DD151671A1

DD151671A1 - WRAPPING OR STACKING CONDENSER

Info

Publication number: DD151671A1
Application number: DD22200880A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Wondrejz; Ulf Buschner; Otto Pickrodt
Original assignee: Wolfgang Wondrejz; Ulf Buschner; Otto Pickrodt
Priority date: 1980-06-20
Filing date: 1980-06-20
Publication date: 1981-10-28

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.The invention relates to a two-layer, self-healing electrical winding or stacked capacitor, as it is widely used in electrical engineering. The aim of the invention is to provide an electrical capacitor which is inexpensive to produce for the metal paper capacitor manufacturing work equipment and has a high reliability. By the invention, a capacitor is to be created, which is suitable for higher rated voltages without the Selbstheilfaehigkeit is reduced. According to the invention, the object is achieved in that the proportion of Impraegniermittel, which is located in the electric field of the capacitor and has direct contact with the metallized on the insulating tape covering layer is minimal, and that located in the electric field of the capacitor Impraegniermittelspalt between two Isolierstoffbaendern has no direct contact with one of the metallized coating layers.

Description

Wiоке1- oder StapelkondensatorWioke1 or stacked capacitor

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen zweilagigen, selbstheilfähigen, imprägnierfähigen elektrischen Wickel- oder Stapelkondensator· Derartige Kondensatoren finden vielfach in der Elektrotechnik Verwendung.The invention relates to a two-layer, self-healing, impregnable electric winding or stacked capacitor. Such capacitors are widely used in electrical engineering.

Characteristic of the known technical solutions

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«Lückel or stacked capacitors with different structure and different mode of action have long been known tmd in practice common practice. Thus z * B _{# is described} in DD-PS 121 219 a capacitor which is to be applicable at higher rated AC voltage and cost-effective to manufacture * The capacitor consists of two single-layer, metallized on both sides insulating strips on both sides of a metal-free edge strip arranged in such a way that sufficient insulation of both metal surfaces of one insulating strip is produced against each other «

Jedes der beiden Isolierstoffbänder stellt dabei für sich betrachtet einen Kondensator dar«Each of the two insulating strips represents a capacitor in itself. "

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«The proposed solution is based on the basic idea to move the intermediate column in the wound capacitor in the field-free space in order to achieve the desired improvement in the performance of the capacitor · This, however, involves considerable technical effort «

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·The preparation of the insulating tape described in DD-PS 121 219 is technologically difficult, since at the winding start and end must be made by Yiegbrennen the metal coating transverse to the direction of tape strip insulating. The insulating tape is on both sides or the two sides of the strip are to be metallized successively, which requires a precisely defined position of the coating-free edge strips of the two hinge sides to each other during metallization · This requires a considerable technical effort ·

Object of the invention

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.It is an object of the invention to provide an electrical capacitor which is inexpensive to produce customary for the metal-paper capacitor production work equipment and has a high operational reliability.

Explanation of the VY es of the invention

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,The invention has for its object to provide a capacitor for higher rated voltages, which has favorable electrical parameters in continuous operation without reducing the self-healing ability · According to the invention the object is achieved

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·that the proportion of impregnating agent, which is located in the electrical PeId of the capacitor and has direct contact with the metallized on the insulating tape covering layer, is minimal and that located in the electric field of the capacitor impregnating gap between two Isolierstoffbändern no direct contact with one of aufmetallisierten Has covering layers ·

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«The solution according to the invention initially starts from the knowledge that the long-term stability of the capacitor in continuous operation is determined by β a weakest dielectric component, the spaces between the individual winding layers. The use of impregnating agents indeed improves the glow voltage behavior since they fill in cavities of the dielectric mold and thus increase the Glimmeinsatzspannung, in continuous operation, it is just the impregnating agent that - especially in places of greatest inhomogeneity of the electric field - is slowly decomposed, splits off gases and thus damage the dielectric to total failure «

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·An attempt is made to reduce this "gassing behavior" by means of suitable impregnating agents or impregnating agent additives. The general removal of intermediate gaps from the electrical layer is an improvement, but must be compensated for by the considerable technical effort already described. As a result of the surface finish of the paper , the Vacuum-deposited metal coating points and edges, which are degraded in the operation of the capacitor ^"11 · cause is the locally very excessive field strength · But it is precisely there is purely geometrically given particularly low a Imprägniermittelanhäufung, leading to life-limiting Imprägniermittelzersetzung ·

