DD151238A5 - Elektrischer kondensator und hochspannungs-phasenschieberkondensator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein verbessertes dielektrisches System fuer einen Leistungskondensator, das die Kombination von Elektrodenfolien mit einem erhabenen Gruebchenmuster auf ihren Oberflaechen und nur Polypropylenfilm als Dielektrium aufweist, wobei der Polypropylenfilm ein Textur- oder Fasergefuegemuster auf einer Oberflaeche aufweist.

Description

'2 1 9 ι & U Berlin, den 1.8.1980

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Elektrischer Kondensator -und Hochspannungs-Phasenschieberkondensator

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung "betrifft eine verbesserte Aluminiumfolie von Kondensatorqualität und einen verbesserten Kondensator, der sie enthält; sie betrifft insbesondere einen mit einem dielektrischen Fluid gefüllten Kondensator, v/orin dielektrische Streifen aus einem festen Kunstharz und Folienelektrodestreifen wechselseitig einander entsprechende aufgerauhte und gemusterte Grenz- bzw. Berührungsflächen aufweisen, die ihre Abstandsbeziehungen stabil halten und das Eindringen des Fluids dazwischen erleichtern.

Chareicteristik'der bekannten technischen Lösungen

Mit Fluid durchtränkte Kondensatoren, die aus abwechselnden Elektrodenfolie- und Kunstharzfilmstreifen aufgebaut sind, die in Form einer engen Wicklung aufgewickelt sind, waren bisher schwierig mit dielektrischem Pluid zu durchtränken bzw. zu imprägnieren; obwohl man nämlich eine Kondensatorwicklung mit einer gewissen Lockerheit aufwickelt, die man als Wicklungsfaktor bzw. Abstandsfaktor bezeichnet, muß das Pluid nicht nur in die Wicklung von ihren Enden her eindringen, sondern ferner die Grenzflächen zwischen den Filmstreifen, die zusammenkleben, und zwischen den FiIm- und Foliestreifen durchdringen, die auch zusammenkleben* Um dieses bekannte und allgemeine Problem zu überwinden, wurden eine Anzahl von Lösungen vorgeschlagen, die komplexe Durchtränkungsarbeitsgänge und das Aufrauhen der Folien- und/

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oder Filmoberflächen durch verschiedene Oberflächenverfonnungsmethoden betreffen, einschließlich mechanischer und chemischer Methoden, wie z. B. das Prägen, Schleifen und Überziehen von Folie und Ätzen von PiIm₀

Die Probleme, die bei diesen Lösungsversuchen auftraten, waren zahlreich, und reichen von einer schlechten Gesamtdurchtränkung mit Fluid und schlechten Ergebnissen elektrischer Prüfungen, unerwünschter Dickenzunahme der Kondensatorwicklung ohne Wechselbeziehung zum benötigten Wicklungsfaktor des Kondensators bis zur schlechten 7/irt schaft lic hkeit wegen der benötigten zusätzlichen Verarbeitung. IToch wichtiger ist, daß die Verläßlichkeit und Reproduzierbarkeit in den angemessenen elektrischen Prüfungen für Kondensatoren, die man mit üblichen Herst ellung sine t ho den hergestellt hatte, durch diese genannten Lösungsversuche verschlechtert wurden«

Ziel der Erfindung;

Ziel der Erfindung ist es, die mangelhafte Zuverlässigkeit und schlechte Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung zu vermeiden«

Darlegung; des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kondensator zu schaffen, bei dem die Gesamtdurchtränkung mit Fluid gesichert ist, der wirtschaftlich hergestellt und zuverlässig geprüft werden kann_e

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß man die genannten Probleme überwinden oder gering halten kann, indem man in Wicklungsform einen Polypropylenfilm mit spezieller einzig-

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artiger Oberfläche auch als "Trübfilm" bezeichnet und eine Metallelektrodenfolie mit speziell gemusterter Oberfläche zusammen aufwickelt· Diese Kombination erleichtert bei Anwendung von bevorzugtem Pluid die Durchdringung einer Wicklung mit Pluid und ergibt einen verbesserten, stabileren Kondensator mit einem gleichmäßigen Wicklungsfaktor, worin ein Kunstharzfilm, ζ. Β» ein Polypropylenfilm, das einzige Dielektrikum zwischen den Polienelektroden ist*

Der erfindungsgemäße elektrische Kondensator, der ein Gehäuse mit elektrischen Anschlüssen darauf und eine oder mehrere Kondensatorwicklungen in dem Gehäuse, die mit den Anschlüssen verbunden sind, und ein dielektrischen Pluid im Gehäuse aufweist, das die Wicklungen durchtränkt, ist dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination miteinander

a) die Wicklung ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten (metallischen Elektrodenvollstreifen) metallischen Elektrodenfoliestreifen und ein Dielektrikum dazwischen aufweist, das nur aus einem Kunstharz besteht und mindestens einen Kunstharzstreifen umfaßt;

b) die Elektrodenfoliestreifen ein Doppelmuster von fortlaufenden gleichmäßigen grübchenartigen Strukturen aneinander angrenzend auf ihrer Oberfläche aufweisen;

c) die grübchenartigen Strukturen eine Poliendicke,

die etwa das 2- bis 10-fache der ursprünglichen Dicke beträgt, vor dem Aufwickeln in der Wicklung ergeben;

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ά) der Kunstharzstreifen Polypropylen enthält oder daraus besteht und auf einer seiner Oberflächen eine aufgerauhte Textur aufweist, die einen Filmwicklungsfaktor von mehr als etwa 3»0 % ergibt; und

e) das Fluid aus der aus Estern und Kohlenwasserstoffen bestehenden Gruppe ausgewählt ist*.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Anzahl der Grübchen mehr als etwa 100 pro 2,54 cm Folienlange und die Tiefe der Grübchen ist im wesentlichen gleich ihrem Basisdurchmesser«

Das Fluid enthält zweckmäßig einen Ester als einen Bestandteil*

Es kann auch ein Fluid mit einem Kohlenwasserstoff von Vorteil sein*

Der elektrische Kondensator nach der vorliegenden Erfindung weist ein Dielektrikum mit einem Paar Polypropylenfilmstreifen auf, deren jeder eine aufgerauhte Oberfläche und eine glatte Oberfläche aufweist und die derart angeordnet sind, daß eine rauhe Oberfläche einer glatten Oberfläche benachbart ist«.

Der als Fluid verwendete Kohlenwasserstoff enthält Diarylalkan oder besteht daraus«

Es kann auch von Vorteil sein, daß der Kohlenwasserstoff ein Isopropy!diphenyl enthält oder daraus besteht«

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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, daß

a) die Wicklung ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Aluminiumfolieelektroden und ein Dielektrikum dazwischen aufweist, das nur aus einem Kunstharz besteht und ein Paar von benachbarten Polypropylenfilmstreifen aufweist, deren jeder Oberflächenunregelmäßigkeiten auf seiner einen Oberfläche aufweist, und wobei die Unregelmäßigkeiten einen Filmwicklungsfaktor von etwa 10 bis 30 % ergeben;

b) die Elektrodenfoliestreifen ein Doppelgrübchenmuster auf jeder Oberfläche von sehr kleinen, in engem Abstand voneinander angeordneten Grübchen aneinander angrenzend auf seinen Oberflächen aufweist;

c) die Grübchen eine Foliendicke ergeben, die das2- bis 5-fache der ursprünglichen Dicke von 6 ^um der Folie vor den Aufwickeln auf die Wicklung beträgt·

Der Wicklungsfaktor des zusammengebauten und durchtränkten Kondensators gemäß-der Erfindung beträgt dabei etwa 5 bis 10 %»

Die Grübchen können auch vorteilhaft in einem im wesentlichen fortlaufenden Muster von etwa 100 bis 500 Grübchen pro laufenden 2,54 cm der Elektrodenfolie angeordnet sein«

Es kann auch zweckmäßig sein, daß die Aluminiumfolie-Elektroden, die eine glatte und eine mattierte Oberfläche aufweisen, derart in der Wicklung angeordnet sind, daß eine glatte Oberfläche einer mattierten Oberfläche gegenüberliegt,

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und daß ein Filmstreifen seine rauhe Oberfläche benachbart zu einer glatten Oberfläche eines nächsten Poliestreifens angeordnet ist«

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung v/erden die inneren und äußeren Oberflächen der Grübchen durch die Wechselwirkung von Stahlgrübchen oder Stahlhö'ckern auf einer Walze geglättet, die die Polie in eine Kunststoffwalze in gleitender Beziehung eindrücken, die durch das Herausziehen der Polie zwischen den genannten Walzen wirkt wird.

Ein erfindungsgemäßer Hochspannungs-Phasenschieberkondensator, der auf 50 bis 400 kvar bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) er ein Gehäuse mit elektrischen Anschlüssen darauf und eine oder mehrere Kondensatorv/icklungen im Gehäuse aufweist, die mit den Anschlüssen verbunden sind;

b) er ein dielektrisches Pluid im Gehäuse aufweist, das die Wicklungen durchtränkt;

c) die Wicklungen ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Aluminiumfolie-Elektrodenstreifen mit einem oder mehreren Kunstharzstreifen dazwischen aufweisen;

d) die Kunstharzstreifen Unregelmäßigkeiten in Porm einer trüben Oberfläche aufweisen, die einen 3?ilmwicklungsfak~ tor von etwa 10 bis 30 % ergeben;

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e) die Elektrodenstreifen ein regelmäßiges Muster von erhabenen Grübchen auf jeder ihrer einander gegenüberliegenden Oberflächen aneinander angrenzend mit etv/a 100 bis etwa 500 Grübchen pro 2,54 cm Polienlänge auf ;jeder ihrer Oberflächen aufweisen;

f) die Tiefe der Grübchen und der Basisdurchmesser der Grübchen im wesentlichen einander entsprechen;

g) die Grübchen eine erhöhte Poliendicke von etwa der 2-bis 5-fachen ursprünglichen Foliendicke von weniger als etwa 6 Aim aufweisen·

Ausführungsbeispiel .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert« In den zugehörigen Beispielen zeigen:

Pig· 1: eine schematische Darstellung einer Kondensator-" wicklung in teilweise abgewickelter Porm, um die Anordnung von dielektrischem Film und Elektrodenfolie zu zeigen;

Pig. 2: eine Darstellung eines elektrischen Kondensators unter Verwendung einer einzigen Kondensatorwicklung gemäß Pig· 1;

