DE1564808A1 - Sicherung fuer elektrische Kondensatoren - Google Patents

Description

• Sicherung für elektrische Kondensatoren.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherung für einen in ein Gehäuse eingebauten elektrischen Kondensator, insbesondere Wickelkondensator, die bei unzulässiger Drucksteigei^ung im Gehäuse durch Ausdehnung eines nachgiebigen Gehäuseteils die Stromzuführung unterbricht. Ein Bedürfnis für solche Sicherungen besteht beispielsweise bei der Verwendung von Kondensatoren in Schaltungen mit Entladungslampen, z.B. Zeuchtstofflampen.
• Bei imprägnierten Becherkondensatoren besteht die Gefahr, daß bei übermäßiger Wärme infolge Überlastung, bei überhöhter Betriebsspannung oder bei Durchschlägen im Kondensatordielektrikum Gase und Dämpfe erzeugt werden. Hierdurch kann'.im Gehäuse ein Überdruck entstehen, wenn für* die erzeugten Gase und Dämpfe keine Expansionsmöglichkeit vorhanden ist. Gegebenenfalls kann der Druck so stark anwachsen, daß das Gehäuse explosionsartig aufreißt und der Kondensatorkörper in Brand gerät, sofern eine rechtzeitige Abtrennung von der anliegenden Spannung nicht erfolgt. Es wird deshalb auf vielen Gebieten der Elektrotechnik die rechtzeitige Abschaltung üer Kondensatoren von Spannung bei innerem Überdruck durch eine besondere Schaltvorrichtung gefordert. Bekannte Lösungen benutzen den im Gehäuseentstehenden Druck zur Betätigung membranähnlicher Gebilde, an denen die Stromzuführungen für die Konfensatorbelegungen befestigt sind und die beim Ausdehnen die Stromzuführung zum Kondensator unterbrechen. Hierzu wird beispielsweise der Deckel des Kondensators oder auch ein anderer Gehäuseteil nachgiebig ausgebildet, der bei entstehendem Überdruck ausweichen kann und dabei eine entsprechend ausgestaltete Stromzuführung zu einer Kondensatorbelegung unterbricht.
• So wird bei einer bekannten Abschaltvorrichtung dieser Art ein im Kondensatorstromkreis liegender innerer Stromleiter mit einer Sollbruchstelle, z.B. einer Kerbe oder Lötstelle, versehen .ind mittels eines oder mehrerer mit einer sich ausbaucb.:-:den Gehäusewand verbundenen Zugglieder an der Sollbruchstelle zerrissen (DBP 974 715, 975 024, 975 029, 1 019 753; DAS 1 001 770; DBGM 1 870 507). Bei einer anderen bekannten Ausführungsform ist die innere Anschlußleitung mit einem Ende mit einer Membrane fest verbunden, mit dem anderen Ende in einem itemmgleitsitz verankert, so daß bei Auswölbung der Membrane, z.$. des Deckels, das betreffende Ende aus diesem Klemmgleitsitz gezogen und die Stromzuführung abgeschaltet wird (DBGM 1 933 705).
• Die bekannten Konstruktionen sind verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und schwierig montierbar. Außerdem muß in den bekannten rällen wegen der erforderlichen Zugglieder bzw. der straffen ?üührung der inneren Anschlußleitung eire verhältnismäßig große Druckkraft aufgebracht werden, sofern eine absolute Abschaltsicherheit erzielt werden soll. 2"-äesehen von diesen Nachteilen ist es fragwürdig, ob diese Abschaltvorrichtungen, die zudem noch verhältn."-smäPig teuer sind, noch einen sicheren Explosionsschutz gewährleisten, wenn starke Beanspruchungen, wie z.B. durch Stoß, auftreten, da sich hierdurch die Justierung verändern kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden. Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Sicherung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß der nachgiebige Gehäuseteil bei antstehendem Überdruck im Gehäuse einen mit der Kondensatorbelegunz elektrisch verbundenen Druckkontakt so weit von seiner Kontaktlage abhebt, daß die elektrische Verbindung zwischen Stromzuführung und Kondensatorbelegung unterbrochen wird. -Vorzugsweise- wird weiter vorgeschlagen, mindestens einen inneren Anschluß als Druckkontakt auszubilden und diesen im Normalzustand mit einem Ende am nachgiebigen Gehäuseteil zu befestigen und mit dem anderen Ende auf dem hervorstehenden Rand der Kondensatorbelegung zu lagern.
