DE1764704C3 - Verfahren zur Herstellung eines selbstheilenden, imprägnierten elektrischen Kondensators - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines selbstheilenden, imprägnierten elektrischen KondensatorsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators, dessen
Dielektrikum aus Kunststoffolien besteht, die vom Imprägniermittel angequollen sind, und bei dem die
Kondensatorbeläge aus metallisierten Papierbändern bestehen, bei dem die Papierbänder beidseitig metallisiert
sind, wobei die beiden Metallisierungen auf jedem Papierband dem gleichen Potential zugeordnet sind, bei
dem das Dielektrikum aus Polypropylenfolien besteht, bei dem das Imprägniermittel ein Isolieröl ist, das 15 bis
20% hauptsächlich wasserstoffbindende aromatische Anteile, sowie etwa 30% naphihenische Anteile und
zwischen 50 und 60% paraffinische Anteile enthält und eine Mindestquellung der Polypropylenfolie von 03 (im
bewirkt, nach Patent 15 64 792.
Elektrische Kondensatoren, insbesondere solche für Wechselspannungsbetrieb, werden bekanntlich imprägniert,
um Hohlräume im Kondensatorkörper, die zu Sprühentladungen führen, auszufüllen. Hohlräume befinden
sich z. B. zwischen den Oberflächen der Dielektrikumsfolien und den Belägen, da diese Oberflächen
nie völlig glati sind. Außerdem befinden sich im Dielektrikum Poren — bei porösem Papier sehr viele,
bei Kunststoffolien VerhältnismäUig wenige ~, die
genau wie jeweils der Lüftspalt zwischen Belag und
Dieiektrikumsfolie mit Imprägniermittel ausgefüllt
werden müssen.
Die Durchschlagsfestigkeit der Imprägniermittel ist
gegenüber derjenigen von Kunststoffolien gering. Wird
darum eine gewisse Felclsläfke im Kondensator
überschritten, so finden in dem Impfägniermitte!,-besonders
im Spalt zwischen Belag und Dielektrikumsfolie,
Teildurchschläge statt. Von dem Imprägniermittel (z. B. Isolieröl) wird dabei Gas abgespalten. Es entstehen
gasgefüllte Hohlräume, in denen Sprühentladungen zu weiterer Gasbildung und schließlich zur Zerstörung des
Kondensators führen.
Das im elektrischen Feld befindliche und als Dielektrikum wirkende Imprägniermittel ist also bezüglich
der Durchschlagsfestigkeit die schwächste Stelle im Kondensatordielektrikum.
Der gemäß dem Hauptpatent ausgebildete Kondensator behebt diese Schwierigkeiten.
Das Imprägniermittel, welches sich im Spalt zwischen
den Folien befindet, diffundiert in die Folien, die infolgedessen zu quellen beginnen und den Spalt mehr
und mehr ausfüllen. Die aus der Oberfläche herausragenden Spitzen und Kuppen werden dabei zum großen
Teil durch das Aufeinanderpressen der CJerflächen flachgedrückt
Beim Imprägniervorgang dringt das Imprägniermittel von den Stirnseiten her in den Kondensatorwickel ein. Die Quellung der Dielektrikumsfolien setzt daher an den Stirnseiten zuerst ein. Es muß verhindert werden, daß die Quellung während des Impräjjniervorganges so stark wird, daß die Zwischenräume zwischen den Folienlagen an den Stirnflächen zuquellen und so das Nachströmen des Imprägniermittels in das Wickelinnere verhindern. Ein vollständiges Imprägnieren des Wickelkörpers wird sonst unmöglich.
Beim Imprägniervorgang dringt das Imprägniermittel von den Stirnseiten her in den Kondensatorwickel ein. Die Quellung der Dielektrikumsfolien setzt daher an den Stirnseiten zuerst ein. Es muß verhindert werden, daß die Quellung während des Impräjjniervorganges so stark wird, daß die Zwischenräume zwischen den Folienlagen an den Stirnflächen zuquellen und so das Nachströmen des Imprägniermittels in das Wickelinnere verhindern. Ein vollständiges Imprägnieren des Wickelkörpers wird sonst unmöglich.
Aus der FR-PS 15 02 221 ist eiii Kondensator
bekannt, der aus Kunststoff- und Papierfolien aufgebaut ist. Die Papierfolien sind einseitig metallisiert und liegen
beim Betrieb im Feld. Der bekannte Kondensator wird nach seinem Einbau in das Gehäuse einer Wärmebehandlung
bei Vakuum unterzogen, um Restfeuchtigkeit aus dem Papier auszutreiben. Die Imprägnierung des
bekannten Kondensators erfolgt mit erwärmten dielektrischen Flüssigkeiten, wobei aber die Gefahr besteht,
daß wie oben angeführt die Zwischenräume zwischen den Folienlagen an den Stirnflächen zuquellen und so
das Nachströmen des Imprägniermittels verhindert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators gemäß dem Hauptpatent
anzugeben, welches während des Imprägniervorganges eine zu starke Quellung der den Stirnflächen
benachbarten Wickelbereiche vermeidet.
Diese Aufgabe wird beim Kondensator gemäß dem Hauptpatent erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Polypropylenfolien vor dem Imprägnieren mindestens 5 Stunden bei 100 bis 150"( getempert werden.
Die Erfindung ergibt den Vorteil, daß durch die dem Imprägnieren vorausgehende Temperung die Quellung
verzögert wird. Die Höhe der Temperatur und die Dauer der Temperung steuern die Quellfähigkeit der
Folien, die um so mehr vermindert wird, je länger vor
dem Imprägnieren getempert wird.
Am einfachsten läßt sich eine Temperung der Folien dann durchführen, wenn die Folien als Wickelkörper
getempert werden. Die Wickelkörper können Vorratsrollen sein oder fertige Konderisätorwickel, Durch die
-, tfemperurig fertiger koHdensätörwickehergibt sich der
Vorteil, daß die Kondensatoren gleichzeitig getrocknet
werderii Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn
Papierfolien miivefwickeil Werden.
Durch die Vörtemperung wird eine Verzögerung der
Quellütig der Dielektrikumsfolien erreicht- Um nun die
noch offeneri Jspälle in den Bereichen nahe den
Stirnflächen zu schließen, können die imprägnierten
Kondensatoren bei Zimmertemperatur gelagert werden. Eine beschleunigte Quellung läßt sich durch eine
dem Imprägniervorgang angeschlossene zusätzliche Temperung erreichen. Durch eine Nachiemperung bei
Temperaturen von etwa ab 700C läßt sich die Quellung wesentlich steigern. Es erweist sich deshalb als
vorteilhaft, die Dielektrikumsfolien vor der Imprägnierung zu tempern, um die Quellfähigkeit zu verzögern,
die Imprägnierung der Kondensatorwickel etwa bei Zimmertemperatur durchzuführen und anschließend die
imprägnierten Wickelkörper nachzutempern, vorzugsweise bei Temperaturen über 70° C, um die noch offenen
Spalte in den stirnseitigen Wickelbereichen zu schließen. Durch Anwendung höherer Temperaturen läßt sich
die Dickenzunahme steigern. Die Temperatur läßt sich natürlich nur so hoch steigern, wie es die Dielektrikumsfolie verträgt
Bei der Herstellung der Kondensatoren, deren Dielektrikumsfolicü aus Polypropylen bestehen und bei
denen das Imprägniermittel ein Isolieröl ist, das 10 bis
20% aromatische Anteile, 30% naphtenische Anteile und zwischen 50 und 60% paraffinische Anteile enthält,
wird die Dickenzunahme der Polypropylenfolie bei Zimmertemperatur nach einer Temperung von acht
Stunden bei 120° C kleiner als 2% und kann durch längeres Tempern noch vermindert werden.
Durch die Vortemperung wird die Quellfähigkeit der DielektrikumsfoHen herabgesetzt So erhält man beispielsweise
bei einer Polypropylenfolie, die mit 12U°C/
8 Stunden vorgetempert wurde, mit dem genannten Imprägniermittel nur noch eine Quellung von weniger
als 4% bei 500C Imprägniertemperatur und etwa 8% bei 900C. Bei weiterer Steigerung der Imprägniertemperatur,
die natürlich nur bis zur Grenze der Temperaturbeständigkeit des Dielektrikums möglich ist,
nimmt auch die Quellung weiter zu. Da durch die Vortemperung die Quellfähigkeit nur vermindert nicht
aber beseitigt wird, kann — falls es erforderlich ist — nach dem Imprägnieren durch eine weitere Wärmebehandlung
die Folie derart gequollen werden, daß die Ölspalte zwischen den Folien beseitigt v/erden.
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines imprägnierten elektrischen Kondensators, dessen Dielektrikum aus
Kunststoffolien besteht, die vom Imprägniermittel angequollen sind, und bei dem die Kondensatorbeläge
aus metallisierten Papierbändern bestehen, bei dem die Papierbänder beidseitig metallisiert sind,
wobei die beiden Metallisierungen auf jedem Papierband dem gleichen Potential zugeordnet sind,
bei dem das Dielektrikum aus Polypropylenfolien besteht, bei dem das Imprägniermittel ein Isolieröl
ist, das 15 bis 20% hauptsächlich wasserstoffbindende aromatische Anteile, etwa 30% naphthenische
Anteile und zwischen 50 und 60% paraffinische Anteile enthält und eine Mindestquellung der
Polypropylenfolie von 03 μπι bewirkt, nach Patent
15 64 792, dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylenfolien vor dem Imprägnieren
mindestens 5 Stunden bei 100 bis 150° C getempert
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylenfolien nach dem
Verwickeln getempert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierung etwa bei
Zimmertemperatur durchgeführt wird und die Wickelkörper nach der Imprägnierung zusätzlich
nachgetempert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachtemperung bei 700C und
darüber durchgeführt wird.
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |