DE1589897A1 - Mit einem Zusatz-Dielektrikum getraenkter selbstausheilender elektrischer Kondensator - Google Patents

Mit einem Zusatz-Dielektrikum getraenkter selbstausheilender elektrischer Kondensator

Info

Publication number
DE1589897A1
DE1589897A1 DE1967H0063662 DEH0063662A DE1589897A1 DE 1589897 A1 DE1589897 A1 DE 1589897A1 DE 1967H0063662 DE1967H0063662 DE 1967H0063662 DE H0063662 A DEH0063662 A DE H0063662A DE 1589897 A1 DE1589897 A1 DE 1589897A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
dielectric
additional dielectric
capacitor
self
electrical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1967H0063662
Other languages
English (en)
Other versions
DE1589897B2 (de
DE1589897C3 (de
Inventor
Werner Seiff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hydrawerk AG
Original Assignee
Hydrawerk AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hydrawerk AG filed Critical Hydrawerk AG
Priority to DE1967H0063662 priority Critical patent/DE1589897C3/de
Publication of DE1589897A1 publication Critical patent/DE1589897A1/de
Publication of DE1589897B2 publication Critical patent/DE1589897B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1589897C3 publication Critical patent/DE1589897C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/015Special provisions for self-healing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/20Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06
    • H01G4/22Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06 impregnated

