DE1947119C2 - Rohrförmiger, flüssigkeitsgekühlter elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen rohrförmigen elektrischen Kondensator gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie ist insbesondere anwendbar auf elektrische Leistungskondensatoren hoher Kapazität.

Bekannte derartige elektrische Kondensatoren, wie sie z.B. in der DE-AS 12 36 656, DE-AS 1137 803, DE-GM 19 77 486, US-PS 33 39 130 oder der FR-PS 04 996 beschrieben sind, haben den Nachteil, daß auf ihrer mindestens teilweise freiliegenden Außenelektrode Wasser kondensieren kann, falls die umgebende Atmosphäre eine hohe Luftfeuchtigkeit hat und eine hohe Temperatur aufweist, was häufig der Fall ist, wenn die Kondensatoren zu einer Kondensatorbatterie zusammengestellt sind. Durch die Kühlung der Außenelektrode über das Dielektrikum hinweg sinkt dann deren Temperatur unter den Taupunkt des Wasserdampfes in der Luft, und es kommt zur Kondensation. Dabei werden unter Umständen die Muffen des Dielektrikums durch eine Entladung umgangen, und es kommt zur Bildung eines Lichtbogens, der den Kondensator beschädigt.

Es kann weiter vorkommen, daß der beschädigte Kondensator auf benachbarte Kondensatoren kleine Teilchen aus geschmolzenem Metall, Splitter des Dielektrikums oder Wasserstrahlen spritzt, die deren Oberfläche beschädigen und weitere Zerstörungen auslösen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Leistungskondensator dahingehend zu verbessern, daß sich kein Kondensatbeschlag auf der Außenseite des Kondensators mehr ergibt und daß der Kondensator gegen von außen einwirkende Stöße, Teilchen und Flüssigkeiten besser geschützt ist

Diese Aufgabe wird durch den Kondensator gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst Die Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert

F i g. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Ansicht eines bekennten Leistungskondensators und

Fig.2 in gleicher Darstellung eine Ansicht eines Kondensators nach der Erfindung.

F i g. 1 zeigt einen bekannten Kondensator mit einem rohrförmigen selbsttragenden Dielektrikum 1 aus Keramik, dessen Enden Muffen bzw. Verstärkungen 2 und 3 tragen. Das Dielektrikum ist innen und außen mit metallischen Elektrodenschichten 4 bzw. 5 versehen. Die Innenelektrode 4 endet in zwei ringförmigen Bereichen 6 und 7,die ebenfalls mit Metall überzogen sind und in die Verstärkungen 2 und 3 eingebracht sind.

Die Außenelektrode 5 endet in zwei ringförmigen Nuten 8 und 9, die ebenfalls mit Metall beschichtet sind und deren Querschnitt derart ausgelegt ist daß Feldstärkenzonzentrationen auf an sich bekannte Weise ausgeschaltet sind.

Die Elektrode 5 ist an ihrem Umfang mit einem mittigen Anschluß 10 versehen. Die Elektrode 4 ist über elastische Kontakte 11, die die Achse des Kondensators umgeben, mit einem axialen Stab 12 verbunden, der den anderen Anschluß bildet und außerdem zum Verspannen zweier Verschlußplatten 13 und 14 aus Bronze oder Messing auf den Verstärkungen 2 und 3 dient wobei Abdicht-Ringdichtungen 15 und 16 zwischengesetzt sind. Die Verschlußplatten 13 und 14 sind durch eine Mutter 17 verspannt.

Die untere Verschlußplatte 13 weist Öffnungen auf, durch die zwei Leitungen 18, 19 eingesteckt sind, die dem Zufluß bzw. Abfluß des Kühlwassers in bzw. aus dem zentralen Hohlraum 20 des Kondensators dienen.

