DE1464398A1

DE1464398A1 - Coiled capacitor with a metallized coating and process for the production of coatings for wound capacitors

Info

Publication number: DE1464398A1
Application number: DE19631464398
Authority: DE
Inventors: Heinatz Dipl-Phys Hasso
Original assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN
Current assignee: ROEDERSTEIN KONDENSATOREN
Priority date: 1963-12-24
Filing date: 1963-12-24
Publication date: 1969-10-23

Description

Wickelkondensator mit aufmetallisiertem Belag und Verfahren zur Herstellung von Belägen für Wickelkondensatoren Es iot bekannt, daß Kondensatoren, bei denen ausheilfähig dünnem idetallbeläge 5-.uf Isolierstoffbändern aus Papier oder I#unststoffolie aufgebracht sind, Schwierigkeiten bereiten, wenn es nicht ;-eliii-t- ihre Kontaktierung zwiscnen den wetallbelagrändern und den üblicherweise auf die Stirn.seiten au-f,-espritzten Metallflächen an jeder Stelle des geaamten Wickelbahn-Kontaktierun,##srandes eir"w;--tfidfrei zu gestalten. Bei nicht 100 %ig einwandfreier Kontaktierung, wie sie im Prinzip in Figur 1 dargestellt ist, sucht sich z.B.-bei einer Entladung des-Kondensators der Strom stets den Weg mit dem niedrigsten Widerstand.Wound capacitor with a metallized coating and process for the production of coatings for wound capacitors It is known that capacitors, in which curable thin metal coatings are applied on insulating strips made of paper or plastic foil, cause difficulties if it is not; -eliii-t- their contacting between the wetallbelagrand the metal surfaces usually sprayed onto the front sides at every point of the entire winding path contacting, ## srandes eir "w; - tfid-free. If the contact is not 100 % perfect, As shown in principle in FIG. 1 , for example, when the capacitor is discharged, the current always seeks the path with the lowest resistance.

Figur 1 zeigt einen Abschn-Itt 1 eines metallisierten Folienbandes mit dein aufmetallisierten Belag 2 und dem metallfreien Isolierrand 3. Die auf die Stirnseite des Kondensators aufgeschoopte .',letallschicht 4 bzw. 41 erfaßt zwischen den Punkten 5 und 51 den 1.Iietallbelail- 2 nicht.FIG. 1 shows a section 1 of a metallized film strip with the metallized coating 2 and the metal-free insulating edge 3. The lethal layer 4 or 41, which is crept onto the end face of the capacitor, covers the 1st metallic coating between points 5 and 51 not.

Speziell bei Entladungen mit sehr geringem `Niderstand in der Entladungsbahn werden die Stellen 5 bzw. 51 strommäßig außerordeiitlich überlastet - die Stärke des 1"le-uallbelages liegt weit unter 0,1,g -, so daß der extreiii dünne Metallbelag dort wegbrennt. Da sich nach dem 'Jegbrennen eines kleinen Stückchens die grundsätzlichen Verhältnisse aber nur, verschlechtern, weil die stromabgebeiide, durch den itirnseitenkontakt nicht erfaßte Fläche inzwischen nach beiden Seiten größer ist, ist es nur eine Frage der Zeit, watin uer Belag völlig von der stirnseitig aufschoopierten letallschicht abgetrennt ist. Es ist einleuchtend, dal# selbst vor Erreichen des genannten Endstadiumo der Konciensator riur.-iienr eine sehr bedingte Betriebssicherheit hat; auf jeden Fall wird z.B. sein Verlustfaktor nit zune.Ihmendem Abbrennen des Kontaktierungsbelagrandes immer größer.Especially in the case of discharges with very low resistance in the discharge path, points 5 and 51 are extremely overloaded in terms of current - the thickness of the 1 "layer is far below 0.1 g - so that the extremely thin metal layer burns away there However, after a small piece has burned away, the basic conditions only worsen, because the downstream area, which is not covered by the frontal contact, is now larger on both sides, it is only a matter of time before the outer coating is completely removed from the lethal layer that has been chooped up on the frontal side It is evident that even before it reaches the final stage mentioned, the concentrator riur.-iienr has a very limited degree of operational reliability;

