DE1439334A1 - Elektrischer Wickelkondensator fuer Wechselspannungsbetrieb - Google Patents

Description

• Elektrischer Wickelkondensator für Wechselspannungsbetrieb Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen, insbeaondere regenerierfähigen Wickelkondensator für Wechselepannungebetriebe Beim Betrieb von Illechselspannüngskondensatoren - besonders ausgeprägt bei Metallpapier-Kondensatoren - stellen sich im Kondensatorelenent ortsabhängig unterschiedliche Imperaturen ein, bedingt durch die Eigenerwärmung im aktiven Kondensatorteii und durch die ortsabhängig unterschiedlichen Voraussetzungen für die Ableitung der erzeugten Wärme. Insbesondere. bei Betrieb des Kondensators in der Nähe seiner oberen Grenztemperatur oder darüber ist der örtliche Bereich mit der höchsten Temperatur besonders beansprucht bzrr. gefährdet. Die Lebensdauer de, Kondensators wird in der Regel durch die Lebensdauer dieses thermisch stark beanspruchten Bereiches bestimmt. Durch die stärkere Erhitzung wachsen die Verluste im Dielektrikum; hierdurch wird nochmals die Temperatur erhöht, bis die bei hohen Temperaturen verminderte elektrische Festigkeit dann zum Durchschlag führt. Daneben werden durch die örtlich erhöhte Temperatur chemische und mechanische Prozesse im Dielektrikum gefördert, die zu dessen vorzeitiger Zerstörung beitragen.
• Diese thermisch besonders beanspruchten und daher gefährdeten Teile liegen beispielsweise bei zylindrischen Wickelkondensatoren üblichen Aufbaus im innersten Drittel des aktiven Wickelteils. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die örtliche Erhitzung mit Wechaelapannung belasteter Kondensatoren zu vermindern oder unschädlich zu machen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß erfindungsgemäß innerhalb des Bereiches des Wickels, der sich am stärksten erwärmt, und auf diesnn Bereich beschränkt die Erwärmung durch Verstärkung des Dielektrikums und/oder Kühlmaßnahmen herabgesetzt wird.
• Man kann durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreichen, daß alle Teile des Kondensator: im wesentlichen gleichmäßig belastet werden. Obwohl die Maßnahmen nur auf die an sich thermisch an ständen belasteten Teile des Kondensators beschränkt sind, wird hierdurch die Leistungsfähigkeit des Kondensators insgesamt erhöht und dessen Lebensdauer verlängert. Durch Verstärkung des Dielektrikum: an den gefährdeten Teilen wird dort einerseits die dort umgesetzte Verlustenergie und die dadurch auftretende Erwärmung herabgesetzt und andererseits die Durchschlagsfestigkeit so erhöht, daß auch bei auftretender Erwärmung nicht so schnell eine Gefährdung des Kondensators eintritt.
• Die Maßnahmen zur lokalen Kühlung des Kondensatom können vorzugsvreise darin bestehen, daß in die besonders gefährdeten Teile des Kondensators zusätzlich eine einseitig überotehende LIetallfolie eingelegt wird, die die im Kondensator entstehende Wärme ableitet. Beispielsreise kann bei einem zylinderoymmetrischen Vlickelkendensator im innersten Drittel des aktiven Teils de.s Wickels eine-einseitig überstehende Metallfolie beim Wikkeln eingeschossen werden, die später von der Stirnkontaktschicht voll erfaßt wird und auf diesem Weg die Wärme ableitet. Bei - WickelkondeiAW@VpA, , @qxprl Belegungen aus_ aufgedampften TIe_tallschichten bestehen, kann die zur- Kühlung angeordnete Metallfolie entweder unmittelbar-auf der einen. 8elegung aufliegen-oder durch Isolierfolien eines-mehrlagigen Dielektrikuns von. beiden Belegungen isoliert seine Um eine besonders gleichmäßige Erwärmung-des Kondensatorkörpers zu erreichen, kann man den Kondensator in Zonen unterschiedlicher Erwärmung bzw. unterschiedlicher thermischer Belastung unterteilen und die Verstärkung des Dielektrzkuhs und/ oder die-Kühlmaßnahmen dementsprechend abstufen, beispielsweise durch entsprechende Abstufung der Lagenzahl der eingeschossenen zusätzlichen Dielektrikumsbänder oder durch die .Eigenschaften der zur Verstärkung benützten DielektrikunN-folien, gegebenenfalls in Zusammenhang mit den zusätzlich angewendeten Kühlmaßnahmen.-Zur weiteren Erläuterung der Erfindung kann die Figur dienen. In der Figur ist ein erfindungsgemäß aufgebauter Kondensator mit aufmetallisierten PYZetallschichten 2 und 4. al:s Belegungen dargestellt, bei der im inneren Drittel de: aktiven Kondensatorwickelu das Dielektrikum 1 lokal verstärkt ist. Weiterhin sind dort zur Abführung der im Wickel erzeugten Wärme seitlich überstehende Metzllfolienlagen 3 angeordnet, die von der Stirnkontaktschicht 6 erf-aßt werden und auf diesen Weg die Wärme abführen. Die Stirnkontaktschicht 6 dient im übrigen zur Kontaktierung der Belegung 4 und die Stirnkontaktschicht 5 zur Kontaktierung der Belegung -2. In dem gezeichneten Beispiel sind Oöwohl Metallfolien zur Abführung der Verlustwärme in den Wickel eingeschlossen als auch das Dielektrikum verstärkt. In vielen Fällen reicht jedoch bereits eine dieser Maßnahmen aus, um eine gleichmäßige Verteilung der Wärmebelastung zu erreichai.

Claims (5)

1. Patentansprüche 1 . Elektrischer, insbesondere regenericriähiger Wickelkondensator für Wechselspannungsbctrieb, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Bereiche des Wickels, die sich am stärksten erwärmen, und auf diese Bereiche beschränkt die Erwärmung durch Verstärkung des Dielektrikums und/oder Kühlmaßnahmen herabgesetzt wird.
2. 2. Elektrischer. Wickelköndensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall eines zylindersymmetrischen Wickelkondensators die Erwärmung in inneren Drittel des aktiven Teils des Wickels
3. 3. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des sich am stärksten erwärmenden Teils des Wickels einseitig über die Stirnseiten überstehende Metallfolien eingewickelt werden.
4. 4. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die überstehenden Metallfolien mit einer Stirnkontaktschieht verbunden sind.
5. 5. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum abgestuft nach der Stärke der Erwärmung verstärkt ist.