stoffschichten, welche das Dielektrikum zwi schen den Belegungen bilden.
Die Erfindung kennzeichnet sich daher dadurch, dass die innerhalb des Dielektrikums sich befindenden Ränder der leitenden Bele- gungen sowie wenigstens die eine Oberfläche dieser Belegungen über mindestens ihre ganze aktive Länge mit. einer unmittelbar anliegenden Isolierstoffhülle überzogen sind.
Die Erfindung sei nachstehend mit Hilfe von Ausführungsbeispielen an Hand der bei gelegten Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt. ein erstes Ausführungsbei spiel mit einseitig aus dem Dielektrikum aus tretenden Belegungen, und Fig. ? stellt eine Variante dieses ersten Ausführungsbeispiels dar, mit beidseitig im Dielektrikum endenden Belegungen.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbei spiel mit einseitig aus dem Dielektrikum aus tretenden Belegungen, und Fig.4 stellt eine Variante dieses Aus führungsbeispieles dar.
Das erste Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 zeigt sämtliche aufeinanderliegenden Schichten, wie sie in einer Wickelmaschine in bekannter Weise zu einem Kondensator wickel verarbeitet werden. Die Schichten, deren Dicke zwischen einigen f, und etwa einhundert u variiert, sind zur Verdeutlichung der Zeichnung stark vergrössert dargestellt.
Mit B1 und B2 sind die beiden verschie- denpoligen leitenden Belegungen bezeichnet. Die durchgehenden, mit einem Isoliermittel (nicht gezeichnet) imprägnierten Isolierstoff schichten D bilden das Dielektrikum zwi schen den Belegungen.
Die Ränder der Belegungen, welche inner halb des Dielektrikums liegen, sowie die eine Oberfläche der Belegungen sind über ihre ganze aktive Länge, d. h. über die Strecke L zwischen den beiden Grenzen a-a unmittel bar mit einer Isolierstoffhülle J (schraffiert gezeichnet) überzogen.
Die an der kritischen Stelle aus den Belegungen austretenden elek trischen Feldlinien E (strichpunktiert darge stellt an einem Rand der Belegung B1) ge langen somit direkt in die Isolierstoffhülle J und erst von dort in das Imprägniermittel, welches sich überall zwischen den Isolierstoff schichten<I>D,</I> also auch im Raume<I>H</I> befindet.
Soll der Kondensatorwickel durchwegs gleiche Schichtdicke aufweisen, so sind die Schenkel J, der Isolierstoffhüllen beispiels weise bis zur Linie b-b zu verlängern.
Den Vorteil gleicher Schichtdicke erzielt man na türlich auch dann, wenn die Schenkel J1 und J2 über die Linie b-b bzw. a-a hinaus ver längert werden, und zwar beispielsweise bis zu den Rändern der durchgehenden Isolier stoffschichten D oder noch darüber hinaus. Diese Varianten sind in Fig. 1 durch ge kreuzte Schraffur dargestellt.
Fig. 2 zeigt eine Variante des ersten Aus führungsbeispiels für einen Kondensator, des sen Belegungen B, und B2 beidseitig im Di- elektrikum enden. Die Bezugszeichen ent sprechen denjenigen von Fig. 1. Die Isolier stoffhülle J bedeckt ausser den Rändern der Belegungen die eine Belegungsoberfläche ganz und die andere, wenn eine gleichmässige Schichtdicke erwünscht ist, ebenfalls ganz.
Ist eine gleichmässige Schichtdicke nicht nö tig, bzw. eine Randverdickung erwünscht, so sind die Schenkel J3 und J4 beispielsweise nur bis zur Stelle A zu führen; das gekreuzt schraffierte Stück J., ist somit wegzulassen.
Fig. 3 stellt das zweite Ausführungsbei spiel dar, bei welchem die Belegungen B,. und B2 als leitende Schicht auf den Innen flächen einer gefalteten Isolierstoffhülle J aufgebracht sind, wobei ausser der engeren Umgebung der Falte F, von welcher beide Schenkel F1 und F2 mit der leitenden Schicht versehen sind, auch die ganze Innenfläche des einen Schenkels Ji der Isolierstoffhülle mit der leitenden Schicht bedeckt ist.
Zur Verstärkung der leitenden Belegung empfiehlt es sich auch, die ganze Innenseite des Schenkels J2 mit der leitenden Schicht zu versehen (in Fig. 3 durch die punktierte Schicht dargestellt), wobei diese Variante den Vorteil durchwegs gleicher Schichtdicke be sitzt.
In die den Falten F gegenüberliegenden Ränder der Belegungen werden vorzugsweise mit den Belegungen leitend verbundene Me tallfolien R eingelegt, welche aus den durch gehenden Isolierstoffschichten D herausragen und zum Anschluss der Belegungen B1 und B2 an die Kondensatorklemmen dienen.
Eine Variante des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 3 ist in Fig. 4 gezeigt, und zwar ist in diesem Falle der eine Schenkel J2 der gefalteten Isolierstoffhülle verkürzt ausge bildet, so dass nun der Schenkel J1 von der Falte bis zum Rande des Dielektrikums reicht.
Eine solche Anordnung erlaubt eine Ver dickung des Randgebietes, die in vielen Fällen erwünscht sein kann. (Schweizer Patent Nr. 253829). Verlängert man die Schenkel J2 beispielsweise bis zur Linie a-a, welche nicht unbedingt in der Kondensatormitte zu liegen braucht, so erhält man dadurch eine An ordnung (nicht gezeichnet) mit durchwegs gleicher Schichtdicke mit dem Vorteil der Materialersparnis gegenüber der Anordnung gemäss Fig. 3.
In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 und 2 lässt sich die Isolierstoffhülle auf die leitende Belegung vorteilhaft aufspritzen oder aufgiessen. Es, ist auch möglich, die Bele gung durch den flüssigen Isolierstoff zu ziehen und nach erfolgter Trocknung der Wickel maschine zuzuführen.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig.3 und 4 lässt sich vorteilhaft verwirklichen, in dem die leitende Schicht auf die Isolierstoff hülle in geeigneter Breite vor der Faltung auf gespritzt oder aufgedruckt bzw. chemisch aufgebracht wird. Selbstverständlich lässt sich die leitende Schicht in Form einer Metall folie auch aufkleben, wobei der sich ver festigende Klebstoff selbst zur Isolierstoff hülle wird, wobei allerdings vorauszusetzen ist, dass die elektrische Festigkeit des Kleb stoffes diejenige des Imprägniermittels über trifft.
Der beschriebene Kondensator lässt sich ausser für Wickelkondensatoren jeder Art auch für Stapelkondensatoren verwenden und ist in keiner Weise an die Anzahl der durchgehenden Isolierstoffschichten D ge bunden.
Capacitor. The invention relates to a Kon capacitor, the dielectric enclosed between the conductive Bele conditions is composed of several layers of insulating material impregnated with an insulating agent.
It is. It is known that the load capacity of such capacitors is limited by the fact that, as a result of ionization phenomena in the impregnating agent of the insulating material layers, breakdowns occur between the layers. Experience has shown that such damage primarily originates from the edges of the coverings lying within the dielectric.
As tests have shown, a significant increase in the voltage that is critical for the destruction of the capacitor can be achieved by forcing the field lines emerging from the coverings at the critical points to immediately pass through an insulating layer in order to begin finally, after exiting this layer of insulation, to ge into the impregnating agent. This layer of insulating material is always referred to as the insulating material sheath in the following, to distinguish it from the other layers of insulating material which form the dielectric between the coverages.
The invention is therefore characterized in that the edges of the conductive coverings located within the dielectric and at least one surface of these coverings have at least their entire active length. are covered by a directly adjacent insulating sleeve.
The invention will be explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 shows. a first Ausführungsbei play with one side from the dielectric from emerging assignments, and Fig.? represents a variant of this first exemplary embodiment, with coatings ending in the dielectric on both sides.