Bei der Fertigung derartiger Kondensatoren wird versucht, das stirnseitig aufgespritzte Kontaktmetall mit möglichst C) jeder Stelle des Wickel I bahn-Metallrändes in Kontakt zu bringen. läß dies 100 %ig zu erreichen sehr schwer ist, ist jedem Pachmanin'I#ekannt.' Es sind daher auch seit langem Gegenmaßnahmen bekannt geworden, die eine sicherere Kontaktier.ung, zwischen aufmetallisiertem Belag und den aufschoopierten Stirnmetallkontaktschichten durch Verstärkung des aufmetallisierten Belages,lediglich im Bereich seines Kontaktierungerandes vo.rsehen. Einer derartigen Maßnahme stehen jedoch in der Großfertigung erhebliche Schwierigkeiten gegenüber. Dies wird verständl-ich, wenn man berücksichtigt, daß zwecks Erzielung ausreichender Wirtschaftlichkeit derartige Folien nicht, für sich in der Breite, wie sie später im Wickel verwendet wird, metallisiert werden,*sondern daß'Isolierstoffbänder mit, der vielfachen Breite eines wickelfertigen Bandes verwendet werden. Hierbei ergibt sich die Notwendigkeit,.auf einem solch breiten Isolie'rstoffband eine relativ große-Anzahl derartiger Kantenverstärkungen vorzusehen.-Die erfindungegemäße MaLznahme zur Beseitigung dieser speziell bei Stoßstrom und -entladung entstehenden Nachteile besteht darin, daß ..luer zur Laufrichtung den metallisierten Isolier-Btoffbandes der bietallbelag durch schmale, sich übe r se ine gesamte Breite erstreckende metallfreie Streifen in eine Vielzahl von galvanisch bei noch fehlender Stirnseitenschoopierung voneinander isolierte Metallbelat;-Teilflächexi aufgeteilt ist, In Figur 2 ist dies im Prinzip dargestellt- Der Unterschied gegenüber Fig. 1 besteht lediglich in dem Vorhandensein metallfreier Streifen 61 61, 6" usw., Es ist einleuchtend, daß nach Fig. 2 lediglich bei den Metallbelag-Teilflächen 7 und 8 die Ürsprünglich dort vorhandene Kontaktierungsverbindung zwischen ihnen und der aufschoopierten Stirnmetallschicht wegbrennen kann, die anderen, links und rechts davon liegenden Felder jedoch in ihrer Kontaktierungsgüte auch bei Dauerbeanspruchung in keiner Weise beeinträchtigt werden, Die Breite der metallfreien Streifen 6 usw., deren gegenseitiger Abstand sowie ihre Lage inbezug auf die Isolierstoffband-Längskante (ob senkrecht dazu oder schräg, normalerweise wird es am zweckmäßigsten sein, die Streifen senkrecht zur Längskante anzuordnen) wird den jeweiligen technischen Gegebenheiten sinnvoll angepaßt. Es kann z.B. bei Wickeln mit sehr kleinem Wickeldorndurchmesser zweckmäßig sein, den gegenseitigen Abstand der metallfreien Streifen aaL Wickelanfang relativ klein zu halten, da dort auch der Windungsumfang relativ klein ist, und mit größerwerdendem Wickeldurchmesser den Abstand zu vergrößern* In jedem Falle wird man bestrebt sein, mit einem technisch vertretbaren Minimum auszukommen-, um u.a. die Kapazitätsausbeute der Belagflächen so groß wie irgendmöglich zu halten. Da es keinerlei Schwierigkeiten bereitet, die Streifen 6, 61 usw. mit einer Breite von weit unter 1 mm herzustellen, ist der Verlust an kapazitiv wirksamer Belagfläche effektiv ein außerordentlich geringer. Bei der-W4h1,der gegänseitigen' Abstände der metallfreien Stre#Ifäh#6, 61#'*uijw. komint'es darauf ant daß'söwohl die Belange hinälchtlich definiertet'-Kontaktie'run,g al# auch hinsichtlich Erzielung eines.optimalen Verlustfaktorwertes Berücksichtigung Zindeng s me a an Wann diä e Üllfreien Streifen erzeugt werden, h- gt zum Teil von* 'den !#"ezeebärien Illiärtigungsbedingungen ab.In the manufacture of capacitors of this type, an attempt is made to bring the contact metal sprayed onto the end face into contact with, if possible, C) every point of the coil / web metal edge. Let this be achieved 100 % is very difficult, is known to every Pachmanin'I # e. ' We have therefore also long countermeasures become known which, vo.rsehen a safer Kontaktier.ung between aufmetallisiertem covering and the aufschoopierten front metal contact layers by increasing the metalization coating, only in the area of his Kontaktierungerandes. However, such a measure is faced with considerable difficulties in large-scale production. This is understandable if one takes into account that, in order to achieve sufficient economy, such foils are not metallized in the width as they will later be used in the roll, but that insulating material tapes with the multiple width of a tape ready for winding are used will. This results in the need to provide a relatively large number of such edge reinforcements on such a wide insulating strip. The measure according to the invention for eliminating these disadvantages that arise especially in the case of surge currents and discharges is that the metallized insulation is closer to the running direction -Btoffbandes the bietallbelag by narrow to practice r se ine entire width extending metal-free strips in a plurality of galvanically at still missing Stirnseitenschoopierung insulated from each other Metallbelat; -Teilflächexi is divided, in Figure 2, this is in principle dargestellt- the difference from Fig. 1 consists only in the presence of metal-free strips 61, 61, 6 " , etc., It is evident that according to Fig. 2 only in the case of the metal covering partial surfaces 7 and 8 the contacting connection originally present there between them and the embossed front metal layer can burn away, the others, lying to the left and right of it However, the fields are not impaired in their contact quality in any way, even under continuous stress, The width of the metal-free strips 6 etc., their mutual spacing as well as their position in relation to the longitudinal edge of the insulating tape (whether perpendicular to it or at an angle, it will normally be most expedient to to arrange the strips perpendicular to the longitudinal edge) is appropriately adapted to the respective technical conditions. In the case of windings with a very small mandrel diameter, for example, it can be useful to keep the mutual spacing of the metal-free strips aaL the beginning of the winding relatively small, since the circumference of the winding is also relatively small there, and to increase the spacing as the winding diameter increases to get by with a technically justifiable minimum in order, among other things, to keep the capacity yield of the pavement surfaces as large as possible. Since there are no difficulties whatsoever in producing the strips 6, 61 etc. with a width of far less than 1 mm, the loss of capacitively effective covering area is effectively an extremely small amount. In der-W4h1, the mutual 'distances of the metal-free Stre # Ifäh # 6, 61 #' * uijw. komint'es it daß'söwohl the concerns hinälchtlich definiertet'-Kontaktie'run, g # al also with regard to obtaining ant eines.optimalen loss factor value into account Zindeng s me a to e When DIAE Üllfreien fringes are produced, h- gt part by * ' the! # "ezeebärien Illiärtungsbedingungen.