• Zwe-ekmäßigerweise wird durch geeignete Formgebung und Anordnung der Kondens utorbel egung dafür gesorgt, daß sich das freie Ende des Druckic--ntaktes in der Kondensatorbelegung verankern kann. Hierzu kann der =@ @-@wo @qseh:3de Rand der Kondensatorbelegung mit einer mec..3 i;@ct@.en Kontaktschicht versehen werden, wie es an sich bei Wickelkondensatoren mit Stirnseitenkontaktierung bekannt ist. Weitere Einzelheiten der Erfindung seien anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren erläutert, die besonders vorteilhafte, in den Unteransprüchen gekennzeichnete Ausführungsbeispiele zeigen.
• In Fig. 1a und Fig. 1b sind in zwei Ansichten die wesentlichen Sicherungsteile einer vorteilhaften Ausführungsform dargestellt. Fig. 2a zeigt*einen Kondensator mit eingebauter Sicherung. Fig. 2b zeigt nochmals diesen Kondensator, bei dem aber die Sicherung durch eine Gasentwicklung im Gehäuse betätigt worden ist.
• Fig. 3 und Fig. 4 zeigen zwei weitere vorteilhafte Ausführungsformen für eine Sicherung gemäß der@Erfindung. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile.
• Im nachgiebigen Gehäueeteil 1, der z.B. in Form einer Platte den Kondensatorbecher 2 abschließt, ist das Durchführungselement 3 eingelassen. Es kann z.B. aus einem lötbaren :i-etallrohrniet bestehen, an dessen einem Ende der äußere Anschluß 4, z.B. eine Lötöse, und am anderen Ende der Druckkontakt befestigt ist, der in Fig. 1a und 1b aus einem vorgespannten Federelement 5 besteht.
• Die Vorsppannung dieses Federelementes soll vorzugsweise so bemessen sein, daß der beim Ausdehnen des nachgiebigen Gehäuseteils 1 zurückgelegte Weg größer ist als die beim Entspannen des Federelementes 5 von dessen freiem Ende 5a# zurückgelegte Strecke. Da das freie Ende des Federelementes auf dem hervorstehenden Rand der Kondensatorbelegung bzw. deren Kontaktschicht 6 federnd gelagert ist, führt.die Ausdehnung des nachgiebigen Gehäuseteils 1 bei entstehendem Überdruck im Gehäuse zum Abheben des Druckkontakts von seiner Kontaktlage. Das Federelement 5 besteht zweckmäßigerweise aus einer im,wesentlichen V-förmig gebogenen Band- oder Drahtfeder.
• Füreine elektrisch einwandfreie Kontaktierung ist es notwendig, die Federkraft des Federelementes 5 so groß zu wählen, daß sich das freie Ende des Federelementes in der Kondensatorbelegung bzw. deren Kontaktschicht verankern kann.-Eine obere Grenze für diese Federkraft besteht aber darin, daß der beim Ausdehnen des nachgiebigen Gehäuseteils zurückgelegte Weg möglichst klein sein soll, um das Federelement. von seinem Gegenkontakt bei entstehendem Überdruck rechtzeitig abzuheben.
• In manchen Fällen kann der nachgiebige Gehäuseteil mit einem Anschlag zusammenwirken, z.B. mit einer vorspringenden Kante, einem Zapfen oder dgl. versehen sein, der das Abheben des Federelementes 5 bei entstehendem Überdruck mit absoluter Sicherheit bewirkt. Diese Konstruktion ist auf jeden Fall dann erforderlich, wenn der Druckkontakt aus einem fremdgefederten Kontaktglied besteht.