Auch bei Einsatz besonders spannungsfester, hochsatinierter Papiere, sogenannte •^tglatte"Papiere, wird die homogene Oberfläche - technologisch bedingt - gestört bzw· geschädigt»Even with the use of particularly stress-resistant, highly-satinised papers, so-called " ^t " smooth "papers, the homogeneous surface is - for technological reasons - disturbed or damaged»

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·It is known that the degree of gloss decreases even over a longer period of time due to the storage of smooth papers. The drying, just as the metallization, represents a disturbance in the paper surface, since the withdrawal of the water deposited on the paper fibers causes a paper fiber shrinkage. smooth ¹¹ papers are covering tips not generally preventable · When Imprägniermittelzersetzung arises u · a. water and thus causing the coating degradation is favored oxygen ·

embodiment

Die Erfindung soll an еіпеш Ausführungsbeispiel näher erläutert werden·The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment.

Die dazugehörigen Zeichnungen stellen im einzelnen folgendes dar»The accompanying drawings represent in detail the following »

Fig· 1; Erfindungsgemäßer Kondensator'im Querschnitt Pig· 2ί Y/ickelhers teilung des erfindungs gemäß en KondensatorsFig. 1; Capacitor according to the invention in the cross-section Pig · 2ί Y / ickelhers division of fiction, according to en capacitor

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·In this case, in Figure 1 impregnable, equivalent Isolierstoffbänder 1, preferably condenser paper the density by 1 »33 g / cm, and metallized coatings 2 and 3, wherein the resulting conductance of the two adjacent pads 2 and 3 between 0.15 and 0, 25 S, so that the self-healing ability is guaranteed. Zinc is preferably used as lining metal.

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-Furthermore, there is a gap 4 in the electric field without direct contact with metallized coverings. The winding must be very strong, so that the subsequent roll impregnation leads to sufficient entanglement of the paper fibers in the gap 4 and thus largely suppresses an oil layer through the swollen, impregnated paper and the decomposition products are not formed directly on the metal coating · In the gap 4, there are largely homogeneous field strength ratios.

nisse, dabei spielt der Spalt 5, der sich zwischen zwei aneinanderliegenden Belägen befindet, dielektrisch eine untergeordnete Rolle·Nisse, while the gap 5, which is located between two adjacent pads dielectrically plays a minor role ·

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.The arrangement of the Isolierstoffbänder is chosen so that by means of a lateral offset an end-side contacting is possible · dielectrically, it is the capacitor according to the invention thus a two-layer structure, which has over the insert structure essential, already known advantages.

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·The winding shown in Figure 2 shows the arrangement of core tube 6, the pressure rollers 7, which do not rest directly on the metal coating during the winding production, as well as the wrapped end of the winding 8 and the closing paper or cover paper forming 9 ·

Der fertige Wickel wird vor dem Kontaktieren auf 100 bis 120⁰C in geeigneten Schablonen erwärmt, bevorzugt bei Unterdruck, und dadurch bereits vorgetrocknet·The finished roll is heated to 100 to 120 ^° C. in suitable stencils before being contacted, preferably under reduced pressure, and thereby already predried.

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«The final contact is made on the heated coils, on the one hand to achieve a good contact and on the other hand to prevent subsequent absorption of moisture of the already pre-dried coil after cooling «

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*Overall, the capacitor according to the invention is characterized in that it can be produced cost-effectively, using the usual means for the metal paper capacitor production work equipment, and also has a high operational reliability *

Claims

Erfindunffsanspruch

1 · Two-layer electrical winding or stacked capacitor, consisting of impregnated metallized impregnated tapes, winding end contacted with a metal, characterized in that the proportion of impregnant in the electric field of the capacitor, which is in direct contact with the metallized on the insulating tape coating layer, minimal and that the impregnating agent gap located in the electrical conductor of the capacitor has no direct contact with one of the metallized covering layers *

2 capacitor according to item 1, characterized in that capacitor paper of higher density, preferably around 1.33 g / cm, is used as the impregnable insulating tape.

3 · Condenser according to items 1 and 2, characterized in that the winding layers are stacked very close to each other and thus the proportion of impregnating agent is very small in comparison with the paper fiber content «

4. Capacitor according to points 1 to 3, characterized in that the total pad conductivity resulting from two contiguous, metallized coating layers in the capacitance-forming region is between 0.15 and 0.25 S.

For this 1 page