Fig. 3: eine Darstellung eines Hochspannungs-Phasenschieberkondensators, bei dem eine Mehrzahl von Kondensatorv/icklungen gemäß Pig. 1 verwendet wird;

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Pig· 4: eine Aufsicht auf einen Abschnitt einer Folienelektrode, die die Musteranordnung der Elektrodenfolie zeigt j

Pig» 5i eine Querschnittsansicht in linearer Form einer gemeusterten Elektrodenfolie gemäß Fig. 4;

Fig. 6: eine schematische Darstellung der Anordnung von gemusterter Elektrodenfolie und Trübfilm in einer Glatt-Rauh-Beziehung als einziges Dielektrium in einem Kondensator;

Fig. 7: eine Modifizierung der Ausführungsform gemäß Figo 6, die die Anordnung von zwei Trübfilmstreifen in Rauh-Rauh-Oberflächenbeziehung zeigt;

Fig© 8i eine Modifizierung der Ausführungsform, gemäß ' Fig· 7, die die Anordnung von zwei Trübfilmstreifen in Glatt-Glatt- bzw* Kopf-Kopf-Beziehung zeigt;

Fig« 9: eine Modifizierung der Ausführungsform gemäß Fig» 6, die die Anordnung von drei Trübfilmstreifen in Glatt-Rauh-Beziehung zeigt;

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Pig· 10: eine Modifizierung der Ausführungsform gemäß Fig«, 6 mit einer gefalteten Folie;

Fig« 11: eine schematische Darstellung einer Wicklungseinrichtung zum Prägen einer Elektrodenfolie, die auf einer Kondensatorwickelvorrichtung bzw. Kondensatorv/icklungs-Wickelvorrichtung angeordnet ist;

Fig· 12: eine Modifizierung der Einrichtung von Fig·

Figur 1 zeigt eine Kondensatorwicklung 10 in teilweise abgewickelter Form. Die Wicklung 10 umfaßt ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Metallfolienstreifen-Elektroden 11 und 12 und dazwischenliegende Polypropylenfilmstreifen 13 tmd 14· Zusätzliche Polypropylenfilmstreifen 15 und 16 vervollständigen die Wicklung derart, daß Paare von Polypropylenfilmstreifen sich zwischen den Metallfolien-Elektrodenstreifen in der gesamten Wicklung befinden. Abgriffstreifen 17 und 18 führt man in die Wicklung 10 derart ein, daß sie den Elektrodenstreifen benachbart liegen und als elektrische Verbindungen für die Elektroden dienen.

Eine oder mehrere Kondensatorwicklungen 10 führt man in ein geeignetes Gehäuse ein, füllt das Gehäuse mit einem dielektrischen Fluid und läßt das Fluid in die Wicklung eindringen und sie durchdringen, so daß es sowohl die Zwischenräume zwischen den Wicklungswindungen als auch das Polypropylen selbst durchdringt. Ein derartiger Kondensator 19 ist in Figur 2 gezeigt, wo eine einzelne Wicklung 10 in einer Düse bzw. einem Be-

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sehen Fluid 21 (nicht gezeigt) gefüllt ist. Das Gehäuse 20 umfaßt ein Paar von elektrischen Anschlüssen 22 und 23» mit denen die Abgriffe 17 und 18 verbunden sind. Der Deckel 24, der mit dem Gehäuse 20 dicht verbunden ist, weist eine kleine Öffnung (nicht gezeigt) auf, die man zum Einführen des Fluids in das Gehäuse 20 verwendet und danach mit einem Lötmittel verschließt, das mit dem Lötmittel 25 dargestellt ist«

Ein weiterer Kondensator, den man als Leistungskondensator 26 bezeichnet, ist in Figur 3 gezeigt; auf diesen Kondensator ist die Erfindung besonders anwendbar« In Figur 3 weist der Kondensator 26 eine Mehrzahl von Wicklungen 10 auf, die man in einer oberen und einer unteren Reihe in einer Doppelpackungsbauart anordnen kann, wobei alle Wicklungen in das Fluid 21 eingetaucht sind. Der Behälter 20 kann 65,0 cm Höhe übersteigen, und die Wicklungen 10 können etwa 25,4 cm bis 30,5 cm Läiiße aufweisen· Die Wicklungen 10 weisen ferner Abgriffe 17 und 18 auf, die miteinander und mit den Anschlüssen 27 und 28 elektrisch verbunden sind. Wenn man eine Einzelpackung sbauart anwendet, bezeichnet man die Wicklungen als breite ¥/icklungen, und sie können etwa 60 cm oder mehr in der Länge aufweisen· Die Abgriffe 17 und 18 kann man weglassen, wenn man eine Ausbildung mit freiliegender Folie anwendet, worin jede Slektrodenfolie an ihren jeweiligen Enden der-Wicklung vorragte Die Folienwindungen an jedem Ende lötet man zusammen und stellt danach eine Verbindung zu den Anschlüssen 27 und 28 her.

Aufgrund der Enge der Windungen der Wicklungen 10 und weil die Metallfolie-Streifenelektroden eine im wesent-

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lichen undurchdringliche seitliche Barriere darstellen, muß das Fluid durch die Wicklungsenden 29 (Figur 1) bzw, 30 (Figur 3) eintreten· An diese Stelle neigen wegen der erhöhten Temperaturen, die man sowohl bei der Vakuumtrocknung der Wicklungen als auch beim Durchdringungsarbeitsgang angewandt hat, die überlappenden Polypropylenfilmstreifenkanten an den .Wicklungsenden dazu, zusammenzuschmelzen bzw. zusammen abzudichten als auch gegen die Elektrodenstreifen abzudichten und schwellen an, so daß sie dicht an den benachbarten Streifen anliegen, wenn sie Fluid absorbieren, und sie behindern derart das Eindringen des Fluids in die Wicklung·

Erfindungsgemäß ergibt die Kombination von Polypropylen Trübfilmstreifen und speziell gemusterten Metallfoliestreifen einen geregelten durchlässigen Abstandshalter und Wege zum Eindringen des Fluids in die Wicklungen 10 von den Wicklungsenden in einzigartiger und wirtschaftlicher Weise. Trübfilm ist in der US-Patentanmeldung Nr. 686 832 beschrieben.

Trübfilm umfaßt einen Polypropylenfilm, den man bei einer Herstellung eines geblasenen Rohrs erhält, bei der man die Temperaturen und Geschwindigkeiten derart regelt, daß der Polypropylenhalm bzw. das .Polypropylenrohr, das aus dem Extruder herauskommt, auf seiner äußeren Oberfläche eine fortlaufende und weitläufige (coextensive) gleichmäßige Schicht von Kristallstrukturen vorwiegend von Typ III aufweist, die man oft als ß-Kristalle bezeichnet. Ein darauffolgendes Aufblasen des Halms zu einer Blasenform ergibt Oberflächenunregelmäßigkeiten oder -krater, die man manchmal als

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Oberflächenfibrillen bezeichnet, und die sich vollständig über eine Oberfläche des Films erstrecken« Diese Fibrillen können sich ca. 2 bis 3 /um auf der Oberfläche des Basisfilms erheben. Demgemäß weist der erfindungsgemäße Trübfilm eine ziemlich aufgerauhte Oberfläche auf, und die gegenüberliegende Oberfläche kann man als glatt oder glänzend bezeichnen. Die Rauhigkeit kann man durch die ASTM-Tests D2457-70 oder D10003 messen, obwohl man eine Messung bevorzugt, die den offenen Raum einer rauhen Oberfläche (den Wicklungsfaktor) berücksichtigt. Diese unregelmäßige Oberflächentextur bzw« dieses unregelmäßige Oberflächenfasergefüge auf den Kondensatorfilmstreifen in den Wicklungen 10 ergibt einen Wicklungsfaktor in Form von Wegen für das Fluid zwischen einer benachbarten Folienelektrode und einem dielektrischen Streifen oder zwischen benachbarten dielektrischen Streifen und erleichtert das Eindringen des Fluids. Modifizierte Formen von Trübfilm kann man mit anderen Filmherstellungsmethoden erhalten, einschließlich der Zug- und Spannmethode (draft and tentering process) und der Filmgußmethode_β Obwohl man erfindungsgemäß andere Filme mit aufgerauhter Oberfläche-verwenden kann, sofern ihre Oberflächenrauhigkeit und ihr Wicklungsfaktor vernünftig denen von Trübfilm ähneln, bevorzugt man doch Trübfilm.

Trübfilm hat nicht nur einhohes Maß an Oberflächenunregelmäßigkeit sondern auch einen höchst wünschenswerten hohen Wicklungsfaktor« Der Wicklungsfaktor ist ein Ausdruck, der den gemessenen zusätzlichen Volumenanteil, beispielsweise eines gemessenen Volumens von Trübfilmstreifen bezeichnet, die man übereinander

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gelegt hat, im Vergleich zu dem gemessenen Volumen der gleichen Streifen ohne irgendeine Oberflächenrauhigkeit« Die gewünschte Rauhigkeit ist also mit einem maximalen Gipfel-Tal-Abstand bzw, Gipfel-Tal-Ausmaß bei weniger Gipfeln und Tälern verbunden (was einen hohen Wicklungsfaktor und eine hohe Durchtränkbarkeit ergibt) verglichen mit einer Maxiaalzahl von Gipfeln und Tälern geringerer Ausdehnung bzw. Dimensionen, die einen niedrigeren Wicklungsfaktor ergibt. Mit bekannten JTilmherStellungsbedingungen kann man die Oberflächenrauhigkeit empirisch zum Wicklungsfaktor in Beziehung setzen, indem man die Lichttransmission durch den PiIm mißt, beispielsweise mit ASTIi-Test D 10003, und die erhaltene Messung wird als Trübung ausgedrückt.

Die Verwendung von speziellen gemusterten Polienelektroden zusammen mit Trübfilm ergibt eine verbesserte durchtränkbare Kondensat or struktur. Obwohl die Kondensatorelektrodenfolien aus verschiedenen Metallen sein können, ist Aluminiumfolie das hauptsächliche derzeit verwendete Elektrodenmaterial. Im allgemeinen weisen diese Elektroden eine Dicke von etwa 5,0 bis 6,1 Jüm auf und sind aus weichem geglühtem bzw, vergütetem Aluminium. Es ist bekannt, die Oberfläche von Aluminiumelektroden in Kondensatorwicklungen aufzurauhen, um das Durchtränken der Wicklung zu erleichtern, z. B. durch Verformen, Ätzen, Abschleifen usw.; die US-PS 3 746 beschreibt eine derartige Methode. Viele derartige aufgerauhte Elektrodenfolien zeigten ernstliche Nachteile dahingehend, daß die Aufrauhungsmethoden unregelmäßige Erhebungen oder scharfe Kanten bildeten oder größere Durchbrechungen der Folie bewirkten, die scharfe Kanten ergaben, und die scharfen Kanten sind bereiche von Hochspannungsbelastung und Koronaentladung in einem Kondensator. Ferner verursachen diese scharfen Kanten ein Einschneiden in den benachbarten Polypropylenfilm, was die Durchschlagsfestigkeit

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des Films an dieser Stelle schwächt· Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß man bei Verwendung von Po lien, die, wie man glaubt, einen hohen Grad an Rauhigkeit in Anspruch nehmen, wie man sie mit Kräuselungs- und Riffelungsmethoden erhält, diese aufgerauhten Folien einen zu großen Wicklungsfaktor in der Wicklung aufrechterhalten«

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß eine verbesserte, einzigartig gemusterte und vorkonditionierte Folie die genannten Durchtränkungs- und Wicklungsfaktor-Probleme minimalisierto

In Figur 4 ist ein Ausschnitt einer Folienstreifenelektrode 11 gezeigt, der schematisch ein geprägtes und erhabenes Muster von grübchenähnlichen Vertiefungen 31 und Erhöhungen 32 zeigt. Das erhabene Grübchenmuster ist ein Muster, das gleichmäßig und entgegengesetzt auf beiden Seiten des Stoffes bezogen auf den Ausgangsstoff derart vorragt, daß die Gesamtdicke wesentlich größer ist als die ursprüngliche Dicke. Die Grübchenstruktur ist deutlicher in Figur 5 gezeigt« Figur 5 zeigt einen Querschnitt in linearer Form der Folie 11 von Figur 4© Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Grübchen miteinander identisch, haben einen einförmigen Querschnitt und erstrecken sich etv/a 12,7 yum von jeder Seite der Mittellinie des Folienstreifens· Jedes Grübchen hat einen Basisdurchmesser von weniger als etv/a 0,254 Aun und die Grübchen- bzwe Basismittelpunkte sind etv/a 0,508 yum voneiander entfernt, wie in Figur 4 gezeigt ist* Jedes Grübchen v/eist in seiner bevorzugten Ausführungsform eine kreisförmige Basis und fortschreitend abnehmende horizontale runde Querschnitte auf, die in einer abgerundeten oder eiförmigen Form begrenzt sind· Die Oberflächen, die die Grübchen begrenzen, sind glatt fließende krummlinige und fortlaufende Oberflächen von einem

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Grübchen, als Erhebung, zum nächsten Grübchen, als Vertiefung· Der vertikale Querschnitt nähert sich einer elektrischen Sinuswellenform an, was anzeigt, daß es keine scharfen Ecken oder Unterbrechungen der Kurvenlinie von der Oberfläche eines Grübchens zum anderen gibt. Andere Formen von krummlinigen Basen und Querschnitten kaiin man auch anwenden, sofern keine scharfen Ecken oder Grate vorliegen. Die beschriebene Kreisform ist nevorzugt. Dieser Vorzug beruht teilweise darauf, daß die Verformung des Polienstreifens zur Erzielung derart vieler Grübchen eine Methode umfassen kann, die tatsächlich die Polie glättet, poliert und verfestigt und sie für die Verwendung im Kondensator vorkonditioniert. Die beschriebene Polie wird als Polie mit einem Doppelgrübchenmuster bzw. Vollgrübchenmuster bezeichnet. Durch dieses Doppelgrübchenmuster wird die gesamte Kondensatoroberfläche der Polie in das Muster einbezogen, und es gibt keine' dazwischenliegenden im wesentlichen unverformten Bereiche. Das Muster wird als 100/100 oder 120/120 bezeichnet, was anzeigt, daß 200 bzw· 240 Grübchen pro laufende 2,54 cm Elektrodenfolie vorliegen· Die krummlinigen Oberflächen erstrecken sich also im wesentlichen fortlaufend über die Polie und sind nicht unterbrochen. Erfindungsgemäß kann man das Muster auf einen Wert von mehr als 120/120 ausdehnen, v/ie es die Bedingungen erlauben. Vorzugsweise weist jedoch jedes Grübchen die gleiche allgemeine Ausdehnung auf wie ein benachbartes Grübchen, so daß man ein regelmäßiges Muster mit Reihen von Grübchen erhält, die rechtwinklig zueinander stehen.

Die Struktur mit dem Doppelgrübchenmuster gemäß der Erfindung ergibt einen maximalen Raum zwischen benachbarten Streifen

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der Aluminiumfolie und den dielektrischen Filmstreifen bei einem minimalen Gesamtanstieg des Wicklungsfaktors. Dieses Merkmal erzielt man durch die einzigartige Struktur der Folie· Wie in Figur 5 gezeigt, erhöht die Kupplungsstruktur der Grübchen bedeutend die Dicke der Aluminiumfolie von einer ursprünglichen Dicke von etwa 5»5/um bis etwa 25,0^um« Das ist etwa fünfmal die ursprüngliche Dicke und eine Gesamtdicke, die man, wenn die Folie unzusammendrückbar oder starr wäre ^ nicht gut erfindungsgemäß anwenden könnte» Es ist ferner eine Eigenschaft, die man nicht leicht durch Ätzen, Riffeln oder Schleifen eines Aluminiumfoliestreifens erzielt* Gleichzeitig ergibt die mechanische Bogenstruktur der Grübchen eine gesteigerte oder geregelte Festigkeit gegen das Zusammendrücken und Auslöschen oder Abflachen der Grübchen, wenn man die Folie unter einer Wicklungsspannung zu einer Kondensatorwicklung aufwickelte Sie erlaubt jedoch ein beträchtliches Maß einer wünschenwerten Federung und Abflachung beim Aufwicklungsarbeit sgang, so daß trotz ihrer ursprünglichen Dicke die Kondensatorwicklung des Endprodukts sich innerhalb der Bauarttoleranzen (design tolerances) hält. Ein Dickenbereich ist erfindungsgemäß eine Zunahme auf das etwa 2- bis 5-fache der ursprünglichen Dicke, wobei eine bevorzugte Dicke das etwa 2- bis 3-fache der ursprünglichen Dicke beträgt· Die Metallelektrode gemäß der Erfindung wird ein variabler und flexibler Dickenabstandshalter sowohl bei dem Aufwicklungsarbeitsgang der Kondensatorwicklung als auch im Kondensatorendprodukt· Diese flexible oder variable Dicke steht in Beziehung zu den angewandten Kräften, die bei einer Kondensatorherstellung auftreten, so daß eine erwünschte Dicke im Kondensatorendprodukt erhalten bleibte In der Wicklung sind wegen der glatten gekrümmten Grübchenprofile keine Durchbrechungen oder scharfe Kanten vorhanden, die das Filmdielektrikum durchdringen könnten oder als Spannuixgsanhäufungsbereiche

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dienen könnten«

Die Erfindung betrifft eine Grundanordnung von geprägten Folienmustern zur Anwendung in ölgefüllten Kondensatoren gemäß der Erfindung, wobei die Anordnung zwei Merkmale aufweist. Erstens gibt es eine praktische Begrenzung der Gipfel-Tal-Ausdehnung der Grübchen, weil eine übermäßige Ausdehnung zu einem größeren Wicklungsfaktor führt, was das Aufwickeln der Wicklung ziemlich schwierig macht und zu einem frühen elektrischen Versagen beiträgt· Die maximale Gipfel-Tal-Ausdehnung begrenzt ferner die Anzahl der Grübchen pro Einheit der Folienlänge· Zweitens soll die lineare Ausdehnung von Grübchenscheitel zu Grübchenscheitel·im allgemeinen gleich dem Basisdurchmesser des Grübchens sein, und dadurch ist die Anzahl der Grübchen pro Längeneinheit der Polie auch begrenzt,

Die genannte Anordnung bewirkt, daß das Muster auf der Folie zu dem Wicklungsfaktor, den man im Kondensator wünscht, in Beziehung steht, wobei ein höherer Wicklungsfaktor eine größere Grübchentiefe aber eine geringere Grübchenanzahl erlaubt, und ein niedrigerer Wicklungsfaktor eine geringere Grübchentiefe aber mehr Grübchen pro Längeneinheit ergibt· Ein wichtiges Merkmal besteht darin, daß das sinusartige Muster sowohl in der Längenausdehnung als auch in der Breitenausdehnung bei einem vollen Einbeziehen der Folie so eng als möglich aufrechterhalten werden soll·

Gemäß der Erfindung ist der Wicklungsfaktor des Kondensators gemäß den Beispielen und Ansprüchen der Wicklungsfaktor, den man in einem Kondensator nach vollem Anschwellen des Polypropylenfilms durch das durchtränkende Fluid gemessen hat· Das Grundmaß für den Kondensatorwicklungsfak.tor ist der Wicklungsfaktor des Polypropylentrübfilms» Der Y/icklungsfak-

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tor der gemusterten Folie wird dabei willkürlich ausgeschlossen· Der Wicklungsfaktor des Polypropylentrübfilms ist das Verhältnis des theoretischen Festvolumens eines Filmstreifens zsu dem gemessenen Volumen, wenn eine theoretische plane Oberfläche längs der aufgerauhten Oberfläche aufliegt» Das Verhältnis wird in Prozent des Festvolumens angegeben, so daß ein Wicklungsfaktor von 10 % ein Volumen angibt, bei dem der Raum 10 % der festen Masse beträgt« Der Filmwicklungsfaktor erhöht sich in einem Maß, das das Anschwellen des Films durch das Fluid angibt, das man bei geeigneten Behandlungstemperaturen anwendet* Die Steigerung steht in Beziehung zu einer Wahrscheinlichkeit_cskurve, die die verschiedenen Toleranzgrenzen bei den Herstellungsmethoden und Stoffen umfaßt, und ein Wicklungsfaktor der Endanordnung bzw«, des Kondensatorendprodukts wird bestimmt, der größer als der gemessene Filmwicklungsfaktor ist, der oben beschrieben ist*

Der Wicklvmgsfaktor in den erfindungsgemäßen Kondensatoren ist kritisch und erfaßt alle Abweichungen in den Ausdehnungstoleranzen der Stoffe und die verschiedenen Temperaturkoeffizienten bei der Ausdehnung der Stoffe und das Anschwellen der Stoffe durch das Fluid bzw» die Fluida· Ein Y/icklungsfaktor ist notwendig vor dem Durchtränken mit dem Fluid, damit man einen Raum zum Entfernen von Yifasser und anderen flüchtigen Stoffen zur Verfügung hat, wenn man den Kondensator im Vakuum bei erhöhten Temperaturen trocknet, und daß man ferner ausreichend Raum hat, durch den das durchtränkende Fluid durchgeht und im wesentlichen voll-, ständig die Kondensatorwicklung durchtränkt«

Der Wicklungsfaktor soll durch die gesamte Wicklung gleichmäßig sein, d_e h· es soll ein gewisses Mindestmaß von Y/icklungsfaktor, wie z, B_e ein Mittelwerts- oder Durch-

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schnitts-Wicklungsfaktor durch die gesamte Wicklung vorhanden sein, und dieser Wicklungsfaktor soll während des gesamten Aufwickelarbeitsgangs und im Abflachungsarbeitsgang erhalten bleiben und geregelt werden, bei dem man den Kondensator abflacht, wie in Figur 1 gezeigt ist«

Die bloße Bereitstellung von rauhen benachbarten PiIm- bzw· Folienoberflächen, um Raum zum Eindringen der Flüssigkeit vorzusehen, ist nicht vollständig ausreichend für die Kondensatorherstellung* Man muß einen zu kleinen Wicklungsfaktor und auch einen zu großen Wicklungsfaktor vermeiden· Raum allein kann man in einer Hinsicht durch ein lockereres Aufwickeln der Wicklung gewinnen« Dabei ergibt sich jedoch ein Verlust an Gleichmäßigkeit des benötigten Wicklungsfaktors und eine weichere Wicklung, was beides beim Aufwickeln unter Zug und beim Abflachen der Wicklung kritische Bereiche für ein Versagen des Kondensators ergibt·

Die Kombination einer gemusterten Folie mit Trübfilm bewirkt, daß man vorteilhafter den Wicklungsfaktor des Trübfilms ausnützt und den Wicklungsfaktor in den Kondensatoren gemäß der Erfindung einstellbar regelt* Das Maß an Wicklungsfaktor, das man mit derzeit erhältlich Polypropylentrübfilmen erzielen kann, d. h. etwa 3,0 bis etwa 30 %, ist im allgemeinen unzureichend und manchmal unerwünscht, wenn es ah der gesamte benötigte Wicklungsfaktor beispielsweise in Leistungskondensatoren dienen soll; wenn der Wicklungsfaktor im Film zur Verfügung steht, erwartet man, daß er bei der Herstellung des Kondensators wegen des Anschwollens des Films etwas variiert. Ferner ist die Rauhigkeit des Polypropylenfilms vielleicht nicht vollkommen gleichmäßig, und bestimmte Bereiche können

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eine höhere Rauhigkeit und andere eine niedere Rauhigkeit aufweisen, wobei diese Eigenschaft nicht mit dem Spielraum in der PiIm- und Foliendicke in Beziehung steht, was zu dem Problem der Erzielung eines gleichmäßigen Wicklungsfaktors mit recht "befriedigendem Wert in der gesamten Kondensatorwicklung beiträgt. Die entsprechende Maßnahme zur Regelung des Wicklungsfaktors besteht daher in der Verwendung der Folie mit dem Doppelgrübchenmuster gemäß der Erfindung, wenn ein ausreichender Wicklungsfaktor bereits in dem Polypropylenfilmstreifen vorhanden ist, oder auch nicht* Die gemusterte Folie dient als einstellbare Federung und ergibt ein gewünschtes Maß an Wicklungsfaktor gleichmäßig durch die gesamte Wicklung, Die Grübchenstruktur erfordert eine ständig zunehmende Kraft zum Abflachen wegen ihrer nicht durchbrochenen Kuppelstruktur, und paßt sich selbst den variierenden Drucken oder Kräften in der gesamten Wicklung und beim Aufwickeln der Wicklung an und erhält die Unversehrtheit des Wicklungsfaktors der Anordnung (design space factor)· Die Struktur ist unter Druck deformierbar und selektiv sogar bei einer einzelnen Kuppel, und, was wichtiger ist, der gesamte Kondensatorbereich der Folie ist in das Muster einbezogene Das bedeutet, daß jede Kuppel den PiIm derart trägt, daß der PiIm die Folie zwischen den Kuppeln nicht berührt und so den Wicklungsfaktor vermindert oder das Eindringen des Fluids blockiert.

Bei der Ausführung der Erfindung kann man den Trübfilm und die Folie mit dem Doppelgrubcheiirauster zu einer Kondensatorwicklung in verschiedenen Anordnungen aufwickeln. Eine bevorzugte Anordnung verwendet nur Trübfilm als die Streifen 13 bis 16 des dielektrischen Stoffes zwischen den Folienelektroden 11 und 12. Eine derartige Anordnung ist in Figur 6 in scheinatisolier Weise mit den Film- und Poliestreifen in räum-

2 1 91 SO _₂₁_ _l#8#1980

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licher Besiehung gezeigt·

In Figur 6 umfaßt die Anordnung 33 ein Paar von gemusterten oder mit Grübchen versehenen Folien bzw. Grübchenfolien 34 und 35 und zwei dazwischenliegende Trübfilmstreifen 36 und 37* Bei der technischen Herstellung von Aluminiumfolie ist eine Oberfläche im allgemeinen ziemlich glatt und glänzend, und die andere Oberfläche wird als rauhe oder mattierte Oberfläche bezeichnet· Der Arbeitsgang des Folienaufwickelns beinhaltet, daß man zwei übereinandergelegte Folienstreifen zwischen die Walzen einführt, und die Oberfläche zwischen den Streifen wird anders, d. h· rauher als die Oberfläche, die den Walzen benachbart ist. Es wurde festgestellt, daß die mattierte Oberfläche tatsächlich das Durchtränken aufgrund des zusätzlichen Wicklungsfaktors verbessert, der durch die mattierte Oberfläche bewirkt wird. Demgemäß ordnet man als weitere Hilfe für das Durchtränken die Aluminiumfolie derart an, daß die glatte oder glänzende Oberfläche sich neben der rauhen Oberfläche des Trünfilms befindet. Das bezeichnte man als Glatt-Rauh-BeZiehung. Trübfilmstreifen können die erforderlichen Oberflächenunregelmäßigkeiten bzw. die erforderliche Oberflächenrauhigkeit auf einer oder beiden Seiten aufweisen· Der Trübfilm, wie er in diesem Zusammenhang genauer beschrieben ist, weist jedoch nur eine Oberfläche auf, die rauh ist· Wenn man daher zwei Polypropylenfilmstreifen verwendet, ordnet man sie in einer Weise an, die man auch als Beziehung der rauhön Oberfläche zu einer glatten Oberfläche bezeichnet· Auf diese Weise weist jeder Elektrodenfolienstreifen eine glatte Oberfläche, die einer rauhen Oberfläche eines Trübfilmstreifens benachbart ist, durch die gesamte Wicklung auf, was ein gleichmäßigeres Durchtränken der Wicklung erleichtert»

< I 9 I OU ^_22- 1.8.1980

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Eine v/eitere Modifizierung der Ausführungsform von Figur 6 ist in Figur 7 gezeigt. In Figur 7 umfaßt die Anordnung 38 ein Paar von Trübfilmstreifen 36 und 37, die in Rauh-Rauh-Oberflächenbeziehung angeordnet sind* Bei dieser Anordnung können eine oder beide rauhe Oberflächen der Elektrodenfolienstreifen einer glatten Filmstreifenoberfläche benachbart sein, obwohl man vorzugsweise die eine von der anderen abgewendet anordnet· Das durchtränkende Fluid läßt man die rauhen Oberflächenbereiche zwischen den Filmstreifen durchdringen und danach seitlich durch die Filmstreifen in die Bereiche zwischen den Filmstreifen und den Folienstreifen vordringen· Das Fluid durchdringt ferner diesen Bereich von den V/icklungsenden aus entlang den Oberflächen der Elektro« denfolie»

Eine weitere Modifizierung ist in Fig. 8 gezeigt· In Fig. 8 umfaßt die Anordnung 39 ein Paar von Grübchen-Elektrodenfolien 34 und 35» die durch ein Paar von Trübfilmstreifen und 37 getrennt sind, welche in einer Glatt-Glatt-Oberflächenbeziehung angeordnet sind« Bei dieser Modifizierung ist die Anordnung der glatten und rauhen Oberflächen der Elektrodenfolienstreifen relativ unwichtig, obwohl man bevorzugt, daß die eine gegenüber der anderen umgekehrt ist·

Eine weitere Modifizierung ist in Fig_e 9 gezeigt. In Fig. 9 umfaßt die Anordnung 40 ein Paar von Grübchenfolien 34 und 35, die durch drei Trübfilmstreifen 36, 37 und 41 getrennt sind.· Die Filmstreifen sind alle in der Glatt-Rauh-Beziehung als bevorzugte Ausführungsform angeordnet, obwohl man auch eine Mischung der Beziehungen anwenden kann«» Die Elektrodenfoliestreifen ordnet man mit einer glatten Folienoberfläche neben der rauhen Oberfläche eines Filmstreifens an« Die Verwendung von drei Filmstreifen gemäß Figur 9 anstelle von zwei Filmstreifen gemäß Figur 6 kann einen zusätzlichen Vorteil i-- j „j„„™ ν^-^Λ r-,-,Λ Λ^-f-^-r. TM·? 4- viKVior>oT> TiHT¹P-In «π M affafes tis"ke it er—

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^{T S} ' ^Ό™ -23- 1.8.1980

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zielen· Es ist also offensichtlich, daß man mehr als drei Filmstreifen ebenso gut verwenden kann wie einen einzelnen Filmstreif en«.

In einigen Fällen und "bei einigen der beschriebenen Ausführungsforraen kann es wünschenswert sein, eine Kante eines Folienelektrodenstreifens wegen der erhöhten Belastung an der Folienkante umzufalten· Elektrodenfolienkanten bezeichnet man im allgemeinen als scharfkantig, wobei man diese Eigenschaft erhält, wenn man die Folien auf eine vorgegebene Breite spaltet. Dieses Spalten erzielt man im allgemeinen mit einer Messerschneide, und die erhaltene Elektrodenfolienkante ist scharf und manchmal aufgrund von gratartigen Erhebungen unregelmäßig, die die Stellen für den Beginn einer Korona werden· Wie aus Figur β ersichtlich, bildet sich ein Feld mit Hochspannungsbelastung zv/ischen den Elektrodenfolienstreifen 34 und 35 an den Wicklungsenden 29 und 30, und irgendwelche scharfen Kanten oder andere Unregelmäßigkeiten bewirken oder unterstützen den Beginn einer Korona· Diese Bereiche sind für eine Koronaentladung anfälliger, wenn man Fluida mit einer niedrigeren Dielektrizitätskonstante verwendet, z. B· Fluida mit einer Dielektrizitätskonstante im Bereich von 2,0 bis 3,0, verglichen mit Fluida mit einer Dielektrizitätskonstante von mehr als etwa 3»0, wie z· B· chlorierte Diphenyle und Ester, weil die Fluida unter höheren Belastungen in diesen Bereichen stehen· Figur 10 zeigt eine Ausfiihrungsform, die diese hohen Belastungseffekte minimalisiert·

Gemäß Figur 10 umfaßt die Anordnung 42 einen breiteren Elektrodenstreifen 43 und einen schmäleren Elektrodenfoliestreifen 44, die in einander gegenüberliegender axialer Beziehung zueinander angeordnet sind, und die Elektrodenfolien be-

-. .219160 _₂₄_ 1.8.1980

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zeichnet man manchmal als obere Elektrodenfolie 43 und untere Elektrodenfolie 44. In einer derartigen Anordnung ist der gemessene Abstand zwischen den gegenüberliegenden Elektrodenfolienkanten erhöht. Es ist jedoch bekannt, daß eine schmälere Elektrode eine höhere Spannungsbelastung im Bereich der Kante der schmäleren Elektrode verursacht. Gemäß Figur 10 hat die schmälere Elektrodenfolie 44 eine umgefaltete Kante 45» die durch die gesamte Wicklung läuft«, Diese gefaltete Kante 45 zeigt eine glatte abgerundete Oberfläche im Bereich der hohen Belastung und setzt die Feldbelastung an der abgerundeten Oberfläche herab« Ferner verringert die gefaltete Kante den Fluidfilm zwischen der eingerollten Kante und dem benachbarten Polypropylenfilmstreifen und vermindert demgemäß die Neigung zum Durchbruch des Fluids mit niedrigerer Dielektrizitätskonstante in diesem Bereich»

Wenn man die Elektrodenfolie an ihren Kanten faltet, ist es wichtig, daß man die Folienelektrode auch in der Breite ihrer Anfangskante und in der Breite ihrer Endkante faltet oder andere Maßnahmen anwendet, die Belastung an diesen Stellen zu vermindern. Eine gefaltete Kante von etwa 0,3175 bis 0,127 cm erzielt zufriedenstellende Ergebnisse, und man bevorzugt einen Bereich von 0,635 bis 0,95 cm· Ein zusätzliches Ausmaß an Wicklungsfaktor kann man anwenden, um die gefaltete Kante aufzunehmen« Die besten Ergebnisse erzielt man erfindungsgemäß mit oder ohne einer gefalteten Elektrodenfolie, wenn der End-Y/icklungsfaktor gleich oder größer einem Wert ist, der ein gesamtes und uneingeschränktes Anschwellen des Polypropylenfilms durch das Fluid im Kondensator erlaubt· Überlicherweise schwellen die beschriebenen Polypropylenfilme in Kondensatoren, wie in den nachstehenden Beispielen, im Bereich von etwa

219180 -25- 1.8.1980

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10 bis 18 Vole-%, wenn man die genannten Fluida verwendet« Es ist wichtig, daß der Eintritt und der Austritt eines Fluids in einen Kondensator oder in den Polypropylenfilm oder in die dazwischenliegenden Räume nicht durch eine Begrenzung durch Anschwellen des Films behindert wird.

Viele Kondensatorfluida kann man erfindungsgemäß verwenden» Beispiele dafür sind Ester, Kohlenwasserstoffe und synthetische Fluida, wie z. B. Alkane und Biphenyle. Die Dielektrizitätskonstante dieser Fluida kann von etwa 2,5 bis mehr als etwa 5 variieren· Die Belastung am dielektrischen System teilt sich anteilmäßig auf die Dielektrizitätskonstanten der einzelnen Stoffe auf. Ein Fluid mit höherer Dielektrizitätskonstante verlagert mehr Belastung auf den Film. Bei einem Polypropylenfilm einer Dielektrizitätskonstante von etwa 2,5 v/ird ein Fluid mit einer niedrigeren Dielektrizitätskonstante höher belastet, und die Koranabedingungen an den Wicklungskanten können sich verschlechtern·

Beispiele für derartige Fluids sind Alkylbenzol, Alkylnaphthalin, Alkyldiphenyl, AlkylpoIyphenyl, Alkylaryläther und alkylsubstituierte Derivate davon, Diarylalkane und alkylsubstituierte Derivate davon und Diaryläther und alkylsubstituierte Derivate davon, wobei die Alkylreste und Alkane 1 bis etwa 20 Kohlenstoffatome aufweisen und wobei die Arylreste Phenyl-, ilaphthyl-, Biphenyl- oder Polyphenylreste sind, und die Polyphenyle 3 bis etwa 5 Phenylreste enthalten. Ein erfindungsgemäß verwendeten Fluid ist Diarylalkan (phenyl zylyl ethane).

Ein anderes spezifisches Fluid ist Monoisopropylbiphenyl (MIPB), das eine sorgfältig gemischte Mischung der m- und psubstituierten Bipheny!derivate ist·

2 f 91 S0 -26- 1.8.1980

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MIPB hat- die nachstehende Formel:

mit der Summenfornel CL ^H-g und einem Molekulargewicht von 196,3.-

Andere 3?luida und Fluida mit höherer Dielektrizitätskonstante sind "beispielsweise die Chlorbenzole, Chlordiphenyloxide und die Mischungen von Estern und chlorierten aromatischen Verbindungen.

Das Durchtränken der Kondensatoren gemäß der Erfindung kann gemäß den üblichen Methoden erfolgen, die bei Polypropylenfilm-Kondensatoren üblich sind und beispielsweise in der US-PS 3 363 156 beschrieben sind. Man bevorzugt jedoch eine Methode mit einer Trocknung bei niederer Temperatur und im Vakuum im Bereich von etwa 30 bis 110 ⁰C, vorzugsweise 90 bis 110 C und weniger als etwa 80 /obar Druck, und eine !Füllmethode, wobei der Kondensator eine Temperatur von 30 bis 80 ⁰C und das Fluid eine Temperatur von 30 bis 50 ⁰C aufweisen© Danach kann man die Kondensatoren in einen Ofen einsetzen und ihre Temperatur auf einen Bereich von etwa 40 bis 100 ⁰C und vorzugsweise von etwa 60 bis 90 ⁰C für mehr als 40 h erhöhen.

nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert« Der angewandte Kondensatorwicklungsfaktor lag im Bereich von etwa 5 bis etwa 8 %« Die Rauhigkeit des Trübfilms variierte von etwa 10 bis 30 % Wicklungsfaktor des

²¹⁹¹⁶⁰ -27- ,.8.1980

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Polypropylenfilms allein· Die angewandten Fluida waren Fluid A, das etwa 97 % Diarylalkan im Gleichgewicht mit einer Mischung von Isomeren enthielt, und MIPB. In jedem Fall reinigte man das Fluid sorgfältig zu hoher Reinheit, und man gab etwa 0,6 bis 0,8 Gew.-% eines Epoxides und etwa 0,01 bis 0,10 Gew.-% eines Antioxidanz zu, wie ζ·Β. 2,6-Di-t-butyl-p-cresol.

Beispiel I

Eine Anzahl von Kondensatoren baute man gemäß den Anordnungen der Figuren 3» 5 und 6 und den genannten bevorzugten Arbeitsweisen-auf. Die Kondensatorwicklungen hatten eine Länge von 26,97 cm und umfaßten gemusterte Aluminiumfolienelektroden von etwa 5,6 yum Dicke mit Grübchen 50/50 pro 2,54 cm und 2 Bahnen von Polypropylentrübfilm mit einem Wicklungsfaktor von etwa 10 bis 30 %, wobei ein Streifen eine Dicke von 18 ^un und der andere von 25,4 /um aufwies. Jeder Kondensator hatte eine Höhe in der Größenordnung von etwa 66,0 cm.

Die zusammengebauten Kondensatoren trocknete man im Ofen bei einer Temperatur im Bereich von 85 bis 100 ⁰O lind einem Vakuum von weniger als 80 /ubar etwa 26 h lang. Danach ließ man die Kondensatoren auf einen Temperaturbereich von etwa 50 bis 80 ⁰C abkühlen und führte danach aas durchtränkende Fluid mit einer Temperatur von etwa 40 bis 50 ⁰C in den Kondensator unter Vakuum ein. Nach dem Füllen setzte man die Kondensatoren in einen Ofen und steigerte die Temperatur auf einen Bereich von etwa 65 bis 85 °C. Sobald die Temperatur konstant wurde, ließ man die Kondensatoren im Ofen etwa 20 h lang ziehen, wonach, man die Temperatur auf Raumtemperatur verminderte.

j » B 9 ν _-2a„ 1.8.1980

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Dieses Ziehenlassen wiederholte man ein zweites Mal für weitere 20 h_e Danach brachte man die Kondensatoren auf Raumtemperatur, verschloß sie und unterzog sie bestimmten elektrischen Prüfungen.

DIV ist die Spannung des Entladungsbeginns, die auch als Korona-Zündspannung (corona start voltage) bekannt, ist, und die angegebenen'Werte sind die Mittelwerte von drei Ablesungen· DEV ist die Entladungslöschspannung die auch als Koronalb*seilspannung bekannt ist· Der Verteilungsfaktor (dissipation factor) ist in % DP oder tan Theta (Verlustwinkel) und ist in Prozent Wattverlust angegeben· Die Ergebnisse zeigen wiederholbare ausgezeichnete Kondensatoren, obwohl die Gestalt- und Prüfungskriterien dieser Kondensatoren außerordentlich streng waren:

Diel· Diel, Prüf- tiF DIV DEV DIV DEV DIV DEV Tem-

Dicke Volt volt 'Wick- (Mit- (Mit- 250 250 1000 1000 pe-

JUm lung tel- tel- h h h h ra-

' wert) wert) tür

35,0 1680 35,0 1680 35,0 1680 35,0 1680 43,0 1990

43,0 1990

43,0 1990

43,0 1990

1990

7	3100	2600	3700	3300	3200 3100	25
7	3200	2500	3400	2700	3000 2700	25
7	3300	2600	3800	3500	25
7	3100	2500	3300	3000	25
4	3700	3000	3000	25
	3200	2700	3100	80
4	3000	2400		25
	3400	3100		80
4	3900	3000		25
	4250	2200		80
4	. 3900	3200		25
	5200	4300		80
4	3600			25
	3600			25

2 19 16 0

«vw _-29_ 1.8.1980

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Diel· Diel· Prüf- pF DIV DEY DIVDEVDIV DEV Tem-

Dicke Volt volt %ick- (Mit- (Mit- 250 250 1000 1000 pe-

/um lung tel- tel- h h h h ra-

wert) wert) tür

3700 3100 3600 3400 3500 3000 3800 3400

Wie aus den obigen Daten ersichtlich, unterwarf man diese Kondensatoren einer strengen Spannungsbelastung, und sie zeigten sehr hohe und stabile und wiederholtere DIV- und DEV-Werte· Als man die genannten Einheiten unter Hennspannung zur Prüfung der Lebensdauer setzte, nahm man eine erste Wiederholungsprüfung nach 250 h vor, die zeigte, daß keine Einheiten versagt hatten, und keine wesentlichen Veränderungen eingetreten waren· Die Prüfung der Lebensdauer setzte man danach für eine Gesamtzeit von 1000 h fort und nahm eine Wiederholungsprüfung an beispielhaften Einheiten für jedes Beispiel vor. Die DIV- und DEV-Werte blieben zufriedenstellend bei einer Gesamtverbesserung, Die Prüfungen des Verteilungsfaktors und der Kapazität zeigten ausgezeichnete Werte, wobei der Verteilungsfaktor sich mit der Zeit verbesserte, d.h. 120 % der Nennspannung für 1000 h und etwa 0,01 % bei 85 ⁰C betrug.

Beispiel II

Eine weitere Gruppe von 7 Kondensatoren stellte man gemäß Beispiel I her, wobei man eine Wicklungsbreite von 57»15 cm anwandte* Das Dielektrikum wies in seiner Dicke eine Bahn von 18 /um und eine Bahn von 25,4 /um auf. Diese Kondensatoren bemaß man auf 52 uP und 75 kvar bei einer Spannung von 1990 V am dielektrischen System durch die bzw. an den Folien. Diese Kondensatoren unterwarf man einer Lebensdauerprüfung bei Spannungen im Bereich von 2350 bis °i600 V und im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 70 C«

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Alle derart geprüften Kondensatoren überlebten mehr als 500 h bei höheren Spannungen als den Nennspannungen und zeigten demgemäß eine verbesserte Leistungsfähigkeit des dielektrischen Systems,

Beispiel III

Weitere Gruppen von Kondensatoren mit verschiedenen Nennspannungen stellte man gemäß Beispiel I her und prüfte sie* Die Gruppe Nr. 6 wies eine breite Wicklung von 57,15 cm auf« Die anderen Wicklungen waren 28,75 cm breit« Die Pufferspannung (pad voltage), d. h« die Spannung an den bzw* durch die Elektrodenfolien lag im Bereich von 1800 bis 1990 V* Die Dicke des Dielektrikums zwischen den Elektrodenfolien lag im Bereich von 38 /um und 43 /um· Der Gesamtwicklungsfaktor der gesamten Kondensatorwicklung lag im Bereich von 20 bis 30 % vor dem Durchtränken« Die Ergebnisse zeigen die Wiederholbarkeit und Sicherheit der Kondensatoren, die man gemäß der Erfindung hergestellt hatte«

Zahl der	kvar	200	Nenn span	DP 85 C	Überspannung 60 h 120 % Nennspannung V	versagt
Einhei ten	200	nung V		ge- über prüft lebt	0
36	200	9960	021	36 36	0
48	200	14400	018	9 9	0
30	200	7620	021	9 9	0
30		7620	025	7 7	—
27	12470	015	— —
		Beispiel IV

Verschiedene Kondensatoren stellte man gemäß der Methode von Beispiel I her* Die Kondensatoren wiesen Wicklungen von 28,75 cm Länge und 4 /ul? Kapazität auf«

. 2 19 160 -31- 1,8.1980

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Die Kondensatoren bemaß man auf 1990 V an den Folien· Wie in Pig. 8 gezeigt, war eine der inneren Folien an jeder Kante 0,95 cm umgefaltet· Elektrische Prüfungen dieser Kondensatoren zeigten einen bemerkenswerten Anstieg der DIV- und DEV-Werte im Vergleich zur nicht-gefalteten Bauart.

Beispiel V

In diesem Beispiel stellte man spezielle Prüfkondensatoreinheiten aus Wicklungen von 38,1 cm mit gemusterter Folie her, die 120/120 Grübchen pro 2,54 cm gemäß Figur 11 aufwiesen. Der Kondensatorwicklungsfaktor betrug 5 bis 10 %„ Die Wicklungen wurden für 1670 V ausgelegt. Man verwendete eine Bahn eines Films von 16,5 /im ^mi-t 5 bis 10 % Wicklungsfaktor und eine Bahn eines Films mit 17,7 /im mit 5 bis 10 % Wicklungsfaktor im dielektrischen System gemäß' den Figuren 3, und 6. Das Durchtränken erfolgte gemäß der Methode von Beispiel I.

Die genannten Kondensatoreinheiten unterzog man Prüfungen auf die Koronabeginnspannung im Bereich von -40 bis 25 ⁰C bei mehr als 180 % der Hennspannung. Man prüfte die Koronalöschspannung und stellte fest, daß sie etwa 160 % der Nennspaiinung betrug; beide Werte sind ausgezeichnete Werte für Gesamtfilmkondensatoren (all film capacitors)·

Die Verwendung der Folie mit dem Doppelgrübchenmuster gemäß der Erfindung und des Trübfilms erleichtert das Durchtränken eines Gesamtfilmkondensators, verleiht dem Durchtränken Sicherheit und stellt eine Verbesserung der Durchtränkungsmethode dar. Bei der Anwendung erzielt die Kombination von Trübfilm und gemusteter Folie die benötigte Sicherheit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse, und der Film und die Folie unter-

2 1916® -32- 1.8.1980

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stützenyxia. ergänzen einander in Bereichen, wo jeweils der andere Teil unzureichend sein könnte. Dadurch erzielt man beispielsweise die erwünscht hohen DEV-Werte«

Die Kombination mildert die Durchtränkungsparameter, die für Gesamtfilmkondensatoren so streng geworden sind, und erzielt eine Struktur, die man weitgehend verschiedenen Durchtränkungsmethoden, anpassen kann, einschließlich jenen der Füllung mit einem Verteilerrohr (manifold fill) und der Füllung durch Fluten (flood fill)· Polypropylenfilm kann man, wie auch anderen Kunstharzfilme, leicht mit einer gewissen Oberflächenrauhigkeit herstellen, die geringer oder größer als jene des bevorzugten Trübfilms gemäß der Erfindung ist, beispielsweise weniger als etwa 5,0 %. Die Musterfolie gemäß der Erfindung erzielt ihre einzigartigen Ergebnisse als Abstandshalter im gesamten Bereich der Oberflächenrauhigkeit des Kunstharzfilms von etwa 5jO % bis mehr als 30,0 %» Der Wicklungsfaktor der Grübchenfolie kann mit dem Wicklungsfaktor des Films in Höher-Tiefer-BeZiehung oder Tiefer-Höher-Beziehung stehen, wie es der Fall erfordert. Der bevorzugte Bereich beträgt etwa 5,0 bis 30,0 % für den Wicklungsfaktor des Films und für die Foliendicke das etwa 2- bis etwa 5-fache der ursprünglichen Dicke« Die Untersuchung einer Folie mit Doppelgrübchenmuster, die man aus zusammengebauten Kondensatoren entfernt hat, zeigte Bereiche von minimaler Dicke und wenige Bereiche von maximaler Dicke, was anzeigt, daß die Folie sich dem verfügbaren Raum und den Drucken anpaßt, wo · der Kaum auf Variationen in der Trübung (haze variations), unangepaßte Toleranzgrenzen oder ungleichmäßiges'Aufwickeln zurückzuführen ist· Derartige Untersuchungen zeigten ferner, daß die kleineren Grübchen bei einer größeren Anzahl pro 2,54 cm gegen das Auslöschen ziemlich beständig sind und in hohem Maße während der Herstellung überdauern· Die Untersuchung zeigte ferner, daß ein übermäßiges Auslöschen eine

1 9 1 60 _33„ 1.8.1980

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größere Grübchentiefe als nötig anzeigt· Demgemäß bevorzugt man eine Grübchendichte von mehr als etwa 100/100· Die meisten Kondensatoren der genannten Beispiele waren Hochspannungs-Phasenschieberkondensatoren· Derartige Kondensatoren kann man auf mehr als etwa 600 bis mehr als etwa 13800 V Wechselspannung bemessen, und ihre dielektrischen Systeme stehen unter einer Hochspannungsbelastung· Diese Kondensatoren sind für eine Kilovoltampere-Blindleistung (kvar) von etwa 50 bis 400 kvar und mehr bemessen· Bei diesen Kondensatoren ist die Erfindung besonders anwendbar und besonders wünschenswert·

Während es außerordentlich Wünschenwert ist, Trübfilm wegen der Sicherheit erfindungsgemäß zu verwenden, die er dem Wicklungsfaktor verleiht, den man mit ihm erzielt, kann man einen zufriedenstellenden Gesamtfilmkondensator allein mit der erfindungsgemäßen Folie mit dem Doppelgrübchenmuster herstellen, insbesondere die Kondensatoren mit geringer Wicklungsbreite· Es gibt jedoch Fälle, in denen es den Anschein hat, daß entweder die gemusterte Folie gemäß der Erfindung oder der Trübfilm verbesserte Ergebnisse liefern. Ihre gemeinsame Anwendung verdeckt manchmal den Betrag des einen gegenüber dem anderen, was man, wie gesagt ihren einander ergänzenden Punktionen zuschreiben kann· Die nachstehenden Beispiele ergeben einen Hinweis auf die einzelnen Beiträge der gemusterten Folie bzw· des Trübfilms·

Beispiel YI

In diesem Beispiel waren die Ausbildung des Kondensators und die Behandlung gleich wie in Beispiel I mit der Ausnahme, daß die Kondensatorwicklungen eine geringe Breite von 26,9 mm und einen relativ glatten Film aufwiesen, z. B.. einen niederen-Wicklungsfaktor (LS) einschlossen· Trübfilm

Z Ί y Ί 9.V -34- 1.8.1980

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mit einem hohen Wicklungsfaktor (HS) wies einen durchschnittlichen Wicklungsfaktor von etwa 20 % auf. Der Wicklungsfaktor des Kondensators betrug etwa 5 %· Die Nennspannung des Dielektrikums war mäßig, d. h. etwa 1200 V«, Gs bedeutet Gleichstrom, Ws bedeutet Wechselstrom, Vr bedeutet Hennspannung _e Die Kondensatoren bemaß man auf 7960 V und kvar« " ;

Film Gs Ws 250 h Gs

6,5 σ Vr 3 σ.Yr 6,25 σ Yr 6,25 σ Vr

LS 1/6 0/3 0/3 1/3 HS 3/6 0/3 0/3 0/3

Beispiel VII

Man stellte doppelte Sätze von Gesamt-Polypropylen- filmkondensatoren'her, wobei der einzige Unterschied darin bestand, daß eine Gruppe gemusterte Folie enthielt und die andere nicht. Die Prüfergebnisse sind nachstehend angegeben und zeigen an, daß die gemusterte Folie bessere Ergebnisse lieferte:

Kondensator Prüf- Tempe- ge- ver- Zeit h spannung ratur prüft sagt

V °.C (Anzahl)

ebene Folie 600 Ws 80 18 4 1700

gemusterte

Folie 660 Ws 80 20 0 1700

Einer der Hauptgründe für den weiten Anv/endungsbereich der Folie mit dem Doppelgrübchenmuster ist die Glätte und der Federungseffekt der Grübchenstruktur₀ Andere Erhebungen oder Vertiefungen, die man durch Kräuseln, Prägen, Riffeln oder durch sandgestehlte Walzen formt, verursachen Erhebungen

• * 2 1 9 1 SO -35- 1.8.1980

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mit scharfen Kanten in der Folie und viele Risse und Löcher, die alle in einem durch Hochspannung stark.belasteten Gesamtfilmkondensator wegen der genannten Korona höchst nachteilig sind· Die Grübchen- oder Hügelform der Vertiefungen und Erhebungen der gemusterten Folie gemäß der Erfindung weist glatte fließende Oberflächen auf, die geometrische eiförmige Pormen begrenzen, die außerordentlich beständig gegen völlige Verformung oder völliges Zusammendrücken sind· Diese Grübchen ragen in gleichmäßigen Abständen von beiden Seiten der Folienebene auf und bilden ein geometrisches oder regelmäßiges und sich wiederholendes Muster von in gleichen Abständen angeordneten Grübchen und Reihen, wie gezeigt. Das Muster ist fortlaufend und deckt sich mit der wirksamen Folienoberfläche in einem Kondensator· Die Anwendung von Grübchenmuster ergibt einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor bei den Kondensatoren gemäß der Erfindung und einen verläßlicheren Kondensator hinsichtlich der vielen kleineren Regelwidrigkeiten, die beim Kondensatorbetrieb eintreten können. Dielektrizitätsprüfungen unter Wechselstrom zeigten eine erhöhte Durchschlagsfestigkeit an.

Insbesondere führt man das Formen der Grübchen auf der Wickelvorrichtung durch, die man zum Aufwickeln der Kondensatorwicklungen verwendet· Der Hauptvorteil dieser Arbeitsweise ist der, daß man die Notwendigkeit des Abwickeins der gemusterten Folie von einer Wicklung für das nachfolgende Aufwickeln zu einer Kondensatorwicklung vermeidet· Ein derartiges .Aufwickeln und Heuwickeln setzt die Grübchen einer möglichen Beschädigung aus, vor allem durch Zerdrücken· Die praktische Anwendung eines Zuges auf die Folie zum Antrieb der Prägewalzen verleiht den Grübchen und dem Muster Zusammenhang und Gleichmäßigkeit.

Bei der verbesserten Folie gemäß der Erfindung tritt eine

1.8.1980 56 773/17

Kombination der Verformung des Gesamtbereichs der Folie und des Polierens oder körperlichen Bearbeitens der Folie in ausgewählten Bereichen ein, die sich einander benachbart über die Folienoberfläche erstrecken. Diese verbesserte Folie kann man gemäß zwei wichtigen Arbeitsmethoden herstellen, die nachstehend an Hand der Figuren 11 und 12 erläutert v/erden. In beiden Fällen verwendet man eine handelsübliche v/eiche geglühlte "bzw. vergütete Aluminiumfolie einer Reinheit von mehr als 90,43 #.

Gemäß Figur 11 v/eist eine Kondensatorwickelvorrichtung 4-6 eine geeignete angeordnete Prägeeinrichtung 47 auf. Bei der Einrichtung 47 ist die Walze 48 eine Stahlwalze, die auf ihrer Oberfläche 49 ein vorstehendes Grübchenmuster aufweists das die gewünschte Zahl von Grübchen pro 2,45 cm aufweist, vorzugsweise mehr als etwa 100. Jede Grübchenstruktur zeigt die gleiche allgemeine Struktur, die hinsichtlich der Grübchen in den Figuren 4 und 5 beschrieben ist, und alle Grübchentiefen sind vorzugsweise gleich« Eine zweite Walze 50 ist in der Vorrichtung 46 parallel zur Walze 48. angeordnet. Die äußere Oberfläche der Walze 50 besteht aus einem harten, aber elastischen Stoff. Dieser Stoff kann ein kunststoff- oder kautschukähnlicher Stoff sein, und man erzielte ausgezeichnete Ergebnisse mit einem Hartkautschule mit einer Härte von etwa 60 bis 80 (gemessen mit einem Härteprüfer)· Die Walze 50 ist gegen die Prägewalze 48 mit einer geeigneten Vorspanneinrichtung oder Feder 51 vorgespannt.

Die Aluminiumfolie 57 zieht man von einer Zufuhrwalze 52 und zwischen den Walzen 48 und 50 mit der Führungs- oder Kondensatorwickelwalze 53 heraus. Andere Zufuhrwalzen führen die anderen Streifen der Folien elektrode und des Polypropylendielektrikums der Kondensatorwalze 53 zu. Die Eindringtiefe der vorstehenden Grübchen der Prägewalze 48 in den

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Kautschuk der Walze 50 liegt im Bereich von etwa 5,0 yum bis etwa 25»4/um. Wenn man demgemäß von einer Dicke der Aluminiumfolie von etwa 5»O bis 6,0 /um ausgeht, liegt die Enddicke der geprägten Folie 57 im Bereich des etwa 2- bis 5-fachen der ursprünglichen Dicke der Aluminiumfolie.

Der Wicklungsfaktor für Gesamtfilmkondensatoren gemäß der Erfindung (nicht durchtränkt), bei denen ein Teil des Wicklungsfaktors vom texturierten oder trübflächigen Polypropylenfilm übernommen wird, zeigt an, daß das Grübchenmuster gemäß der Erfindung im Bereich von etwa 100/100 Grübchen pro 2,54 cm Folienlänge bis etwa 500/500 Grübchen pro 2,54 cm Folienlänge liegen soll.

Das geprägte Muster, das man in die Folie auf diese Weise, einprägt, ist im Querschnitt ein sinusartiges Muster, wie in Figur 5 gezeigt ist, wobei die einzelnen Grübchen nahe beieinander liegen; sie drücken sich in die elastische Walzenoberfläche und erhalten eine abgerundete Grübchenspitze, und der elastische Stoff der Walze 50 wird etwas in den Bereich zwischen den benachbarten Grübchen hinaufgepreßt· In diesem Zusammenhang erzielt man nicht die volle Tiefe der Grübchen auf der Prägewalze 48 bei dieser Prägemethode· Die Grübchentiefe kann im Bereich von 50,0 /um oder mehr liegen, obwohl die Durchdringung auf einen Teil davon begrenzt ist. Dementsprechend verändert der Prägearbeitsgang die ursprüngliche Fläche der Folie, und man erzeugt Höcker auch auf der Seite der Folie, die der Oberfläche mit dem erhabenen Grübchenmu&ter gegenüberliegt. Demgemäß geht im Querschnitt eine angenommene Ebene durch die Hittelpunkte der Grübchen, und man erhält die Querschnittsansicht gemäß Figur 5 oder ein sinusartiges Muster. Der Abstand zwischen den Mittellinien benachbarter Grübchen beträgt etwa 200 ^um· Ferner wird die gesamte Folienoberfläche in das geprägte Grübchenmuster einbezogen, weil die

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Grübchen doppelt gebildet werden, und die ursprüngliche Ebene der Folie verändert wird·

Bei mehr als 14000 Grübchen pro 6,45 cm werden die Folienoberfläche und die äußeren Oberflächen der Grübchenspitzen bearbeitet, poliert und geglättet, und leichte Öffnungen oder Rißkanten und andere Unregelmäßigkeiten der Folie v/erden auch geglättet, was eine bessere elektrische Funktion der Folie ergibt» Die Folie gemäß der Erfindung bezeichnet man als vorkontitionierte Folie aufgrund der Bearbeitung und des Polierens von im wesentlichen der gesamten Folienoberfläche und insbesondere aufgrund der Bearbeitung und Härtung der Grübchenspitzen, die in das Propylenfilm-Dielektrikum drücken»