Description

  • Mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkter selbstausheilender elektrischer Kondensator. Die Erfindung betrifft einen selbstausheilfähigen elektrischen Kondensator mit einem Diolektrikum aus Kunststoff-Folien, dessen Belöge so dünn sind, dass sie bei einem Kurzschluss und dem dabei entstehenden Lichtbogen an der Durchschlagstelle wegbrennen und verdampfen und somit den Kurzschlußstrox zwangsläufig unterbrechen. Papier als Kondensator-Dielektrikum genügt im allgemeinen auch heute noch den an einen Kondensator zu stellenden Anforderungen, weil insbesondere der niedrige Preis die zu einer weiteren @erbesserung des Dielektrikums notwendigen Mittel und Maßnahmen ermöglicht. Doch die ständig steigenden Ansprüche auf kleine Abmessungen, hohe DK, geringen Verlustfaktor, hohe Spannungsfestigkeit, hohe Betriebstemperatur, hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer und einfache Verarbeitung zwingen allmählich immer stärker zu einem Ausweichen auf geeignete Kunststoffe. So sind auch im Laufe der Zeit neue Kunststoffe entwickelt, untersucht und geprüft worden, so dass heute bereits Kunststoff-Folien mit guten dielektrisehen und auch mechanischen Eigenschaften und mit gleichmässigen Dicken bis herab zu etwa 3 pa hergestellt und verarbeitet werden können. Leider sind nur wenige davon den beim selbstausheilenden gonden- . _sator auftretenden_Beanapruehungen gewachsen, um den Kondensator auch nach etwaigen Durchschlägen ohne Verschlechterung der elektrisehen Eigenschaften betriabsfähig zu erhalten. In dem beim Durchschlag auftretenden-elektrischen Lichtbogen werden nicht nur die bewusst dünn. gehaltenen und deshalb ausbrenafähigen Kondensator-Beläge an. der Kurzsehlußstelle verdampft, sondern. auch das im allgemeinen aus Kohlenwasserstoffen oder -derivaten bestehende Dielektrikum, das bei der hohen Lichtbogen-Temperatur (2000o0 bis 4000°0) gasförmige Zersetzungsprodukte abspaltet, die u. a. auch elektrisch leitende (kohlenstoffhaltige) Rückstände bilden, welche den Isolationswiderstand und den Verlustfaktor verschlechtern und schliesslich zur Zerstörung des Kondensators führen. Man hatte sich lange Zeit damit-abgefunden, dass gerade solche besonders guten Dielektrika, also Kunststoffe mit guten dielektrischen Eigenschaften, grosser Gleichmässigkeit und Dichte, glatter Oberfläche und ausserordentlich geringer Dicke, für selbstausheilende Kondensatoren nicht brauchbar wären und man. sich deshalb mit solchen begnügen müsste, die zwar dielektrisch nicht so gut, dafür aber beim elektrischen Durchschlag keine leitenden Rückstände (Kohlenst-offbrücken oder dergleichen) bildeten. Diese Richtlinien galten für das Dielektrikum ganz allgemein, d: h. sowohl für feste als auch für flüssige Bestandteile. Es sei hier u. a. auf das dafür richtungsweisende DBP 85.7.986-verwiesen.-Die Entwicklung auf dem Gebiet der elektrischen Bauelemente konnte sich natürlich mit dieser bloßen Erkenntnis nicht abfinden und den ganzen Pragenkomplez der Kunststoff-Dielektrika für selbstausheilende Kondensatoren ungelöst lassen. Eingehende Untersuchungen der chemischen Vorgänge beim Selbstheilefiekt ergaben, dass eine doppelte Aufgabe gelöst werden muss, nämlich erstens, die leitenden Zersetzungsprodukte in nichtleitende umzuwandeln, und zweitens, die gasförmigen Zersetzungsprodukte rechtzeitig in mehr oder weniger teste oder flüssige umzuwandeln oder - wenn schon nicht gänzlich zu verhindern - dann doch in ihrer Ausdehnung ausreichend klein zu halten. Zu diesem Zwecke muss an der jeweiligen Durchschlagstelle ausser dem eigentlichen Kunststoff- Dielektrikum mindestens noch ein weiterer fester oder flüssiger Isolierstoff (z. B. als Zusatzdielektrikum) vorhanden sein, der erst im Lichtbogen die Bestandteile abspaltet, die zur Bindung und ünachädlichmachung der Zersetzungsprodukte des Hauptdielektrikums notwendig sind. Hierzu sei auf die am 12.3.1953 bekanntgemachte-deutsche Patentanmeldung B 17422-21g-10/02 verwiesen.
  • Obwohl man sich klar darüber geworden war, dass nur bei gleichzeitiger Verhinderung von-leitenden Rückständen und Gasblasen oder wenigstens Beschränkung auf ein tragbares Maß ein brauchbarer, selbstausheilender Kondensator geschaffen-werden kann, ging man .do.ch zunächst den beiden Problemen einzeln.zu Leibe, wobei die Gasbildung ;im Vordergrund stand. Von den diesbezüglichen Vorschlä- gen sei die bereite erwähnte Patentanmeldung B 17422 genannt. Ande-re Veröffentlichungen berichten von der Bedeutung der ungesättigten aromatischen Kohlenwasseratoffe oder Kohlenwasserstoff-Verbindungen, die besonders leicht die im elektrischen Lichtbogen entstehenden gasförmigen Zersetzungsprodukte anzulagern vermögen (vgl: u. a. . DAS 1085968, DAS 1031889 und in gewisser Beziehung auch DAS 1149823) Es wurde auch schon vorgeschlagen, wenigstens eine Ausdehnung der bei der Zersetzung im elektrischen Lichtbogen entstehenden Gasbla- sen dadurch*zu verhindern oder zu beschränken, dass dem Tränkmittel Stoffe beigemischt werden, die nach der Aufspaltung Kristalle bil- den (vgl. DBP 827664 und DAS 1047315'). Schliesslich ist auch ein selbstausheilender Kondensator bekannt geworden, der aus-zusammengesetzten Kunststoffschichten aufgebaut ist, wovon das eigentliche Kondensator-Dielektrikum (u.a.) aus einer dielektrisch guten Kunststoff(Lack)-Schicht besteht, der eine. weitere, insbesondere gas- abgebende Kunatstoff(Lack)-Sehicht zugeordnet ist, deren Bestandteile die schädlichen Zersetzungprodukte zu binden vermögen. Hier- zu seien die DAS 1181326, 1158178, 1167984 und 1226210 genannt.