Fig. 3 shows a further Ausführungsbei game with one side of the dielectric emerging from coverings, and Fig. 4 shows a variant of this exemplary embodiment from.
The first embodiment according to FIG. 1 shows all the layers lying on top of one another, as they are processed in a known manner in a winding machine to form a capacitor winding. The layers, the thickness of which varies between a few f and about one hundred u, are shown greatly enlarged to clarify the drawing.
The two different-pole conductive assignments are designated with B1 and B2. The continuous insulating material layers D impregnated with an insulating agent (not shown) form the dielectric between the coverages.
The edges of the coatings, which are within half of the dielectric, and one surface of the coatings are over their entire active length, i.e. H. Over the distance L between the two borders a-a immediately covered with an insulating sleeve J (shown hatched).
The electrical field lines E emerging from the coverings at the critical point (dash-dotted lines represent at one edge of the coverings B1) thus reach the insulating material envelope J and only from there into the impregnating agent, which is layered everywhere between the insulating material <I> D, </I> is also located in the space <I> H </I>.
If the capacitor winding is to have the same layer thickness throughout, the legs J, of the insulating material sheaths, for example, are to be extended to line b-b.
The advantage of the same layer thickness is of course also achieved if the legs J1 and J2 are extended beyond the line b-b or a-a, for example to the edges of the continuous insulating material layers D or even beyond. These variants are shown in Fig. 1 by GE crossed hatching.
FIG. 2 shows a variant of the first exemplary embodiment for a capacitor, whose assignments B and B2 end on both sides in the dielectric. The reference numerals correspond to those of FIG. 1. The insulating material cover J covers, except for the edges of the coverings, the one covering surface entirely and the other, if a uniform layer thickness is desired, likewise completely.
If a uniform layer thickness is not necessary or a thickening of the edge is desired, the legs J3 and J4 are only to be led up to point A, for example; the crosshatched piece J. must therefore be omitted.
Fig. 3 shows the second game Ausführungsbei, in which the assignments B ,. and B2 are applied as a conductive layer on the inner surfaces of a folded insulating sleeve J, with the entire inner surface of one leg Ji of the insulating sleeve in addition to the closer vicinity of the fold F, of which both legs F1 and F2 are provided with the conductive layer the conductive layer is covered.
To strengthen the conductive coverage, it is also advisable to provide the entire inside of the leg J2 with the conductive layer (shown in Fig. 3 by the dotted layer), this variant having the advantage of consistently the same layer thickness be.
In the edges of the coverings opposite the folds F, metal foils R that are conductively connected to the coverings are preferably inserted, which protrude from the continuous insulating layers D and serve to connect the coverings B1 and B2 to the capacitor terminals.
A variant of the embodiment according to FIG. 3 is shown in FIG. 4, namely in this case the one leg J2 of the folded insulating sleeve is shortened so that the leg J1 now extends from the fold to the edge of the dielectric.
Such an arrangement allows a thickening of the edge area, which may be desirable in many cases. (Swiss Patent No. 253829). If you extend the legs J2, for example, to the line a-a, which does not necessarily have to be in the middle of the capacitor, you get an arrangement (not shown) with consistently the same layer thickness with the advantage of material savings compared to the arrangement according to FIG.
In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the insulating material sheath can advantageously be sprayed or poured onto the conductive coating. It is also possible to pull the occupancy through the liquid insulating material and feed it to the winding machine after it has dried.
The embodiment according to FIGS. 3 and 4 can advantageously be realized in that the conductive layer is sprayed or printed on or chemically applied to the insulating material sheath in a suitable width before folding. Of course, the conductive layer can also be glued on in the form of a metal foil, the hardening adhesive itself becoming the insulating material, although it must be assumed that the electrical strength of the adhesive exceeds that of the impregnating agent.
The capacitor described can also be used for stacked capacitors in addition to wound capacitors of any kind and is in no way tied to the number of continuous layers of insulating material D.