DE1924331A1

DE1924331A1 - Traenkmittel mit Rizinusoel fuer selbstheilende Kondensatoren

Info

Publication number: DE1924331A1
Application number: DE19691924331
Authority: DE
Inventors: Straeb Dipl-Ing Hermann; Hoehn Dipl-Chem Richard
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1969-05-13
Filing date: 1969-05-13
Publication date: 1970-11-19
Also published as: CH550477A; FR2047398A5; ES379583A1; SE364392B; AT307579B

Description

R. 9 W Ba/Hf 8.5.1969

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BO SC H GMBH, 7 Stuttgart W, Breitscheidstr,

gränkroittel mit Rizinusöl_ für aelbstheilende
Kondensatoren

Pi@_Er£ineteig "besielit sich auf" einen Kondensator.^ insbesondere.

sii'ö a«SDr©im£äMgea Belegungeng οθρ mit Eiaiaiisöl oder anderen

mit ΙιοΙϊθηι Öipolmoment g©träs&t ist»

Bn ist

Robert Bosch GmbH E. 9477 Ba/Hf

Stuttgart ■

mit hoher Dielektrizitätskonstante wie z.B. chlorierte Naphtaline oder chlorierte Diphenyle zu verwenden·

Zur Tränkung von selbstheilenden Kondensatoren sind diese Stoffe jedoch ungeeignet, da bei selbstheilenden Durchschlägen Chlorwasserstoff aus ihnen abgespalten wird, der sich in dem in jedem Kondensator vorhandenen V/asser unter Bildung von Salzsäure löst, welche die ausbrennfähigen Belegungen zerstört. Aus chlorierten Naphtalinen und chlorierten Diphenylen entsteht dabei auch noch leitender Graphitkohlenstoff, der Kurzschlüsse an den Durchschlagstellen zur Folge haben kann.

Ein anderer StofS, der eine hohe Dielektrizitätskonstante (4,6) hat, ist z.B. das Rizinusöl, das aber etwa zu 80 % aus dem Triglycerid der Rizinolsäure besteht« Da das Rizinusöl ebenfalls zu einer gewissen Säureabspaltung neigte die zur Zerstörung ausbrennfähiger Belegungen und au einer wesentlichen Verschlechterung der elektrischen Werte von selbstheilenden Kondensatoren führt, hat es siGh trotz seiner hohen Dielektrizitätskonstante als Tränkmittel für diese Kondensatoren nicht durchsetzen kön=° nen, obwohl es schon vor Jahrzehnten empfohlen xturde.

Die vorliegende Erfindung "beruht auf der Erkenntnis, daß aas Rizinusöl nur dann sur Tränkung selbstheileadei? Kondensatoren" . verwendbar ist, wenn es gelingt, eg iron seissr Aggressivitätgegexiüber den austorennfähigen KondensaterbsXegpangen zu "be«=' freien·

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auszuschalten,.hat sich ein Zusatz von 0,01 - 5 %i vorzugsweise 0,05- 0,5 %·> Inhibitoren wie z.B. di-tert-Butyl-p-kresol oder andere alkylierte Phenole mit und ohne Synergisten als geeignet erwiesen. Diese Stoffe.verhindern die Oxydation und damit die Bildung von aggressiven Verbindungen durch Abfangen reaktionsfähiger Radikale. ·' . '

Um andererseits die bei der Oxydation katalytisch wirkenden Metallionen und zwar insbesondere etwa vorhandene Kupferionen zu binden, empfiehlt es sich, dem Rizinusöl Metalldeaktivatoren zuzusetzen und zwar in Gestalt von Verbindungen, die Karboxyl- und Aminogruppen enthalten. Diese Verbindungen sind dazu geeignet, Metallionen durch Haupt- und Nebenvalenzen als sogenannte Chelate sehr fest zu binden und sie dadurch als Katalysatoren unschädlich zu machen.

Versuche haben ergeben, daß sich ein Zusatz von Oxydationsinhibitoren in Verbindung mit Metalldeaktivatoren besonders vorteilhaft auf die Lebensdauer der Kondensatoren auswirkt.

Eine Gefahr für mit Rizinusöl getränkte selbstheilende Kondensatoren ist schließlich auch darin zu sehen, daß sich aus dem Rizinolsäureester bei thermischer Beanspruchung in Gegenwart

.. von Wasser Säure abspaltet, die zur Zerstörung der ausbrennfähigen Belegungen führt und das Dielektrikum angreift. Diesen nachteiligen Wirkungen von unerwünschter Säurebildung wird gemäß der weiteren Erfindung durch die Zugabe von Epoxidverbindungen vorgebeugt, die mit der gebildeten Säure raöch unter erneuter Esterbildung reagieren. Als zu diesem Zweck besonders geeigneter Stoff hat sich i-Epoxyäthyl-3,4-epoxycyclohexan erwiesen, das gegenüber dem Rizinusöl indifferent ist. Im Gegensatz dazu wird das Rizinusöl durch basische Stoffe^ die ebenr-

^v falls Säure zu "binden vermögen, katalytisch aufgespalten.