  • Das andere Problem, nämlich die Umwandlung der bei der Zersetzung im Lichtbogen entstehenden leitenden Rückstände in nichtleitende Verbindungen, glaubte man durch die bloße Zugabe eines entsprechen- den Zusatz-Dielektrikume gelöst zu haben (vgl. u. a. DAS 1022694), aber neuere Untersuchungen haben ergeben, dass die im Lichtbogen aus dem Zusatz-Dielektrikum abgespalteten Zersetzungsprodukte für die Umwandlung der leitenden Rückstände such im ausreichenden Um- fange vorhanden sein müssen. Hierzu sei auf die DAS 1166174, DAS 1171532 und DAS 1223059 verwiesen, wonach im Palle der Zersetzung an der Durchschlagstelle eine ausreichende Menge von Sauerstoff und/oder Wasserstoff für die vollständige Bindung der abgespaltenen Kohlenstoffatome (leitende Rückstände) und gegebenenfalls auch gleichzeitig für die Bindung der freien Wasserstoffatome (Gasblasen; zur Verfügung stehen muss. Inder DAS 1166374 wird zum Beispiel eine Deckschicht aus Acetylcellulose, Äthylcellulose, Acetobutyrat oder Polyäthylenterephthalat für die das Hauptdielektrikum bilden-de Kunststoff-Folie aua Polystyrol oder Polycarbonat vorgeschlagen. In der DAS 1171532 ist-dieser Vorschlag dahingehend erweitert, dass, um eine Verschlechterung der DK des Dielektrikums zu vermeiden, dieser_ausgesprbchene zwar auch in unmittelbarer Nachbarschaft des ausbrennfähigen Belags, jedoch im feldfreien Raum, z. B. zwischen zwei auf gleichem elektrischen Potential liegenden Belägen, als Schicht oder Folie untergebracht werden soll. Nach der DAS 1223059 soll als "Sauerstoff/-Wasserstoff-Speicher" die durch entsprechende Behandlung mit Sauerstoff und/öder Wasserstoff angereicherte Oberfläche der dielektrischen Kunststoff-Folie dienen, so dass damit eine zusätzliche Kunststoffschicht oder -folie eingespart werden kann. Aber auch diese Lösungen haben bisher noch keinen Weg in die Praxis finden könneng- weil sie mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden sind und der komplizierte Aufbau des Kondensators zusätzliche Arbeitsgänge und besondere Vorrichtungen erfordert, so dass allein schon aus wirtschaftlichen Gründen solche Kondensatoren keinen vernünftigen Ersatz für den Papierkondensator bieten können.
  • Die Erfindung gibt nun eine Lehre für die Herstellung eines selbstausheilenden Kondensators mit einem Dielektrikum aus Kunststoff-Folien, beidem sowohl die guten dielektrischen Eigenschaften der verwendeten Kunststoffe nutzbar gemacht werden als auch in ihrem Zusammenwirken eine gute Ausheilfähigkeit gewährleistet ist, der jedoch die vorerwähnten Nachteile des bekannten Kondensators nicht .
  • aufweist, sondern im Aufbau einfach und billig und zuverlässig . ist. Ausgehend von der Erkenntnis, dass für eine gute Regenerierfähigkeit der'Sauerstoff/Wasserstoff-Haushalt ("Sauerstoffbilanz") der-an der jeweiligen Durchschlagstelle vorhandenen Stoffe entscheidende -Bedeutung-besitzt und es darauf ankommt, dass im elektrischen hichtbogen-mindestens,soviel .Sauerstoff oder Wasserstoff abgespalten.wird, wie zur,volletändigen Anlagerung .der gleichzeitig abge.spaltenen.Kohlenstoffatome zur Bildung von unschädlichen Verbindungen erforderlich ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen; den .Kondensator mit einem (festen) Kunststoff-Dielektrikum in Form von metallisierten Kunststoff-F0lien mit guten dielektrischen (und mechanischen) Eigenschaften aufzubauen und mit einem (flüssigen) Zusatz=Dielektrikum zu tränken, das nicht nur die mehr oder ;weniger unvermeidbaren Zwischenräume in den einzelnen Wicklungslagen ausfüllen soll, sondern außerdem im elektrischen Lichtbogen Sauerstoff-und/oder Wasserstoff in ausreichendem Maße abspaltet. Umfangreiche und über längere Zeiträume durchgeführte Versuche mit aus met allisierten-Polycarbonat-Folien gewickelten und mit Methyl-Poly= siloxanen mit verhältnismäßig niedrigem Polymerisationsgrad (etwa 300) getränkten Kondensatoren haben selbst höchste Erwartungen noch übertroffen. Da das Herstellungs-Verfahren rein arbeitsmäßig praktisch das gleiche wie bei den Papier(MP)-Kondensatoren ist und der geringe Mehrpreis des verwendeten Tränkmittels durch die viel geringere Menge (weil im Gegensatz zu MP-Kondensatoren bei Kunststoff-Pol-ien-Kondensatoren nur die Zwischenräume in den einzelnen''Nicklungslagen ausgefüllt zu werden brauchen) mehr als ausgeglichen wird, ist mit der Erfindung ein -selbstausheilfähiger Kondensator herstellbar, der außer wesentlich besseren und stabileren elektrischen und mechanischen Eigenschaften gegenüber dem MP-Kondensator gleicher Leistung (Kapazität, Betriebsspannung usw:) wesentlich kleinere Abmessungen besitzt.-Obwohl der erfindungsgemäße Kondensator sich rein äußerlich von dem-bekannten grundsätzlich nicht unterscheidet, weil die Erfindungsmerkmale in der Art der verwendeten Werkstoffe begründet sind, soll doch einzeichnerisch wiedergegebenes Ausführungsbeispiel kurz erläutert werden:' In diesem Falle handelt es sich um einen Kondensator mit-einem zylinderförmigen Metallgehäuse (1), das an einem Ende.geschlossen ist und in einen-zentralen, im allgemeinen mit dem Gehäuse in einem Stück gespritzten Anschlußbolzen (2) mündet. Unter den Rand des zunächst offenen anderen Endes des Zylinder-Bechers ist nach erfolgten Einbau des (nachträglich) zu tränkenden Kondensator-Wickels (3) der Abschlußdeckel (4) feuchtigkeitsdicht untergebÖrdelt. Dieser (Isolierstoff-)Deckel trägt die Kondensator-Anschlußteile, die mit durch den Deckel Teichenden Hohlnieten (5) befestigt sind. Durch diese Hohlniete sind die anschliessend mit ihnen feuchtigkeitsdicht verlöteten Wickel-Anachlusaleiter(-Drähte) geführt. Soweit keine besonderen Öffnungen im Deckel vorgesehen sind, dienen die. zunächst noch offenen Hohlniete gleichzeitig für die Evakuierung, Trocknung und Tränkung des Kondensator-Inneren, insbesondere des eingebauten Kondensator-Wickeln.
  • Zusammenfassend kann gesagt werden, dass mit der Erfindung die hervorragenden Eigenschaften bestimmter Kunststoffe für selbstausheilende Kondensatoren erstmalig ohne besonderen Aufwand voll ausgenutzt werden können, so dass damit sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht ein wesentlicher Fortschritt in der Kondensator-Technik erreicht worden ist.