Es ist #grüÜdsätzli ch mög lic h#- sie I 'beim . M etalli#iervorgang unter Benutzuric geei-,-neter -Vorrichtuniferl äIsö von vorühereili metällfrei zu es ist aber -z*tuch müiic,Lig sie, z.B.' -unmittelbar vor oder nach dem Aufschneiden der üblic'Herw'"e'is'& eihit#e 10 'clii breiten Rolle, wie 'sie b e i.,11 jIe tall s'# iaren I . ver , W endet wird-- in'Breiten, wie sie ü ire beial' Wickeln des -.er,-dridärisato#rs benutZt werden, anzubringen. Auch, io t es # iaöglichp , sie -an der.Wickelmaschine -kurz vor den, Aufwickel-.n. des Kondensator-Wickels selbst.anzubringen. Die erfizidungsgemaße Art der !3eIazt'-Uiite:üteilurig ist grund-Sätz-Lich von uhderen',lujfüfiruiigeii einer Belagauftrennüng zu' uliter8c,heiden',' iai I t denen die Abtrennun eihes Zu-' nächst galvanisch über den selbst mit allen- an-' derei. 'Lytet*alibelu,(,'i-Teilf läc'i"en zusa'üiuienh---#n"enderi CD des wegen des in seinem erfolgenden Spannungsdürch-' schlages beabuichtigt ist. 1.a letzteren ealle handelt'es sich nicht um e in 17 o n t uk ti e vunve pro bl ein , aondern es #o11 ledi'lich verhindert wurdeii, da# im Falle-eines Durchschlages' in solch einem Teilfeld an der Eurchschlagsstelle.zu große elektrische Leistungen und damit Wärme-Folgeerscheinungen auftreten, welche die Spannungsfestigkeit des Kondensator-Wickels in unzulässiger könnten. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung ist esq dgl nicht ganzeinwandfrei kontaktierte Belagt,e.i.le.durch entsprechende elektrische Ausheil-Maßnahmen vom kapazitiv wirksamen Geoautbeiag abgetrennt, werden können, wodurch die Erzielung eines definierten Verlustfaktorwertes wesentlich erleichtert wird.It is # in principle possible # - you I 'with . M etalli # iervorgang under usuric suitable -, - neter - device uniferl ÄIsö from vorühereili metal-free to it is -z * cloth müiic, lig them, e.g. '-immediately before or after the cutting of the usual' main '"e'is'& eihit # e 10 'clii wide roll, such as' it 'in'Breiten wird-- # iaren I ver, W ends as it ü ire beial.' b e i, 11 s Jie tall winding the -.er. - dridärisato # rs uSED to mount also, it io t # iaöglichp she -an der.Wickelmaschine -short before, take-.n the condenser coil selbst.anzubringen the erfizidungsgemaße type of 3eIazt'-Uiite...!: uhderen ', lujfüfiruiigeii a covering separation to' uliter8c, heiden ',' iai I t which the separation is first of all galvanically over the self with all- 'derei.' Lytet * alibelu, (, 'i-Teilf läc'i "en zua'üiuienh --- # n" enderi CD which is due to the voltage breakthrough in its taking place. 1.a the latter is not all about e in 17 on t uk ti e vunve pro bl a , Rather, it was only prevented that in the event of a breakdown in such a subfield at the breakdown point, excessive electrical power and consequent heat effects would occur, which could reduce the dielectric strength of the capacitor winding. Another advantage of the embodiment according to the invention is the like, not completely flawlessly contacted covering, which can be separated from the capacitively effective geospatial treatment by appropriate electrical healing measures, whereby the achievement of a defined loss factor value is made much easier.

V'ersuche haben gezAgt, nah sich die Verwendung der avfindungsjamMen Lutallireien Streifen gut bew ihrt, : so daß auch oei lunganhaltunder Beanspruchung die Kontaktierung nicht allmählich ..EIir und wehr zerstört wird.Attempts have shown that the use of the avfindungsjamMen lutallire strips has proven to be successful : so that even under prolonged stress, the contact is not gradually destroyed.

Da der ZwecK der metallfreien Flächen darin bestohl, den infulge nicht einwandfreier Kontaktierung sich bei entsprechender Strunbeanspruchung ergebenden Belagrand7Abbrand zu, verhindern, ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die,,# genannten Plächen völlig metallfrei sind. Wenn z.B. i= Widerstund pro Flücheneinheit des Belages auf den vorzugsweise zonst metallfreien Flächen merklich höher ist als aufiden kapazitiv wirksamen Belagflächeng dann verhindert üer:merklich höhere Widerstand der Trennstreifen ebenfalls-einen-mit der Zeit fortschreitenden Albrand des Kontaktierungsrandes über einen unerwanschi großen Teil der Windungsgesamtlängee 1 Since the purpose of the metal-free surfaces is to prevent the surface edge from burning off due to incorrect contact with corresponding stress, it is not absolutely necessary for the surfaces mentioned to be completely metal-free. If, for example, i = resistance per surface unit of the covering on the preferably essentially metal-free surfaces is noticeably higher than on the capacitively effective covering surfaces, then over: noticeably higher resistance of the separating strips also prevents-a-progressive Albrand of the contacting edge over an unexpectedly large part of the total winding length 1

Claims

P ate nt to the p r ü c he winding capacitor with at least one curable thinly metallized on an insulating tape made of wallpaper or plastic and a metal contacting layer sprayed onto at least one capacitor winding end face in direct contact with the curable coating, characterized that the covering is divided into a plurality of covering sub-areas by strips of any shape, preferably perpendicular to the longitudinal edge of the insulating material tape, or strips having a higher resistance than that of a covering portion of the same area and extending over the entire covering width.

2. wound capacitor according to claim 1, characterized in that the distances between the metal-free strips are equal to one another. 3. Winding capacitor according to claim 1, characterized in that the distances between the metal-free disputes become larger as the outer diameter progressively increases during winding. 4. Winding capacitor according to claims 1-3, characterized in that the mutual minimum spacing of the metal-free strips is 1 mm '. 5. A method for producing linings for wound condensate according to claims 1-49 characterized in that the metal-free strips are cut out when a large number of mutually parallel metal linings are applied to a wide roll of insulating material. 6. Method for producing linings for wound capacitors according to claims 1-4, characterized in that the metal-free strips are produced immediately before or after the cutting of the wide roll into a plurality of winding-wide rolls, 7. Process for the production of coverings for wound capacitors according to claims 1-4, characterized in, that the metal-free strips are produced directly on the winding machine immediately before the capacitor winding is manufactured.