Fig. 2 zeigt den Kondensator gemäß der Erfindung, der im wesentlichen den gleichen Aufbau hat wie der Kondensator gemäß Fig. 1. Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Dabei sind die Verstärkungen 2 und 3 und der Anschluß 10 im Bereich seines Kontakts mit der Elektrode 5 ohne dazwischen befindliche Luftschicht mit einer Isolierschicht 21 aus Silikonelastomer beschichtet. Diese Schicht wirkt wärmeisolierend und ist so dick, daß ihre Außenseite oberhalb des Taupunkts des in der Außenatmosphäre enthaltenen Wasserdampfs beim höchstmöglichen Wasserdampfgehalt in der Atmosphäre bleibt. Dies erreicht man in der Praxis mit einer Schichtstärke von einem Bruchteil eines Millimeters bis zu mehreren Millimetern. Die Isolierschicht 21 ist außerdem derart geformt, daß sie an den Enden des Kondensators Wülste 22, 23 bildet, auf denen die Verschlußplatten 13 und 14 aufliegen, die Nuten 24 und 25 haben. Auf diese Weise sind die Kondensatoren abgedichtet, ohne daß Ringdichtungen notwendig sind.

Der Kondensator hat außerdem im Bereich 26 und 27 neben den Verstärkungen 2 und 3 äußere Metallringe 28 und 29, die mit dem Anschluß 10 durch ein leitendes Band 30 verbunden sind, das unterhalb der Isolierschicht 21 angeordnet ist. Diese leitenden Metallringe wirken zusammen mit den Verschlußplatten 13 und 14 als Funkenstreckenbegrenzungen für die Entladung, falls sich auf der Isolierschicht 21 versehentlich doch Wassertropfen befinden. In diesem Fall würde ohne die Außenringe eine permanente Entladung zwischen der Außenelektrode und den Verschlußplatten entstehen, wobei sich der Stromkreis durch kapazitive Kopplung über die Isolierschicht in denjenigen Bereichen der Außenelektrode, die den Verschlußplatten am nächsten liegen, schließen würde. Die Intensität dieses Lichtbogens reicht zwar nicht aus, um Schutzvorrichtungen der Anlage auszulösen, ist aber doch so hoch, daß die Isolierschicht beschädigt werden könnte. Durch die leitenden Metallringe 28,29 werden derartige Funkenstrecken auf den Bereich zwischen diesen leitenden Metallringen und den Verschlußplatten begrenzt. Hier kann sich nun ein freier Lichtbogen ausbilden, der Schutzvorrichtungen der Anlage auslöst Das Dielektrikum und die Wärmeschutzschicht bleiben damit unverletzt

ίο Im Rahmen der Erfindung kann die Wärmcschutzschicht auch aus anderen Werkstoffen als Silikonelastomer bestehen, die jedoch vorzugsweise ebenfalls elektrisch isolierend wirken, korrosionsbeständig, elastisch und wasserabstoßend sind. Zu diesen Materialien gehören beispielsweise Polyäthylen. Polyvinylchlorid oder ein weichgemachtes Epoxydharz.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Rohrförmigen flüssigkeitsgekühlter elektrischer Kondensator mit einem selbsttragenden Dielektrikum, das an den Rohrenden Verstärkungen aufweist, s und einer inneren, durch Wärmeaustausch mit einem umlaufenden Kühlmittel gekühlten Elektrodenschicht sowie einer äußeren Elektrodenschicht wobei das Kühlmittel über stirnseitige Verschlußplatten ein- und abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die außen liegende Elektrodenschicht (5) als auch die Verstärkungen (2,

   3) mit einer Schicht (21) aus wärmeisolierendem Material ganz bedeckt sind, so daß die Temperatur an der Außenseite dieser Schicht über dem Taupunkt des Wasserdampfes in der umgebenden Atmosphäre bleibt, und daß elektrisch leitende Metallringe (28, 29) auf den den Verschlußplatten (13, 14) am nächsten liegenden Bereich des wärmeisolierenden Materials vorgesehen und mit der zweiten Elektrode (5) elektrisch verbunden sind.

   2. Elektrischer Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Material auch elektrisch isolierend ist.

   3. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Material gegenüber Korrosion aufgrund der in der Atmosphäre enthaltenen Verunreinigungen beständig ist

   4. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das wärmeisolierende Material wasserabstoßend ist.

   5. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Material elastisch ist.

   6. Elektrischer Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus wärmeisolierendem Material im Bereich der Verschlußplatten (13, 14) Wülste (22, 23) bildet die, zum Erzielen der Abdichtung, in den Verschlußplatten vorgesehenen Nuten (24,25) verspannt sind.