Claims (1)

  1. Patentansprüche l: 8lektrischer Kondensator mit einem Dielektrikum aus Kunststoff-Polienund ein- oder beidseitig aufgebrachten, zum Beispiel im Hochvakuum aufgedampften Belägen, von denen mindestens ein Be- . lag so dünn ist, dass er beim elektrischen Durchschlag um die Durchschlagstelle herum wegbrennt bzw. verdampft, und der mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das als Zusatz-Dielektrikum dienende Tränkmittel mindestens soviel Sauerstoff- und/oder Wasserstoffanteile im Molekül be- sitzt und im elektrischen Lichtbogen abspaltet, wie zur.vollständigen bzw. auereichenden Umwandlung der an der entstehenden gasförmigen Zersetzungsprodukte in unschädliche,-elektrisch nichtleitende Verbindungen erforderlich sind. 2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrisch beanspruchten Kunststoff-Folien aus Kohlen-wasserstoffen oder .Kohlenwasserstoff-Verbindungen bestehen. 3: Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die,dielektrisch beanspruchten Kunststoff-Folien aus Poly-. carbonat bestehen. 4. Elektrischer K®adensator nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch Bekenn-' zeichnet, dass das Zusatz-Dielektrikum (Tränkmittel) aus Silicon-Ölen besteht. 5.. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Dielektrikum (Tränkmittel) aus flüssigen Methyl-Polysiloxanen besteht.
DE1967H0063662 1967-08-18 1967-08-18 Mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkter regenerierfähiger elektrischer Kondensator Expired DE1589897C3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1967H0063662 DE1589897C3 (de) 1967-08-18 1967-08-18 Mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkter regenerierfähiger elektrischer Kondensator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1967H0063662 DE1589897C3 (de) 1967-08-18 1967-08-18 Mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkter regenerierfähiger elektrischer Kondensator

