DD151671A1 - Wickel-oder stapelkondensator - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen zweilagigen, selbstheilfaehigen elektrischen Wickel- oder Stapelkondensator, wie er vielfach in der Elektrotechnik verwendet wird. Ziel der Erfindung ist es, einen elektrischen Kondensator zu schaffen, der kostenguenstig mit fuer die Metallpapier-Kondensatorenfertigung ueblichen Arbeitsmitteln herstellbar ist und eine hohe Zuverlaessigkeit aufweist. Durch die Erfindung soll ein Kondensator geschaffen werden, der fuer hoehere Nennspannungen geeignet ist, ohne dass die Selbstheilfaehigkeit verringert wird. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass der Anteil an Impraegniermittel, der sich im elektrischen Feld des Kondensators befindet und der unmittelbar Kontakt mit der auf das Isolierstoffband aufmetallisierten Belagschicht hat, minimal ist, und dass der im elektrischen Feld des Kondensators befindliche Impraegniermittelspalt zwischen zwei Isolierstoffbaendern keinen unmittelbaren Kontakt zu einer der aufmetallisierten Belagschichten aufweist.

Description

Wiоке1- oder Stapelkondensator

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen zweilagigen, selbstheilfähigen, imprägnierfähigen elektrischen Wickel- oder Stapelkondensator· Derartige Kondensatoren finden vielfach in der Elektrotechnik Verwendung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

lückel- oder Stapelkondensatoren mit unterschiedlichem Aufbau und verschiedener Wirkungsweise sind schon seit langem bekannt tmd in der Praxis allgemein üblich. So ist z* B_# in, der DD-PS 121 219 ein Kondensator beschrieben, der bei höherer Nennwechselspannung anwendbar sein soll und in der Herstellung kostengünstig erscheint* Der Kondensator besteht aus zwei einlagigen, beidseitig metallisierten Isolierstoffbändern, die auf beiden Seiten einen metallfreien Randstreifen aufweisen, der so angeordnet ist, daß eine ausreichende Isolation beider Metallbeläge eines Isolierstoffbandes gegeneinander entsteht«

Jedes der beiden Isolierstoffbänder stellt dabei für sich betrachtet einen Kondensator dar«

Die vorgeschlagene Lösung geht von den Grundgedanken aus, die Zwischenspalte im Wickelkondensator in den feldfreien Raum zu verlegen, um die gewünschte Verbesserung des Betriebsverhaltens des Kondensators zu erreichen· Dies ist aber mit erheblichem technischen Aufwand verbunden«

Die Herstellung des in der DD-PS 121 219 beschriebenen Isolierstoffbandes ist technologisch schwierig, da am Wickelanfang und -ende durch Yiegbrennen des Metallbelages quer zur Bandlaufrichtung Isolierstreifen hergestellt werden müssen. Das Isolierstoffband ist beidseitig bzw· die beiden Bandseiten sind nacheinander zu metallisieren, das eine genau definierte Lage der belagfreien Randstreifen der beiden Bandseiten zueinander beim Metallisieren erfordert· Dies setzt einen erheblichen technischen Aufwand voraus·

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung einen elektrischen Kondensator zu schaffen, der kostengünstig mit für die Metallpapier-Kondensatorenfertigung üblichen Arbeitsmitteln herstellbar ist und eine hohe Betriebszuverlässigkeit aufweist.

Darlegung des VY es ens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kondensator für höhere Nennspannungen zu schaffen, der ohne Verringerung der Selbstheilfähigkeit günstige elektrische Parameter im Dauerbetrieb besitzt· Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,

daß der Anteil an Imprägniermittel, der sich im elektrischen PeId des Kondensators befindet und der unmittelbaren Kontakt mit der auf das Isolierstoffband aufmetallisierten Belagschicht hat, minimal ist und daß der sich im elektrischen Feld des Kondensators befindliche Imprägniermittelspalt zwischen zwei Isolierstoffbändern keinen unmittelbaren Kontakt zu einer der aufmetallisierten Belagschichten aufweist·

Die erfindungsgemäße Lösung geht zunächst von der Erkenntnis aus, daß die Langzeitstabilität des Kondensators im Dauerbetrieb durch β eine schwächste dielektrische Komponente, den Zwischenräumen der einzelnen Wickellagen, bestimmt wird· Die Vervrendung von Imprägniermitteln verbessert zwar das Glimmspannungsverhalten, da sie Hohlräume des Dielektriktims ausfüllen und damit die Glimmeinsatzspannung heraufsetzen, im Dauerbetrieb ist es aber gerade das Imprägniermittel, daß - insbesondere an Stellen größter Inhomogenität des elektrischen Feldes - langsam zersetzt wird, Gase abspaltet und damit das Dielektrikum bis zum Totalausfall schädigt«

Es wird versucht, durch geeignete Imprägniermittel bzw, Imprägniermittelzusätze dieses "Gasungs-Verhalten" zu vermindern· Die generelle Herausnahme von Zwischenspalten aus dem elektrischen PeId ist zwar eine Verbesserung, muß jedoch mit dem bereits beschriebenen erheblichen technischen Aufwand ausgeglichen werden· Infolge der Oberflächenbeschaffenheit des Papieres weist der aufmetallisierte Metallbelag Spitzen und Kanten auf, die im Betrieb des Kondensators "abgebaut¹¹ werden· Ursache ist die örtlich sehr überhöhte Feldstärke· Aber gerade dort ist eine Imprägniermittelanhäufung rein geometrisch besonders günstig gegeben, das zur lebensdauerbegrenzenden Imprägniermittelzersetzung führt·