• Nach den Fig. 2a und 2b wird die Ausdehnung des nachgiebigen Gehäuseteils 1 durch eine oder mehrere Sicken 7 bewirkt, die bei entstehendem Überdruck im Gehäuse aufgehen und hierdurch den Gehäuseteil 1 nach außen verschieben,-wie es in Fig. 2b dargestellt ist. Erhöht sich also der Druck im Innern des Kondensatorbechers 2, so wirkt er im wesentlichen auf den Gehäuseteil 1, der die elektrische Verbindung zwischen dem Federelement 5 bzw. dem äußeren Anschluß 4 und der Kondensatorbelegung bzw.
• deren Kontaktschicht 6 durch ihre Verschiebung nach außen unterbricht. Für eine zuverlässige Wirkungsweise ist es außerdem erforderlich, daß der zweite innere Anschluß 8 zwischen der Kondensatorbelegung bzw. deren Kontaktschicht 6 und dem äußeren Anschluß 4 in Form einer weiten Schleife angeordnet ist. Um zu vermeiden, daß beim Verschieben des Gehäuseteils 1 der Kondensatorbecher 2 geöffnet wird, wodurch auf ggf. Imprägniermittel aus dem Kondensator auslaufen könnte, ist es erforderlich, daß die Sicken 7 sich bereits bei einem kleineren Druck ausdehnen als er zum lösen des am Kondensatorbecher befestigten Gehäuse- teils 1 erforderlich wäre. Bei der in Fig. 2a gezeigten Ausführung der Sicken halten diese zugleich den Kondensatorwickel 9 und den Gehäuseteil 1, die Äbschlußplatte, in ihrer Zage fest. Der Gehäuseteil 1 ist außerdem unter Verwendung eines Dichtungsringes 10, möglichst aus elastisch nachgiebigem Stoff, durch Umbördeln des Becherrandes befestigt.
• Nach Fig. 3 besteht der Druckkontakt gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel aus einem in den nachgiebigen Gehäuseteil 1 einschraubbaren Stift 11 m1,6 konisch verlaufender Spitze 12. Dieser Stift ist in den nachgiebigen Gehäuseteil so weit eingeschraubt, daß im Normalzustand die Sitze 12 unter Druck auf der Kondensatorbelegung bzw. deren Kontaktschicht 6 lagert. Bei einem bestimmten Wert des Drehmomentes, mit dem der Stift 11 eingeschraubt wird, lässt sich eine elektrisch einwandfreie Kontaktierung dadurch erzielen, daß sich die konische Spitze 12 im Spritzmetall der Kontaktschicht 6 verankert.
• Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform besteht der Druckkontakt aus einem lötbaren Stift 13 mit konisch verlaufender Spitze 14. Dieser Stift wird unter Druck auf die Kontaktschicht 6 aufgesetzt und dann mit dem nachgiebigen Gehäuseteil 1 durch das Lot 15 fest verbunden. Auch hier lässt sich durch Jahl eines bestimmten Fressdruckwertes eine elektrisch gute Kontaktierung erreichen. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, nach Einbau der Sicherung sämtliche Hohlräume des Kondensators mit einem gut wärmeleitenden Stoff zu füllen, um einen besseren Wärmedurchgang der im Kondensatoraickel entstehender. T'-=-1lzstwärme an die Außenseite des Gehäuses zu bewirken. Ein hierzu geeigneter Stoff ist beispielsweise Sand, wie er in einem bekannten Falle zum Löschen des Abschaltfunceris bei einem Kondensator mit Sicherungsdraht im Kondensatorraum verwendet wird. Dort ist aber zum Unterschied nur der von der Sicherung beanspruchte Raum mit Sand gefüllt. Es sei hervorgehoben, daß die' in den Fig. 1 - 4 gezeigten Ausführungsformen von Druckkontakten alle geeignet sind, auch einen elektrisch guten Kontakt herzustellen, wenn sämtliche Hohlräume des Kondensators mit Sand ausgefüllt sind.
• Der besondere Vorteil der Sicherung gemäß der Erfindung liegt in dem geringen Haumbedarf; der absoluten Abschaltsicherheit bei bestimmtem Überdruck im Gehäuse, der leichten üontierbarkeit und der Einfachheit des Aufbaus.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1.) Sicherung für einen in ein Gehäuse eingebauten elektrischen._Kondensator, insbesondere Wickelkondensator, die bei unzulässiger Drucksteigerung im Gehäuse durch Ausdehnung eines nachgiebigen Gehäuseteils die Stromzuführung unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige -zhäuseteil bei entstehendem Überdruck im Gehäuse einen mit der Kondensatorbelegung elektrisch verbundenen Druckkontakt so weit von seiner Kontaktlage abhebt, daß die elektrische Verbindung zwischen Stromzuführung und Kondensatorbelegung unterbrochen wird. 2.) Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein innerer Anschluß als Druckkontakt ausgebildet ist, der im Normalzustand mit einem Ende am nachgiebigen Gehäuseteil befestigt und mit dem anderen Ende auf dem hervorstehenden Rand der Kondensatorbelegung gelagert ist. 3.) Sicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hervorstehende Rand der Kondensatorbelegung mit einer.metallischen Kontaktschicht versehen ist, in der das freie Ende des Druckkontakts verankert ist. 4.) Sicherung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Stirnseite des Wickelkondensators aufgebrachte metallische Kontaktschicht als Gegenkontakt des Druckkontaktes dient. 5.) Sicherung nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkontakt aus einem vorgespannten Federelement besteht. 6.) Sicherung nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkontakt aus einem unter Federwirkung stehenden Kontaktglied besteht. 7.) Sicherung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Federweg des Druckkontaktes durch einen Anschlagbegrenzt ist, der mit dem nachgiebigen Gehäuseteil zusammenwirkt. 8.) Sicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der nachgiebige Gehäuseteil mit einer vorspringenden Kante, einem Zapfen oder dgl. versehen ist, der das Abheben des Federelementes bei entstehendem Überdruck im Gehäuse bewirkt. 9.) Sicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Federelementes so bemessen ist, daß der beim Ausdehnen des nachgiebigen Gehäuseteils zurückgelegte Weg größer ist als die beim Entspannen des Federelementes von dessen freiem Ende zurückgelegte Strecke. 10.) Sicherung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement aus einer im wesentlichen V-förmig gebogenen Band- oder Drahtfeder besteht. 11.) Sicherung nach Anspruch 1 - ¢, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkontakt aus einem in den nachgiebigen Gehäuseteil einschraubbaren Stift mit vorzugsweise konisch verlaufender Spitze besteht, der so weit eingeschraubt ist, daß im Normalzustand die Spitze unter Druck auf der Kondensatorbelegung bzw. deren Kontaktfläche sitzt. 12.) Sicherung nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkontakt aus einem lötbgren Stift mit vorzugsweise konisch verlaufender Spitze besteht, der unter Druck auf der Kontaktfläche sitzt und mit dem nachgiebigen Gehäuseteil verlötet ist. 13.) Sicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß als nachgiebiger Gehäuseteil eine das Kondensatorgehäuse abschließende Platte dient, die sich bei im Gehäuse auftretendem Überdruck so weit von ihrem Sitz abhebt, daß die Sicherung betätigt wird. 14.) Sicherung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorgehäuse in der Nähe der Abschlußplatte eine oder mehrere Sicken aufweist, die bei entstehendem Überdruck im Gehäuse aufgehen und eine Verschiebung der Abschlußplatte nach außen bewirken, ohne daß die mechanische Verbindung zwischen Kondensatorgehäuse und Abschlußplatte undicht wird. 15.) Sicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 'l - 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite innere Anschluß zwischen der Kondensatorbelegung bzw. deren Kontaktschicht und dem äußeren Anschluß in Form einer weiten Schleife angeordnet ist. 16.) Sicherung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Hohlräume im Kondensatorgehäuse mit einem gut Wärmeleitenden Stoff, insbesondere mit Sand oder einem ähnlichen Stoff, gefüllt sind. Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen Bezugs- Ursprungssprache D/E Übersetzung E/D -zeichen 1 rachciebiger Gehäuseteil 2 Ronden= "orbecher Durch-_.°v-ßrunt-sel eme: -- 4 äußerer _:nschlu.ß 5 r'ederele--en t 5a freies Ende 6 Kontaktschicht 7 Sicke 8 innerer = rschllaß Kondensütorwi ckel 10 Dichtungsrin 1 1 einschra.- bb?rer Stif t 12, 14 Spitze 13 lötbarer Stift 15 Lot