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1589897A1 true DE1589897A1 (de) 1970-04-30
DE1589897B2 DE1589897B2 (de) 1977-08-11
DE1589897C3 DE1589897C3 (de) 1978-04-06

Family

ID=7162413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1967H0063662 Expired DE1589897C3 (de) 1967-08-18 1967-08-18 Mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkter regenerierfähiger elektrischer Kondensator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1589897C3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945449A (en) * 1986-07-21 1990-07-31 Atesys High voltage capacitor with high energy density

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3514936A1 (de) * 1985-04-25 1986-10-30 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Selbstheilender elektrischer kondensator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4945449A (en) * 1986-07-21 1990-07-31 Atesys High voltage capacitor with high energy density

Also Published As

Publication number Publication date
DE1589897B2 (de) 1977-08-11
DE1589897C3 (de) 1978-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2539781A1 (de) Kondensator mit einem kondensatorwickelelement und verfahren zur herstellung des kondensatorwickelelements
DE1589827A1 (de) Elektrischer Kondensator
DE1804542A1 (de) Elektrischer Kondensator und dielektrisches Material
DE2364127A1 (de) Oelimpraegnierter kondensator
DE1564792C3 (de) Imprägnierter elektrischer Kondensator mit Kunststoffolie als Dielektrikum
DE1589897C3 (de) Mit einem Zusatz-Dielektrikum getränkter regenerierfähiger elektrischer Kondensator
EP1060480B1 (de) Durchführung für eine hohe elektrische spannung
DE1640188B2 (de) Elektrischer Kondensator
DE1515877A1 (de) Elektrischer Leiter mit einer aus N-Arylmaleimidpolymerisaten bestehenden Isolation
DE2604004A1 (de) Elektrischer kondensator
DE1564505A1 (de) Elektrischer Kondensator fuer grosse Leistungen
DE2431013A1 (de) Korrosionsbestaendiger, regenerierfaehiger, elektrischer kondensator
DE2219511C3 (de) Papier zur Abschirmung von elektrischen Kabeln
DE1950967A1 (de) Verfahren zum Nachformieren von Elektrolydtkondensatoren
DE2848180A1 (de) Starkstromkondensator und verfahren zu seiner herstellung
DE1589549A1 (de) Elektrischer Wechselspannungs-Kondensator mit Kunststoffbaender enthaltendem Dielektrikum
DE1489966A1 (de) Selbstausheilfaehiger elektrischer Kondensator mit aufmetallisierten Belaegen und Zusatz-Dielektrikum aus halogenierten Kohlenwasserstoffen
DE1079203B (de) Selbstausheilender elektrischer Kondensator
DE1489854C (de) Verfahren zur Herstellung von Wickel kondensatoren mit einer selbsttragenden Metallfolie und engtolenertem Kapazitats wert
DE1815478C3 (de) Regenerierfähiger Wickelkondensator
DE2108988C3 (de) Verfahren zur Herstellung von elektrischen Wickelkondensatoren
AT333910B (de) Verfahren zur herstellung eines kondensators
DE1092529B (de) Elektrischer Leiter mit einer geschichteten Isolation
DE1163971B (de) Selbstheilender elektrischer Kondensator hoher Temperaturbestaendigkeit und hoher Spannungsfestigkeit, insbesondere fuer Wechselspannungsbetrieb
DE2516453C2 (de) Elektrischer Durchführungskondensator

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee