DE19548126A1 - Kondensator - Google Patents

Description

Die folgende Erfindung betrifft einen Kondensator und insbesondere einen Kon­ densator zur Anwendung in Elektrogeräten.

Ein Kondensator mit einem metallisierten Film zur Anwendung in Elektrogeräten wie Waschmaschinen umfaßt ein Kondensatorelement, das in einem Gehäuse angeord­ net ist, welches mit einem Isolator wie Luft, Polybuten-Öl oder einem Harz gefüllt ist. Ein Kondensator soll lange Zeit zuverlässig in einem Elektrogerät verwendbar sein. Es ist ebenfalls erforderlich, daß ein Kondensator sicher verwendbar ist.

Bei einem bekannten Kondensator mit einem metallisierten Film umfaßt ein Kon­ densatorelement kleine metallische Elektroden, die auf einem dielektrischen Film ausgebildet sind und ein Sicherungsteil ist in jeder schmalen Elektrode als Schutz­ mechanismus vor einem Isolationsdurchbruch vorgesehen. Somit kann das Kon­ densatorelement als eine Gruppe kleiner Kondensatoren betrachtet werden. Wenn der Isolationsdurchbruch zwischen zwei gegenüberliegenden kleinen Elektroden in dem kleinen Kondensatorelement auftritt, werden die beiden kleinen Elektroden, die zu dem Isolationsdurchbruch gehören, in ihrem Sicherungsteil elektrisch vom Kon­ densatorelement getrennt oder der Schutzmechanismus verhindert einen Isolations­ durchbruch der anderen kleinen Kondensatoren. Somit wird der Kondensator langle­ big.

Wenn die Temperatur jedoch auf eine hohe Umgebungstemperatur ansteigt, wird ein Raum zwischen den Filmschichten in dem Kondensatorelement in dem Kon­ densator schmaler und eine Anfangsspannung einer Korona-Entladung wird höher. Große Isolationsdurchbrüche treten nicht vor einem Hitzedurchbruch auf und bei einem thermischen Durchbruch fließt lediglich ein Durchbruchstrom, der kleiner als ein Minimum-Strom ist, der zum Unterbrechen des Sicherungsteils erforderlich ist. Das heißt, der Schutzmechanismus arbeitet unter dieser harten Bedingung nicht normal. Bei einem thermischen Durchbruch wird der Kondensator dann stetig erwärmt oder es kommt zum Schmelzen, so daß der Kondensator schließlich zerstört wird, begleitet von Rauch oder Feuer.

Bei einem Durchbruch in einem Teil des dielektrischen Materials in einem kleinen Kondensator arbeitet der Schutzmechanismus normal, da jede kleine metallische Elektrode eine Sicherung aufweist. Der Schutzmechanismus schützt den Kon­ densator jedoch nicht vor ungewöhnlichen Kontakten zwischen einer Endebene eines aufgewickelten metallisierten Films mit einem darauf ausgebildeten aufge­ sprühten Metall und einer Anomalie eines zwischen dem Kondensatorelement und einer Elektrode angeschlossenen Leiterdrahtes. Daher sind solche ungewöhnlichen Teile einer Erwärmung unterworfen und ein Schmelzen tritt auf und der Konden­ sator wird mit Rauch und Feuer zerstört, wenn er einmal erwärmt ist.

Bei einem anderen Typ eines bekannten Kondensators mit einem metallisierten Film ist eine Sicherheitseinrichtung in dem Kondensator vorgesehen, um die Zerstörung des Kondensators zu vermeiden, wenn der innere Druck in Folge einer außergewöhn­ lichen Erwärmung ansteigt, die durch einen Isolationsdurchbruch, einen Überstrom oder ähnliches verursacht ist. Zum Beispiel ist ein Faltenbalgabschnitt in einem Becher zum Verringern des Innendrucks vorgesehen. Wenn ein Innendruck zu­ nimmt, dehnt sich der Faltenbalgabschnitt aus, um den Innendruck zu verringern. Alternativ ist eine mechanische Schwachstelle vorgesehen, um den Zuleitungs­ draht, welcher dem Kondensatorelement elektrische Energie zuführt, zu unter­ brechen. Wenn der Innendruck in dem Kondensatorbecher zunimmt, trennt die mechanische Schwachstelle das Kondensatorelement von den externen Anschlüs­ sen des Kondensators. Damit wird die Energiezufuhr zu dem Kondensator unter­ brochen.

In einem Kondensator mit der Sicherheitsvorrichtung bewirkt ein Isolationsdurch­ bruch in nur einem Teil eines Kondensatorelements einen Isolationsdurchbruch des gesamten Kondensatorelements und ein bei dem Isolationsdurchbruch erzeugtes Gas aktiviert die Sicherheitsvorrichtung oder eine Funktion als Kondensator geht verloren. Somit wird der Kondensator kurzlebig. Das heißt, es ist nicht wahrschein­ lich, daß der Isolationsdurchbruch partiell bleibt, um den Normalbetrieb des ver­ bleibenden Kondensators aufrechtzuerhalten. Die Geschwindigkeit der Gaserzeu­ gung hängt weitgehend von dem dielektrischen Material, der angelegten Spannung und der Temperatur ab. Die Geschwindigkeit ist bei einem Hochspannungskon­ densator sehr hoch und die obere Platte des Bechers kann in Folge des hohen Gasdrucks herausgesprengt werden. Das heißt, der Kondensator weist nur eine geringe Sicherheit auf. Insbesondere wenn der Kondensator ein Kondensator­ element mit einem Harzüberzug beinhaltet, dehnt sich das Gas, welches das Harz durchbrochen hat, in dem Becher schlagartig aus und neigt dazu, die obere Platte zu entfernen.

Wenn der Kondensator weiterhin für eine lange Zeit eingesetzt wird, und wenn der Becher einen Defekt in Folge von Rost oder ähnlichem aufweist, kann das Gehäuse nicht hermetisch dicht gehalten werden. Dann arbeitet, insbesondere wenn eine Anomalie auftritt und der Kondensator Wärme erzeugt, die Sicherheitseinrichtung nicht normal, da der Innendruck nicht zunimmt. Dann wird der Kondensator mit Rauch oder Feuer zerstört.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kondensator mit hoher Sicherheit und hoher Zuverlässigkeit unter harten Bedingungen anzugeben.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen langlebigen Kon­ densator anzugeben.

Ein erfindungsgemäßer Kondensator umfaßt ein Kondensatorelement mit einem hermetisch in einem Gehäuse eingeschlossenen metallisierten Film. Der metallisier­ te Film umfaßt metallische Elektroden, wobei jede der metallischen Elektroden einen Sicherungsteil als Schutzmechanismus aufweist. Leiterdrähte schließen das Kondensatorelement an zwei am Gehäuse vorgesehene Anschlüsse an. Eine faltenbalgartige Sicherheitseinrichtung oder eine Unterbrechungs-Sicherheitsein­ richtung oder ähnliches ist vorgesehen, welche die Zuleitungsdrähte unterbricht, wenn der Innendruck in dem Gehäuse ansteigt. Die Sicherheitseinrichtung schützt den Kondensator bei einem hohen Innendruck in Folge einer Erwärmung durch Unterbrechen der Energiezufuhr zu dem Kondensator. Der Schutzmechanismus trennt einen Teil mit einem Isolationsdurchbruch in Folge von Überspannung von dem anderen Teil des Kondensatorelements. Bevorzugt ist eine gesamte Oberfläche des Kondensatorelements mit einer Harzschicht überzogen. Damit gelangt das Kondensatorelement bei einem Isolationsdurchbruch oder ähnlichem nicht in einen gefährlichen Zustand.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Kondensator unter härteren Bedingungen eines Isolationsdurchbruches oder eines Schmelzens eine höhere Zuverlässigkeit aufweist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, daß ein Kondensator langlebiger ist.

Ein dritter Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Kondensator bei einer hohen Temperatur sicher ist.