Prüfungen zeigen, daß eine Grübchenkonzentration von 120/120 Grübchen pro 2,54 cm Folie zusammen mit der Methode von Figur 11 einer niedrigeren Grübchenkonzentration und der Methode von Figur 12 in vieler Hinsicht überlegen ist und demgemäß bevorzugt ist_e Es ergibt sich eine geringere Abflachung der Grübchen und ein leichteres Aufwickeln der Wicklung, und dennoch wird die Anordnung eines elastischen Abstandshalters beibehalten* Ein bevorzugter Bereich der Grübchenzahl beginnt oberhalb von etwa 100/100, wobei die Obergrenze bei den praktischen Obergrenzen der Folienbearbeitung liegt, wobei man klare Muster bei Aufrechterhaltung einer wünschenswerten Tiefe des Musters beibehält« Im allgemeinen liegt diese Obergrenze bei etwa 500/500 Grübchen pro 2,54 cm₀ Mit ansteigender Grübchenzahl kann die Gesamtdicke der fertigen Folie etwas geringer als das zweifache der ursprünglichen Dicke sein» Durch Veränderung der Aufwickelmethode und des Zuges kann man jedoch die Ausbildung eines federnden Abstandshalters beibehalten«

Die Methode und die Vorrichtung der US-Patentanmeldung

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Nr· 952 947, die in Figur 12 gezeigt ist, kann man auch zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie verwenden·

In Figur 12 bedeutet der strichlierte Umriß den Umriß der Kondensatorwickelvorrichtung 46 in der eine Folienmuster einrichtung 54 geeignet angeordnet ist* Die Einrichtung 54 umfaßt ein Paar von Prägewalzen 55 und 56, die rotierend in der Vorrichtung 46 angeordnet sind· Jede Walzenoberfläche ist aus Stahl hergestellt und mit Präzision geätzt oder graviert, so daß man hügelartige Erhebungen darauf erzielte. Wahlweise können entweder eine oder beide Walzen aus nichtmetallischem Stoff sein, wie z, B· gehärtetem Kunststoff oder Kautschuk· Die Walzenoberflächen,_€die mit geeigneten Einstelleinrichtungen präzis angeordnet sind, bringt man zum gegenseitigen Ineinandergreifen, so daß die Erhebungen der einen Walze zwischen die Erhebungen der dazupassenden Walze passen. Ein außenverzahntes Zahnrad bzw. ein Getriebe von außen (external gearing) kuppelt die Walzen aneinander und hält den Gleiclüauf aufrecht· Im Querschnitt greifen die Walzenerhebungen, die man als hügelartige Erhebungen bezeichnet, leicht kämmend in die entsprechenden bzw· gleichen Erhebungen auf der gegenüberliegenden Walze ein. Die Y/alzen können einstellbar sein, so daß man ihren Abstand voneinander verändern kann und eine Grübchenstruktur in der Folie von etwa 63,5 /um Abstand des Scheitelpunktes des Grübchens von der Folienebene erzielt. Bei der Einstellung der Walzen 55 und 56 besteht ein Spielraum, der beträchtlich größer als die Foliendicke ist, so daß nur ein Teil eines Grübchens auf der Walze in die Folie vorsteht*

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d. |j to« _-40<- 1.8.1980

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Die Vorrichtung gemäß Figur 12 erzielt nicht die Art an Vorkonditionierung, die man mit der Methode gemäß Pigur 11 erzielt, v/eil die Grübchenscheitel nicht an ihrer äußeren Oberfläche durch eine gegenüberliegende Oberfläche angegriffen v/erden, die das Metall bearbeitet, glättet und poliert*

Claims (1)

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Erfindungsanspruch

1· Elektrischer Kondensator, der ein Gehäuse mit elektrischen Anschlüssen darauf und eine oder mehrere Kondensatorwicklungen in dem Gehäuse, die mit den Anschlüssen verbunden sind, und ein dielektrisches Fluid im Gehäuse aufweist, das die Wicklungen durchtränkt, gekennzeichnet dadurch, daß in Kombination miteinander

a) die Y/icklung (10) ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten (metallischen Elektrodenvolistreifen) .metallischen Elektrodenfοliestreifen (11; 12; 34; 35; 43; 44) und ein Dielektrikum dazwischen aufweist, das nur aus einem Kunstharz besteht und mindestens einen Kunstharzstreifen (13; 14; 15; 16; 36; 37; 41) umfaßt;

t>) die Elektrodenfoliestreifen (11; 12; 34; 35; 43;44) ein Doppelmuster von fortlaufenden gleichmäßigen grübchenartigen Strukturen aneinander angrenzend auf ihrer Oberfläche aufweisen;

c) die grübchenartigen Strukturen eine Foliendicke,

die etv/a das 2- bis 10-fache der ursprünglichen Dicke beträgt, vor dem Aufwickeln in der Wicklung (10) ergeben;

d) der Kunstharzstreifen (13; 14; 15; 16; 36; 37; 41) Polypropylen enthält oder daraus besteht und auf einer seiner Oberflächen eine aufgerauhte Textur aufweist, die einen Filmwicklungsfaktor von mehr als etv/a 3,0 % ergibt; und

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e) das Fluid (21) aus der aus Estern und Kohlenwasserstoffen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

2· Elektrischer Kondensator nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzahl der Grübchen mehr als etwa 100 pro 2,54 cm Folienlänge beträgt, und die Tiefe der Grübchen im wesentlichen gleich ihrem Basisdurchmesser ist*

3* Elektrischer Kondensator nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Fluid (21) einen Ester als einen Bestandteil enthält·

4· Elektrischer Kondensator nach Punkt 1 öder 2, gekennzeichnet durch ein Fluid (21) mit einem Kohlenwasserstoff«

5· Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkt 4» gekennzeichnet durch ein Dielektrikum mit einem Paar Polypropylenfilmstreifen (13; 14; 15; 16; 36; 37; 41), deren jeder eine aufgerauhte Oberfläche und eine glatte Oberfläche aufweist und die derart angeordnet sind, daß eine rauhe Ober·=» fläche einer glatten Oberfläche benachbart ist»

6« Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkt 4 oder 5j gekennzeichnet dadurch, daß der Kohlenwasserstoff Diarylalkan enthält oder daraus besteht©

7* Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkt 4 oder 5» gekennzeichnet dadurch, daß der Kohlenwasserstoff ein Isopropyldiplienyl enthält oder daraus besteht«

2 19 16 0

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8· Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß

a) die Wicklung (10) ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Aluminiumfolieelektroden (11; 12; 34; 35» 43; 44) und ein Dielektrikum dazwischen aufweist, das nur aus einem Kunstharz besteht und ein Paar von benachbarten Polypropylenfilmstreifen (13; 14; 15; 16; 36; 37; 41) aufweist, deren jeder Oberflächenunregelmäßigkeiten auf seiner einen Oberfläche aufweist, und wobei die Unregelmäßigkeiten einen Filmwicklungsfaktor von etwa 10 bis 30 % ergeben;

b) die Elektrodenfoliestreifen (11; 12; 34; 35; 43; 44) " ein Doppelgrübchenmuster auf jeder Oberfläche von sehr kleinen, in engem Abstand voneinander angeordneten Grübchen aneinander angrenzend auf seinen Oberflächen aufweist;

c) die Grübchen eine Foliendicke ergeben, die das

2- bis 5-fache der ursprünglichen Dicke von 6 /am der Folie (57) vor dem Aufwickeln auf die Wicklung (10) beträgt«

9· Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkt 8, gekennzeichnet dadurch durch einen Wicklungsfaktor des zusammengebauten und durchtränkten Kondensators von etwa 5 bis 10 %«

10, Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkte 8 und 9₉ gekennzeichnet dadurch, daß die Grübchen in einem im wesentlichen fortlaufenden Huster von etwa 100 bis 500 Grübchen pro laufen-

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den 2,54 cm der Elektrodenfolie (11; 12; 34; 35; 43; 44) angeordnet sind·

11„ Elektrischer Kondensator-nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkt 8 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Aluminiumfolie-Elektroden (11; 12; 34; 35» 43; 44) eine glatte und eine mattierte Oberfläche aufweisen, und daß sie derart in der Wicklung (10) angeordnet sind, daß eine glatte Oberfläche einer mattierten Oberfläche gegenüberliegt, und daß ein Filmstreifen (13; 14; 15; 16; 36; 37; 41) seine rauhe Oberfläche benachbart zu einer glatten Oberfläche eines η ächsten Poliestreifens (11; 12; 34; 35; 43; 44) angeordnet hat·

12· Elektrischer Kondensator nach einem der vorhergehenden Punkte, insbesondere Punkt 8 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß die inneren und äußeren Oberflächen der Grübchen durch die Wechselwirkung von Stahlgrübchen oder Stahlhöckern auf einer Walze (48) geglättet wurden, die die Polie (57) in eine Kunst stoffwalze (50) in gleitender Beziehung eindrücken, die durch das Herausziehen der Polie (11; 12; 34; 35; 43; 44; 57) zwischen den genannten Walzen (48; 50) bewirkt wird.

13* Hochspannungs-Phasenschieberkondensator, der auf 50 bis 400 kvar bemessen ist, gekennzeichnet dadurch, daß

a) er ein Gehäuse (20) mit elektrischen Anschlüssen (22; 23; 27; 28) darauf und eine oder mehrere Kondensatorwicklungen (10) im Gehäuse (20) aufweist; die mit den Anschlüssen (22; 23; 27; 28) verbunden sind;

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"b) er ein dielektrisches Fluid (21) im Gehäuse (20) aufweist, daß die Wicklungen (10) durchtränkt;

c) die Wicklungen (10) ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten Aluminiumfolie-Elektrodenstreifen (11; 12; 34; 35; 43; 44) mit einem oder mehreren Kunstharzstreifen (13; 14; 15; 16; 36; 37; 41) dazwischen aufweisen;

d) die Kunstharzstreifen (13; H; 15; 16; 36; 37; 41)

Unregelmäßigkeiten in Form einer trüben Oberfläche auf v/eisen, die einen Filmwicklungsfaktor von etwa 10 bis 30 % ergeben;

e) die Elektrodenstreifen (11; 12; 34; 35; 43; 44) ein regelmäßiges Muster von erhabenen Grübchen auf ;jeder ihrer einander gegenüberliegenden Oberflächen aneinander angrenzend mit etwa 100 bis etwa 500 Grübchen pro 2,54 cm Folienlänge auf jeder ihrer Oberflächen aufweisen;

f) die Tiefe der Grübchen und der Basisdurchmesser der Grübchen im wesentlichen einander entsprechen;

g) die Grübchen eine erhöhte Foliendicke von etwa der 2- bis 5-fachen ursprünglichen Foliendicke von weniger als etwa 6 /um (0,25 mil) aufweisen·

Eeldiöiiriäen