Elektrischer Kondensator. Die Erfindung hat einen elektrischen Kon densator zum Gegenstand mit mindestens einer metallischen Belegung, welche auf ein band förmiges Dielektrikum aufgedampft und so dünn ist, dass das Belagmetall bei einem Durchschlag um die Durchschlagstelle herum wegbrennt.
Bei Verwendung von Papier als Dielektri- kum für derartige Kondensatoren hat sich die starke Porosität dieses Stoffes als äusserst nachteilig erwiesen, weil das auf Papier bei spielsweise mit einer Schichtdicke von 0,1,u aufgedampfte Belagmetall auch in die Poren des Papiers eindringt und dadurch Spitzen bil det, welche eine starke Ionisierung zur Folge haben und dadurch die Lebensdauer der Kon densatoren verkürzen. Es gelang zwar,
diesen Nachteil wirksam zu bekämpfen durch einen vor der Metallisierimg auf die unebene Papier oberfläche aufgebrachten glättenden Überzug aus Lack. Auf diese Weise gelangte man zu einem einigermassen spitzenfreien Metallbelag und damit zu einem weitgehend ionisierungs- freien Metallpapierkondensator. Die Erfin dung zeigt .einen Weg, auf dem das gleiche Ziel mit andern Mitteln erreicht werden kann.
Cremäss der Erfindung ist die Metallisierung ohne glättende Zwischenschicht unmittelbar auf das Trägerdielektrikum aufgebracht und mit einem isolierenden Überzug versehen.
Durch die isolierenden Überzüge wird offen bar die die Ionisierung bewirkende Feldkon zentration insbesondere an den vom Träger- -...K..
dielektrikum weggerichteten Spitzen der "Me- tallbeläge unschädlich gemacht, während an den in das Dielektrikum hineinragenden Spit zen der Metallisierung keine schädliche Ioni- sierung auftritt, da diese Spitzen durch das Dielektrikum selbst abgedeckt sind.
Jeden falls wird durch die isolierenden Überzüge auf den Metallisierungen auf. wesentlich ein- faehere Weise eine ebensogute Wirkung erzielt wie durch Lackieren der dielektrischen Bän der vor der Metallisierung. Die isolierenden Überzüge selbst können dabei sehr dünn sein, wesentlich dünner als die erwähnten, bei den bekannten Kondensatoren verwendeten Lack schichten und z.
B. ebenfalls aus Lack, Quarz oder auch aus einem Oxyd eines Metalles be stehen. Alle diese Stoffe werden zweckmässig nach der Aufdampfung des Metallbelages selbst im gleichen Vakuiuugefäss und in dem selben Arbeitsgang auf das Belagmetall auf gedampft. Dadurch wird in der Herstellungs weise derartiger Kondensatoren gegenüber den mit vor der Metallisierung lackiertem Dielek- trikum ein wesentlicher technischer Fort schritt erzielt.
Dabei muss lediglich darauf geachtet wer den, dass die der Kontaktierung dienenden Ränder der metallischen Kondensatorbelegun- gen nicht auch von einem isolierenden über zug bedeckt werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegen stand dargestellt, -und zwar zeigt Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Wickelkondensator mit einem isolierenden -Überzug auf den Belegungen in schematischer Darstellung und Fig. 2 zwei Kurven, welche die Wirkung der isolierenden Überzüge veranschaulichen. Nach Fig. 1 ist ein Natronzellulosepapier- band 10 der Satinage A mit einem silberglän zenden 5 X 10-5 mm starken, z.
B. durch Auf dampfen aufgebrachten Zinkbelag 11 mit guten Ausbrenneigenschaften versehen. Auf dem Zinkbelag befindet sind ein als metalli sches Magnesium aufgedampfter 2 X 10-5 mm starker, fester Überzug 12 aus Magnesiiun- oxyd, der den der Kontaktierung dienenden Rand des Belages 11 freilässt.
Ein weiteres Papierband 20 mit -einem Zinkbelag 21 und einem -#uIagnesiiunoxydüberzug 22 ist mit dem Band 10 zu einem Wickelkondensator ver arbeitet, dessen Dielektrikum also aus den Papierbändern 10 und 20 und dessen Metall beläge aus den Zinkschichten 11 und 21 mit den Magnesiinnoxydüberzügen 12 und 22 be stehen.
Die in Fig. 2 wiedergegebenen Kurven ver anschaulichen die Abhängigkeit des Verlust faktors (tg ö) in Promille von der Feldstärke (E) in kV,lein bei einem ölgetränkten Konden sator nach Fig. 1 (Kurve 2) und bei einem ebenfalls ölgetränkten Kondensator, der sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch unterscheidet, dass seine Metallbeläge nicht mit Magnesiimioxyd überzogen sind ,(Kurve 1).
Wie aus den beiden Kurven hervorgeht, ist bei einer Feldstärke von beispielsweise 240 kV;cm der Verlustfaktor bei einem Kon densator nach Kurve 1 mehr als dreimal so gross wie bei einem Kondensator nach Kurve 2. (Die entsprechenden Werte sind in Fig. 2 durch gestrichelte Linien markiert.) Die neuen Kondensatoren können also mit einer viel grösseren Feldstärke ausgelegt werden als unter sonst gleichen Bedingungen ohne isolie renden Überzug auf den Metallbelägen.
Die Wirkung des Überzuges tritt natürlich nicht nur bei Kondensatoren mit auf Papier aufgedampften Metallbelägen ein. Die Un ebenheiten an der Oberfläche anderer dielek- trischer Stoffe, z. B. Kunststoff-Folien wie Polyäthylen, sind zwar weniger ausgeprägt, aber trotzdem noch vorhanden. Selbst bei einer anscheinend vollkommen ebenen Unter lage bedingt allein schon die Körnung des auf gebrachten Metallbelages eine wenn auch ge ringe Spitzenwirkung, welche durch einen iso lierenden Überzug unschädlich gemacht wer den kann.
Electric capacitor. The invention relates to an electrical capacitor with at least one metallic coating which is vapor-deposited onto a band-shaped dielectric and is so thin that the coating metal burns away in the event of a breakdown around the breakdown point.
When using paper as the dielectric for capacitors of this type, the high porosity of this substance has proven to be extremely disadvantageous, because the covering metal, for example 0.1 which result in strong ionization and thus shorten the service life of the capacitors. Although it succeeded
this disadvantage can be effectively combated by a smooth coating of lacquer applied to the uneven paper surface prior to metallization. In this way, a metal coating that was to a certain extent free of peaks and thus a largely ionization-free metal paper capacitor was obtained. The invention shows a way in which the same goal can be achieved by other means.
According to the invention, the metallization is applied directly to the carrier dielectric without a smoothing intermediate layer and provided with an insulating coating.
The insulating coatings clearly reveal the field concentration causing the ionization, in particular at the areas from the carrier -... K ..
The tips of the metal coverings directed away from the dielectric are rendered harmless, while no harmful ionization occurs at the tips of the metallization protruding into the dielectric, since these tips are covered by the dielectric itself.
In any case, the insulating coatings on the metallizations will apply. It is much easier to achieve an effect that is just as good as by painting the dielectric strips before the metallization. The insulating coatings themselves can be very thin, layers much thinner than the paint mentioned, used in the known capacitors and z.
B. also be made of lacquer, quartz or an oxide of a metal. All of these substances are expediently vaporized onto the metal covering itself in the same vacuum vessel and in the same operation after the vapor deposition of the metal covering. As a result, a significant technical progress is achieved in the production of such capacitors compared to the dielectric coated before the metallization.
It is only necessary to ensure that the edges of the metallic capacitor coverings used for contacting are not covered by an insulating overlay.
In the drawing, the subject matter of the invention is shown - namely, Fig. 1 shows a partial section through a wound capacitor with an insulating coating on the coverings in a schematic representation and Fig. 2 shows two curves which illustrate the effect of the insulating coatings. According to Fig. 1 is a soda cellulose paper tape 10 of the satin A with a silver gloss zenden 5 X 10-5 mm thick, z.
B. provided by on vapor applied zinc coating 11 with good burnout properties. Located on the zinc coating is a 2 × 10-5 mm thick, solid coating 12 made of magnesia oxide which is vapor-deposited as metallic magnesium and leaves the edge of the coating 11 used for contacting free.
Another paper tape 20 with a zinc coating 21 and a - # uIagnesiiunoxydüberzug 22 is ver works with the tape 10 to form a wound capacitor whose dielectric is made of the paper tapes 10 and 20 and whose metal coatings are made of the zinc layers 11 and 21 with the magnesium oxide coatings 12 and 22 exist.
The curves shown in Fig. 2 illustrate the dependency of the loss factor (tg ö) in per thousand on the field strength (E) in kV, lein for an oil-soaked capacitor according to Fig. 1 (curve 2) and for a capacitor also oil-soaked, which differs from that according to FIG. 1 only in that its metal coatings are not coated with magnesia (curve 1).
As can be seen from the two curves, with a field strength of, for example, 240 kV; cm, the loss factor for a capacitor according to curve 1 is more than three times as large as for a capacitor according to curve 2. (The corresponding values are indicated by dashed lines in FIG Lines marked.) The new capacitors can therefore be designed with a much greater field strength than under otherwise identical conditions without an insulating coating on the metal coverings.
The effect of the coating does not only apply to capacitors with metal coatings vapor-deposited on paper. The unevenness on the surface of other dielectric materials, e.g. B. Plastic films such as polyethylene are less pronounced, but still present. Even with what appears to be a perfectly level surface, the grain size of the applied metal coating alone results in a top-notch effect, albeit a small one, which can be rendered harmless by an insulating coating.