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungs­ formen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen klarer. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Kondensators mit einer faltenbalgartigen Sicherheitseinrichtung;

Fig. 2A und 2B eine Draufsicht und eine Untersicht eines Teiles eines metallisierten Films;

Fig. 3 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Kondensators mit einer Unterbrecher-Sicherheitseinrichtung;

Fig. 4 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Kondensators mit einer faltenbalgartigen Sicherheitseinrichtung;

Fig. 5 eine Kennlinie eines Ergebnisses eines Überspannungstests eines Kondensators A einer ersten Ausführungsform der Erfindung, eines Kondensators B als ein Vergleichsbeispiel und eines Kondensators C als ein weiteres Vergleichsbeispiel.

In den Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, zeigt Fig. 1 einen Kondensator einer Ausführungsform der Erfindung mit einer faltenbalgartigen Sicherheitsein­ richtung. Ein Becher 2 und eine obere Platte 4 bilden ein hermetisches Gehäuse und der Becher 2 weist eine Faltenbalgsektion 6 nahe der oberen Platte auf. Zwei äußere Anschlüsse 8 sind an der oberen Platte 4 vorgesehen. Ein um einen Kern 11 gewickeltes Kondensatorelement 10 ist in das Gehäuse eingesetzt (wobei zur Überschaubarkeit nur eine Hälfte des Elements gezeigt ist). Das Kondensatorele­ ment 10 weist aufgesprühte Metallschichten 12 an seinen zwei Enden auf und Lei­ tungsdrähte 14 sind zwischen äußeren Anschlüssen 8 und den aufgesprühten Metallschichten 12 angeschlossen. Der Leitungsdraht 14 hat eine mechanische Schwachstelle 16, welche zum Beispiel einen Leitungsdraht mit einem flachen Querschnitt umfaßt, welcher sich von einem runden Querschnitt des Leitungs­ drahtes 14 unterscheidet. Wenn der Innendruck in dem hermetischen Gehäuse 2 ansteigt, dehnt sich der faltenbalgartige Teil 6 aus und die mechanischen Schwach­ stellen 16 werden zerstört, um die externen Anschlüsse 8 von dem Kondensator­ element 10 zu trennen, um die Zuführung elektrischer Energie zu verhindern. Das heißt, der faltenbalgartige Teil 6 und die mechanische Schwachstelle 16 wirken als Sicherheitseinrichtung. Die Leitungsdrähte 14 einschließlich der mechanischen Schwachstellen 16 sind durch eine Isolationshülle 18 geführt, um sie vor einer unnormalen Berührung mit den aufgesprühten Metallschichten 12 zu schützen. Polybuten-Öl 20 ist in das Gehäuse 2, 4 gefüllt. Der wie oben erwähnt hergestellte Kondensator hat einen Nennwert von 200 V und 60 µF. Der Kondensator wird als Kondensator A bezeichnet.

Das Kondensatorelement 10 umfaßt einen metallisierten Film 30. Wie in Fig. 2A gezeigt, wird ein abgelagerter metallischer Film aus Aluminium auf einer Seite eines Polyäthylen-Telephthalat-Films 32 ausgebildet und ist in mehrere kleine Elektroden 34 aufgeteilt.

Jede unterteilte Elektrode 34 hat ein in Fig. 2 gezeigtes Muster, um schmale Sicherungsteile 36 nahe einem Ende des Films 32 aufzuweisen und diese spielen die Rolle eines Schutzmechanismus. Die Elektroden 34 sind nicht nahe dem ande­ ren Ende des Films 32 ausgebildet. Wie in Fig. 2B gezeigt, ist ein abgelagerter metallischer Film 38 aus Aluminium ebenfalls an der anderen Seite des Films 32 ausgebildet. Dieser Film und ein anderer Polypropylenfilm (nicht dargestellt) sind aufgewickelt. Dann wird ein Metall wie Zink auf zwei Seiten des aufgewickelten Kondensatorelementes 10 aufgesprüht, um aufgesprühte Metallschichten 12 zu bilden und Leiterdrähte werden daran nach einer Erwärmung zum Altern ange­ schlossen. Somit umfaßt der Kondensator eine Gruppe kleiner Kondensatoren.

Als nächstes wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator B bezeichnet) mit dem­ selben Schutzmechanismus, vergleichbar mit dem Kondensator A der Ausführungs­ form hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kondensatorelement in einem Harzbe­ cher anstelle des Bechers 2 mit dem faltenbalgartigen Teil angeordnet ist und daß der Harzbecher mit einem Epoxydharz gefüllt ist. Der Kondensator B umfaßt keine faltenbalgartige Sicherheitseinrichtung. Weiterhin wird ein anderes Ver­ gleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus oder der Sicherungsteil nicht vorgesehen ist, es aber die oben erwähnte Sicherheitseinrichtung beinhaltet.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein in der oben erwähnten Ausführungsform hergestelltes Kondensatorelement 10 in einem Gehäuse mit einer in Fig. 3 gezeigten Abschalt-Sicherheitseinrichtung angeordnet. Wie in Fig. 3 gezeigt, bilden ein Becher 102 und eine obere Platte 104 ein hermetisch dichtes Gehäuse. Zwei externe Anschlüsse 108 sind an der oberen Platte 104 vorgesehen. Das Kondensatorelement 10 ist in den Becher 102 eingesetzt (von dem zur bes­ seren Überschaubarkeit eine Hälfte dargestellt ist). Das Kondensatorelement 10 weist aufgesprühte Metallschichten 12 an zwei seiner Enden auf. Leiterdrähte 114 sind zwischen externen Anschlüssen 108 und den aufgesprühten Metallschichten 12 angeschlossen und ein Anschlußabschnitt des Leitungsdrahtes 114 an dem Anschluß 108 ist als mechanische Schwachstelle 116 vorgesehen. Wenn ein Innendruck in dem Gehäuse infolge von Überspannung oder ähnlichem ansteigt, wird die obere Platte 104 nach außen bewegt, um die mechanische Schwachstelle 116 zu öffnen, um die äußeren Anschlüsse 108 von dem Kondensatorelement 10 zu trennen, um die Zuführung elektrischer Energie zu verhindern. Das heißt, die obere Platte 104 und die mechanische Schwachstelle 116 wirken als Abschalt- Sicherheitseinrichtung. Polybuten-Öl 120 ist in das Gehäuse 102, 104 eingefüllt. Der wie oben erläutert hergestellte Kondensator hat einen Nennwert von 200 Volt und 60 µF. Der Kondensator wird als Kondensator A bezeichnet.

Weiterhin wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vor­ gesehen ist, es aber die oben erwähnte Sicherheitseinrichtung beinhaltet. (Ein Vergleichsbeispiel, das dem Kondensator B der ersten Ausführungsform gleicht, wird in dieser Ausführungsform nicht hergestellt, da es dem Kondensator B der ersten Ausführungsform entspricht. Kondensatoren B werden aus dem gleichen Grund in einigen nachfolgend erläuterten Ausführungsformen nicht hergestellt).

In einer dritten Ausführungsform der Erfindung ist das in der oben erwähnten ersten Ausführungsform hergestellte Kondensatorelement mit einem metallisierten Film mit einem Epoxydharz vollständig überzogen und ist in dem Becher mit der faltenbalgartigen Sicherheitseinrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, angeordnet und Polybuten-Öl ist eingefüllt. Der wie vorstehend erwähnt hergestellte Kondensator hat einen Nennwert von 200 V und 60 µF.

Als nächstes wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator B bezeichnet) mit dem gleichen Schutzmechanismus in gleicher Weise wie der Kondensator A der ersten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kondensatorelement in einem Harzbecher (nicht dargestellt) ohne die faltenbalgartige Sicherheitseinrich­ tung angeordnet ist, und daß das Gehäuse mit einem Epoxydharz gefüllt ist. Weiterhin wird ein anderes Vergleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vorgesehen ist, es aber die faltenbalgartige Sicherheitseinrichtung beinhaltet.

In einer vierten Ausführungsform der Erfindung ist das in der oben erwähnten zweiten Ausführungsform hergestellte Kondensatorelement mit einem metallisierten Film vollständig mit einem Epoxydharz überzogen und in dem Becher mit einer Abschalt-Sicherheitseinrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet und Polybuten- Öl ist eingefüllt. Der wie vorstehend erwähnt hergestellte Kondensator weist einen Nennwert von 200 V und 60 µF auf. Der Kondensator wird als Kondensator A bezeichnet.

Als nächstes wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator B bezeichnet) mit dem gleichen Schutzmechanismus in gleicher Weise wie Kondensator A der zweiten Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kondensatorelement in einem Harzbecher ohne die Abschalt-Sicherheitseinrichtung anstelle des Bechers 102 angeordnet ist, und daß das Gehäuse mit einem Epoxydharz gefüllt ist. Weiter­ hin wird ein anderes Vergleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vor­ gesehen ist, es aber die in Fig. 3 gezeigte Abschalt-Sicherheitseinrichtung beinhal­ tet.

In einer fünften Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein Kondensator Viel­ schicht-Kondensatorelemente 210. Die Vielschicht-Kondensatorelemente 210 werden in bekannter Weise hergestellt. Abgelagerte Filme aus Aluminium werden auf beiden Seiten eines Polyäthylen-Telephthalat-Films ausgebildet und der auf einer der Seiten ausgebildete abgelagerte Film weist ein Muster mit Segmenten von Elektroden und Sicherungsteilen auf, die denjenigen 36 gleichen, die in Fig. 2A als Schutzmechanismus gezeigt sind. Der Film und ein anderer Polypropylen-Film werden geschichtet, um eine zylindrische Form anzunehmen. Dann wird er in Ringe geschnitten und jeder von ihnen wird an zwei seiner Seiten mit einem Metall besprüht und sie werden zum Altern erwärmt. Sie werden weiterhin geschnitten, um Kondensatorelemente 210 zu bilden und Leitungsdrähte 214 werden daran angeschlossen. Als nächstes wird das Vielschicht-Kondensatorelement 210 in einem Gehäuse mit einem Becher 202 mit einer faltenbalgartigen Sicherheitsein­ richtung 206 und einer oberen Platte 204 mit Anschlüssen 208 angeordnet, und Polybuten-Öl 220 wird eingefüllt. Der wie oben erwähnt hergestellte Kondensator hat einen Nennwert von 200 V und 60 µF und wird als Kondensator A bezeichnet.

Als nächstes wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator B bezeichnet) mit dem gleichen Schutzmechanismus in gleicher Weise wie der Kondensator A der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kondensatorelement 210 in einem Harzbecher anstelle des Bechers 202 angeordnet ist, und daß der Becher mit einem Epoxydharz gefüllt ist. Der Kondensator B umfaßt nicht eine faltenbalg­ artige Sicherheitseinrichtung. Weiterhin wird in gleicher Weise ein anderes Ver­ gleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vorgesehen ist, er jedoch die faltenbalgartige Sicher­ heitseinrichtung beinhaltet.

In einer sechsten Ausführungsform der Erfindung ist das in der oben erwähnten fünften Ausführungsform hergestellte Kondensatorelement 210 mit einem metalli­ sierten Film in einem Becher mit einer Abschalt-Sicherheitseinrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet und Polybuten-Öl wird eingefüllt. Der wie vorstehend er­ wähnt hergestellte Kondensator hat einen Nennwert von 200 V und 60 µF.

Weiterhin wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vor­ gesehen ist, es aber die Abschalt-Sicherheitseinrichtung beinhaltet.

In einer siebten Ausführungsform der Erfindung ist das in der oben erwähnten fünften Ausführungsform hergestellte Kondensatorelement 210 mit einem metalli­ sierten Film mit einem Epoxydharz vollständig überzogen und in dem Becher mit einer faltenbalgartigen Sicherheitseinrichtung, wie in Fig. 5 gezeigt, angeordnet und Polybuten-Öl ist eingefüllt. Der wie vorstehend erwähnt hergestellte Kon­ densator hat einen Nennwert von 200 V und 60 µF.

Als nächstes wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator B bezeichnet) mit dem gleichen Schutzmechanismus in gleicher Weise wie Kondensator A der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kondensatorelement in einem Harzbecher ohne die faltenbalgartige Sicherheitseinrichtung hergestellt ist, und daß der Becher mit einem Epoxydharz gefüllt ist. Weiterhin ist ein anderes Vergleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vorgesehen ist, es aber die faltenbalgartige Sicherheitseinrichtung beinhaltet.

In einer achten Ausführungsform der Erfindung wird das in der oben erwähnten fünften Ausführungsform hergestellte Kondensatorelement 210 mit einem metalli­ sierten Film vollständig mit einem Epoxydharz überzogen und in dem Becher mit der Abschalt-Sicherheitseinrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, angeordnet, und Polybuten-Öl ist eingefüllt. Der wie vorstehend erwähnt hergestellte Kondensator hat einen Nennwert von 200 V und 60 µF.

Als nächstes wird ein Vergleichsbeispiel (als Kondensator B bezeichnet) mit dem gleichen Schutzmechanismus in gleicher Weise wie Kondensator A in der fünften Ausführungsform hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Kondensatorelement in einem Harzbecher ohne eine Abschalt-Sicherheitseinrichtung angeordnet ist, und daß der Becher mit einem Epoxydharz gefüllt ist. Weiterhin wird ein anderes Vergleichsbeispiel (als Kondensator C bezeichnet) in gleicher Weise hergestellt, mit der Ausnahme, daß der Schutzmechanismus nicht vorgesehen ist, sondern es die Abschalt-Sicherheitseinrichtung beinhaltet.

Ein erzwungener Durchbruch bei einer angelegten Überspannung ist an den Kon­ densatoren A und den Vergleichskondensatoren B und C der oben erwähnten Ausführungsformen mit einer maximal bemessenen Temperatur von +30°C unter einer erhöhten Wechselspannung untersucht worden. Fig. 5 zeigt als ein repräsen­ tatives Beispiel ein Ergebnis von zehn Proben des Kondensators A der ersten Ausführungsform und zehn Vergleichsbeispielen von jedem der Kondensatoren B und C der ersten Ausführungsform. Die Abszisse repräsentiert die an den Kon­ densator angelegte Wechselspannung und die Ordinate repräsentiert den Anteil der unzerstört gebliebenen Kondensatoren.

Wenn die Spannung sich 600 V nähert, sind alle Kondensatoren B mit dem Schutz­ mechanismus und ohne Sicherheitseinrichtung zerstört, einhergehend mit Rauch, da sie wahrscheinlich thermisch zerstört sind. Andererseits bleiben die Kondensato­ ren A mit dem Schutzmechanismus und der faltenbalgartigen Sicherheitseinrichtung und der Abschaltung der Erfindung bei einer höheren Spannung ohne Durchbruch. Sie sind ebenfalls zerstört, jedoch ohne Rauch, in Folge der Sicherheitseinrichtung. Die Vergleichskondensatoren C, die nur die Sicherheitseinrichtung aufweisen, sind ebenfalls zerstört, aber ohne Rauch, da hier die Sicherheitseinrichtung verwendet wird. Der Anteil der Kondensatoren, die von den Kondensatoren A unzerstört geblieben sind, ist deutlich größer als derjenige der Vergleichskondensatoren C, die nur die Sicherheitseinrichtung aufweisen. Dies wird dem Umstand zugeschrieben, daß, selbst wenn ein Isolationsdurchbruch bei einem Elektrodenpaar auftritt, dies in Folge des Schutzmechanismus der Kondensatoren A lokal bleibt, während bei den Vergleichskondensatoren C der gesamte Kondensator durch die Sicherheitsein­ richtung zerstört ist.

Untersuchungen wurden bei verschiedenen Temperaturen und drei Typen von Kondensatoren A, B und C für die acht Ausführungsformen durchgeführt. Tabelle zeigt ein Ergebnis von zehn Proben der Kondensatoren A der ersten Ausführungs­ form und zehn Vergleichsbeispiele von jedem der Kondensatoren B und C der ersten Ausführungsform. Die Daten in Tabelle I bezeichnen eine Anzahl von Kon­ densatoren, die während der Untersuchung normal blieben, gegenüber einer Anzahl untersuchter Kondensatoren. Bei Raumtemperatur arbeiten alle Kondensatoren normal, wie erwartet. Andererseits sind bei einer hohen Temperatur (+30°C) sieben von zehn der Kondensatoren B mit nur dem Schutzmechanismus begleitet von Rauch zerstört, während die Kondensatoren A und C normal und ohne Durch­ bruch bleiben. Die Sicherheitseinrichtung der Kondensatoren C arbeitet nicht, wenn der Becher einen Defekt aufweist, so daß das Gehäuse nicht hermetisch dicht bleibt, oder alle Kondensatoren C sind zerstört. Im Gegensatz dazu arbeiten die Kondensatoren A mit dem Schutzmechanismus und der Sicherheitseinrichtung bei hohen Temperaturen und im Fall eines Fehlers normal.

Tabelle 1

Untersuchungsergebnis

Anmerkung: Die Daten in der Tabelle I bezeichnen eine Anzahl normaler Kondensa­ toren/eine Anzahl untersuchter Kondensatoren.

Wie oben erläutert sind die erfindungsgemäßen Kondensatoren sicherer bei Über­ spannungen und Schmelzen, da sie den Schutzmechanismus und die Sicherheits­ einrichtung gleichzeitig aufweisen und synergistische Vorteile beobachtet werden. Auch wenn ein Schutzmechanismus bei einer hohen Umgebungstemperatur nicht wirkt oder wenn ein Durchbruch in Folge von Erwärmung der aufgesprühten Metallschicht auftritt, kann eine Energiezufuhr zu dem Kondensator in Folge einer Zunahme des Innendruckes unterbrochen werden, da das Kondensatorelement in einem Becher mit einer Sicherheitseinrichtung angeordnet ist. Somit wird der Kondensator nicht durch Rauch oder Feuer zerstört.

Weiterhin nimmt die Kapazität nur in Folge des Isolationsdurchbruchs eines kleinen Kondensators ab, da das Kondensatorelement den Schutzmechanismus umfaßt, und das Leben des Kondensators kann ohne thermischen Durchbruch des gesam­ ten Kondensators verlängert werden.

Auch wenn der Becher nach einem langen Gebrauch einen Fehler aufweist und nicht dicht gehalten werden kann, ist der Kondensator langlebig, da der Schutz­ mechanismus kleine verteilte Elektroden beinhaltet.

Eine Geschwindigkeit der Gaserzeugung ist gering, da ein Isolationsdurchbruch in einem kleinen Teil zwischen zwei kleinen Elektroden auftritt, während der ver­ bleibende Teil des Kondensatorelementes elektrisch abgetrennt wird. Somit kann ein scharfer Anstieg des Innendrucks in dem Gehäuse vermieden werden. Daher ist selbst die Zerstörung des Kondensators nicht von Feuer oder Rauch begleitet.

Wenn das gesamte Kondensatorelement mit einem duroplastischen Harz überzogen ist, wird der Kondensator bei einem Isolationsdurchbruch nicht gefährlich.

In den oben erwähnten Ausführungsformen umfaßt das Kondensatorelement einen metallisierten Film aus Polyäthylen-Telephthalatfilm und einen Polypropylenfilm. Anstelle eines Polyäthylen-Telephthalatfilms und eine Polypropylenfilms kann jedoch auch ein Polykarbonatfilm, eine Polystyrenfilm, ein Polyäthylenfilm, Papier oder ähnliches und eine Kombination davon verwendet werden. In der Ausfüh­ rungsform sind beide Seiten des Polyäthylen-Telephthalatfilms mit Metall beschich­ tet. Ein Film kann jedoch auch eine abgelagerte metallische Schicht nur auf einer Seite aufweisen und zwei solcher Filme können für eine Kapazität geschichtet werden. Das auf einem Film abzulagernde Metall kann Zink anstelle von Aluminium sein. Das einen metallisierten Film umfassende Kondensatorelement kann anstelle von Epoxydharz mit einem Urethanharz gehärtet werden. Das Kondensatorelement kann jede Form wie rund, rechteckig oder flach aufweisen. Obwohl Polybuten-Öl oder Epoxydharz in die Gehäuse der Ausführungsformen gefüllt ist, können die Kondensatorelemente in einem Gehäuse mit Luft darin eingeschlossen sein.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausfüh­ rungsformen anhand der beigefügten Zeichnungen vollständig beschrieben ist, ist anzumerken, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Durch­ schnittsfachmann erkennbar sind. Solche Änderungen und Modifikationen werden als im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten aufgefaßt, wie sie durch die beigefügten Ansprüche beschrieben ist, außer sie weichen davon ab.

Claims (16)

1. Kondensator, mit:
einem Kondensatorelement (10, 210) mit einem metallisierten Film (30), wobei der metallisierte Film (30) metallische Elektroden (34) umfaßt, von denen jede einen Sicherungsteil (36) aufweist;
an das Kondensatorelement (10, 210) angeschlossenen Leitungsdrähten (14, 114, 214);
einem Gehäuse (2, 102, 202; 4, 104, 204), welches das Element (10, 210) darin hermetisch einschließt, wobei das Gehäuse (2, 102, 202; 4, 104, 204) zwei Anschlüsse (8, 108, 208) aufweist, welche an die Leitungsdrähte (14, 114, 214) angeschlossen sind; und
einer Sicherheitseinrichtung (16, 116), welche die Leitungsdrähte (14, 114, 214) unterbricht, wenn der Innendruck in dem Becher (2, 102, 202) zunimmt.

2. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem die Sicherheitseinrichtung (16, 116) ein mechanisch schwaches Element (16, 116) aufweist, welches zwischen dem Anschluß (8, 108, 208) und dem Leitungsdraht (14, 114, 214) und einem Teil des Gehäuses (2, 102, 202; 4, 104, 204), welcher sich nach außen bewegt, wenn ein Innendruck in dem Gehäuse (2, 102, 202; 4, 104, 204) zunimmt, angeschlos­ sen ist.

3. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem die Sicherheitseinrichtung (16, 116) eine mechanische Schwachstelle (16, 116) aufweist, welche in den Leitungs­ drähten (14, 114, 214) vorgesehen ist, und einen faltenbalgartigen Teil (6, 106, 206), der in dem Gehäuse (2, 102, 202; 4, 104, 204) vorgesehen ist.

4. Kondensator nach Anspruch 1, welcher weiterhin eine Harzschicht aufweist, welche eine gesamte Oberfläche des Kondensatorelementes (10, 210) überzieht.

5. Kondensator nach Anspruch 2, welcher weiterhin eine Harzschicht umfaßt, die eine gesamte Oberfläche des Kondensatorelementes (10, 210) überzieht.

6. Kondensator nach Anspruch 3, welcher weiterhin eine Harzschicht aufweist, die eine gesamte Oberfläche des Kondensatorelementes (10, 210) überzieht.

7. Kondensator nach Anspruch 4, bei welchem das duroplastische Harz ein Epoxydharz oder ein Urethanharz umfaßt.

8. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem das Kondensatorelement (10, 210) ein gewickeltes Kondensatorelement (10) ist.

9. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem das Kondensatorelement (10, 210) ein Vielschichtkondensatorelement (210) ist.

10. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem der metallisierte (30) Film metalli­ sche Filme (38) umfaßt, die auf seinen beiden Seiten ausgebildet sind, und wenig­ stens einer der metallischen Filme (38) mehrere der metallischen Elektroden (34) umfaßt.

11. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem der metallisierte Film (30) einen dielektrischen Film (32) mit einem metallischen Film (38) aufweist, der auf einer Seite davon abgelagert ist, wobei der metallisierte Film (30) die metallischen Elek­ troden (34) aufweist, von denen jeder ein Sicherungsteil (36) umfaßt.

12. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem die metallischen Elektroden (34) aus Aluminium sind.

13. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem die metallischen Elektroden (34) aus Zink sind.

14. Kondensator nach Anspruch 1, bei welchem der Kondensator rund oder flach ist.

15. Kondensator nach Anspruch 1 oder 4, der weiterhin Polybuten aufweist, welches in den das Kondensatorelement (10, 210) beinhaltenden Becher (2, 102, 202) gefüllt ist.

16. Kondensator nach Anspruch 1, der weiterhin Luft aufweist, welche in den Becher (2, 102, 202) mit dem Kondensatorelement (10, 210) gefüllt ist.