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Stuttgart ' - . ·

Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, dem Rizinusöl als Tränkmittel für selbstheilende Kondensatoren außer einer Epoxidverbindung auch noch einen Inhibitor und einen Metalldeaktivator zuzusetzen.

Die Verbesserungen, die durch die Verwendung der genannten Zusätze zu Rizinusöl als Tränkmittel für selbstheilende Kondensatoren erzielbar sind, bestehen im wesentlichen darin, daß die Lebensdauer der Kondensatoren gegenüber der Lebensdauer von Ψ Kondensatoren, die mit Rizinusöl ohne Zusätze getränkt waren, wesentlich erhöht wurde.

Zehn selbstheilende Kondensatoren mit reinem Rizinusöl als Tränkmittel, die für 580 Volt Wechselspannung ausgelegt waren und bei einer Temperatur von 70⁰C ^m^ einer Spannung von 4-70 Volt betrieben wurden, waren z.B. nach 500 Stunden durchweg ausgefallen, während von zehn gleich aufgebauten und mit derselben Spannung und Temperatur betriebenen MP-Kondensatoren nach 500 Stunden nur vier ausgefallen waren, nachdem dem zu ihrer Tränkung verwendeten Rizinusöl 0,005 % eines unter der Warenbezeichnung Oxynex bekannten Oxydationsinhibitors zugesetzt worden war.

Durch 0,05 %-igen Zusatz des ebenfalls als Oxydationsinhibitor wirkenden di-tert-Butyl-p-kresols konnte eine weitere Verbesserung (nur drei Ausfälle in 500 Stunden) erzielt werden.

Die besten Ergebnisse wurden jedoch durch Zusats von 2 % der Epoxidverbindung i-Epoxy-äthyl-Jj^-epoxycyclohexan sum Rizinusöl erzielt, insofern als mit dieser Trönkmittelmischung von 13 Kondensatoren bei sonst gleichen Versuchsbedingungen nach 500 Stunden noch keiner und nach 1000 Stunden erst einer ausgefallen war. Diese Wirkung des Λ

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ORlOfNAL INSPECTS»

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hexans beruht zweifellos darauf, daß dieser Stoff überraschenderweise auch den im Vergleich zu anderen Säureresten träge reagierenden Rizinolsäurerest schnell zu binden vermag.

Es wurde außerdem festgestellt, daß bestimmte Metalle und Legierungen wie z.B. Nickel, Aluminium, Zink-Kadmium gegenüber Rizinusöl sehr beständig sind. Bei Verwendung von weniger korrosionsfesten, dafür aber billigeren Metallen wie z.B. Zink für die ausbrennfähigen KoiidensatorbeLegungen kann es zweckmäßig sein, auf die Zinkschicht noch eine dünne Schutzschicht aufzudampfen, die z.B. aus Nickel, Aluminium oder aus einem Oxid wie z.B. Siliziumoxid bestehen kann.

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Claims

Robert Bosch GmbH Q* R. 94-77 Ba/Hf

Stuttgart ** 8.5.1969

Ansprüche

l.j Kondensator, insbesondere mit ausbrennfähigen Belegungen, der mit Rizinusöl oder anderen Derivaten der Rizinolsäure mit hohem Dipolmoment getränkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rizinusöl oxydationsverhindernde und/oder freie Säure bindende Zusätze beigemengt sind.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Rizinusöl 0,005 - 5 % Oxydationsinhibitoren enthält.
3. Kondensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rizinusöl 0,05 % di-tert-Butyl-p-kresol enthält.
4. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das

Rizinusöl 0,1 - 5 % freie Säure bindende Inhibitoren enthält.
5. Kondensator nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Rizinusöl 0,1 - 10 %, vorzugsweise 0,5 % - 5 % Epoxidverbindungen enthält. - ■' ·
6. Kondensator nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet_t daß Rizinusöl 2 % 1«Epoxy-äthyl-3,4-epo:cycyclohexan enthält, ;■

QO9847/Q640

Robert Bosch GmMI T R. 94-77 Ba/Hf

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7. Kondensator nach Anspruch 1.-6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rizinusöl außer den Oxydations- oder Säureinhibitoren ein MetalIdeaktivator zugesetzt ist.
8. Kondensator nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,01 % Keramet enthält.
9. Kondensator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf die ausbrennfähige Metairbelegung zusätzlich noch eine dünne Schutzschicht gedampft ist.

009847/06