Auch bei Einsatz besonders spannungsfester, hochsatinierter Papiere, sogenannte •^tglatte"Papiere, wird die homogene Oberfläche - technologisch bedingt - gestört bzw· geschädigt»

Es ist bekannt, daß schon durch die Lagerung glatter Papiere über einen längeren Zeitraum der Glanzgrad abnimmt· Die Trocknung, ebenso die Metallisierung, stellen eine Störung in der Papieroberfläche dar, da der Entzug des an den Papierfasern angelagerten Wassers eine Papierfaserschrumpfung bewirkt· Auch bei "glatten¹¹ Papieren sind Belagspitzen nicht generell vermeidbar· Bei der Imprägniermittelzersetzung entsteht u· a. Wasser und damit auch Sauerstoff, wodurch der Belagabbau begünstigt wird·

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an еіпеш Ausführungsbeispiel näher erläutert werden·

Die dazugehörigen Zeichnungen stellen im einzelnen folgendes dar»

Fig· 1; Erfindungsgemäßer Kondensator'im Querschnitt Pig· 2ί Y/ickelhers teilung des erfindungs gemäß en Kondensators

Dabei sind in Figur 1 imprägnierfähige, gleichwertige Isolierstoffbänder 1, bevorzugt Kondensatorpapier der Dichte um 1»33 g/cm , und metallisierte Beläge 2 und 3 dargestellt, wobei der resultierende Leitwert der beiden aneinander liegenden Beläge 2 und 3 zwischen 0,15 und 0,25 S betragen soll, damit die Selbstheilfähigkeit gewährleistet bleibt. Bevorzugt wird Zink als Belagmetall verwendet·

Weiterhin ist im elektrischen Feld ein Spalt 4 ohne unmittelbare Berührung mit metallisierten Belägen vorhanden· Die Wicklung muß sehr fest sein, so daß die spätere Wickelimprägnierung zu einer ausreichenden Verfilzung der Papierfasern im Spalt 4 führt und damit eine Ölschicht durch das aufgequollene, imprägnierte Papier weitgehend unterdrückt und die Abbauprodukte nicht unmittelbar am Metallbelag gebildet werden· Im Spalt 4 bestehen weitestgehend homogene Feldstärkenverhält-

nisse, dabei spielt der Spalt 5, der sich zwischen zwei aneinanderliegenden Belägen befindet, dielektrisch eine untergeordnete Rolle·

Die Anordnung der Isolierstoffbänder ist so gewählt, daß mittels eines seitlichen Versatzes eine stirnseitige Kontaktierung möglich ist· Dielektrisch betrachtet handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Kondensator also um einen zweilagigen Aufbau, der gegenüber dem Einlagenaufbau wesentliche, bereits bekannte Vorteile aufweist.

Der in Figur 2 dargestellte Wickel zeigt die Anordnung von Kernrohr 6, den Anpreßrollen 7, die bei der Wickelherstellung nicht unmittelbar auf dem Metallbelag aufliegen, sowie den eingeschlagenen Wickelanfang 8 und das den Verschluß oder Abschluß bildende Deckpapier 9·

Der fertige Wickel wird vor dem Kontaktieren auf 100 bis 120⁰C in geeigneten Schablonen erwärmt, bevorzugt bei Unterdruck, und dadurch bereits vorgetrocknet·

Die abschließende Kontaktierung wird an den erwärmten Wickeln vorgenommen, um einerseits eine gute Kontaktgabe zu erreichen und andererseits eine nachträgliche Aufnahme von Feuchtigkeit des bereits vorgetrockneten Wickels nach der Abkühlung zu verhindern«

Insgesamt zeichnet sich der erfindungsgemäße Kondensator dadurch aus, daß er kostengünstig, unter Anwendung der für die Metallpapier-Kondensatorfertigung üblichen Arbeitsmittel, herstellbar ist und darüber hinaus eine hohe Betriebszuverlässigkeit besitzt*

Claims (4)

Erfindunffsanspruch

1· Zweilagiger elektrischer Wickel- oder Stapelkondensator, bestehend aus einseitig metallisierten imprägnierfähigen Isolierstoffbändern, wickelstirnseitig mit einem Metall kontaktiert, gekennzeichnet dadurch, daß der Anteil an Imprägniermittel im elektrischen Feld des Kondensators, der im unmittelbaren Kontakt mit der auf das Isolierstoffband aufmetallisierten Belagschicht steht, minimal ist und daß der sich im elektrischen PeId des Kondensators befindliche Imprägniermittelspalt keinen unmittelbaren Kontakt zu einer der aufmetallisierten Belagschichten aufweist*

2· Kondensator nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als imprägnierfähiges Isolierstoffband Kondensatorpapier höherer Dichte, vorzugsweise um 1,33 g/cm, verwendet wird·

3· Kondensator nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Wickellagen sehr dicht übereinander geschichtet sind und damit der Imprägniermittelanteil im Vergleich zum Papierfaseranteil sehr klein ist«

4· Kondensator nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der aus zwei aneinander liegenden, metallisierten Belagschichten resultierende Gesamtbelagleitwert im kapazitätsbildenden Bereich zwischen 0,15 und 0,25 S beträgt«

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