DE1958362A1

DE1958362A1 - Condenser with vapour deposited metal dielec - tric

Info

Publication number: DE1958362A1
Application number: DE19691958362
Authority: DE
Inventors: Bernt Rasmussen
Original assignee: TOBIAS JENSEN MEK ETABLISSEMEN
Current assignee: TOBIAS JENSEN MEK ETABLISSEMEN
Priority date: 1968-12-19
Filing date: 1969-11-20
Publication date: 1970-12-23
Also published as: NL6917957A; DK136506B; DK136506C

Abstract

Electrical wound condenser has at least one layer of plastic film and at least one layer of porous insulating material, preferably paper, a layer of plastics film at both sides being provided with vapour deposited metal for forming electrodes of the condenser, whilst the other insulating layers are not metallised.

Description

Ein elektrischer Wickelkondensator mit metallisiertem Dielektrikum.An electrical wound capacitor with a metallized dielectric.

Ein elektrischer Kondensator der erwähnten Art besteht aus dielektrischen Isolationsfolien, von denen einige mit vakuumaufgedampften Metallschichten versehen sind. Die Folien werden durch Aufwickeln auf einen Wickeldorn zu einem im allgemeinen runden Bauteil zusammangespult, bei d«m-dis aufgedampften Metallschichten durch äusseren Kontaktschluss durch Aufspritzen von Metall auf die Stirnflächen des Bauteils die Elektroden des Kondensators ausmachen. An electrical capacitor of the type mentioned consists of dielectric Isolation foils, some of which are provided with vacuum-deposited metal layers are. The films are generally made into one by being wound on a mandrel round component coiled together, with vapor-deposited metal layers through external contact closure by spraying metal onto the end faces of the component make out the electrodes of the capacitor.

Solche metallisierte Kondensatoren finden seit langem ausgedehnte Anwendung wegen ihrer verhältnismässig kleinen Abessungen und ihrer Fahigkeit, nach KursschlAssen in den etweigen Fehl erst ellen des Dielektrikums zu regenerieren. Als Dielektrikum sind hauptsächlich imprägniertes Papier, verschiedene Typen von Plastfilm oder eine Mischung von diesen, die sogenannten Mischdielektriken, verwendet worden. Such metallized capacitors have long been found Application because of their relatively small dimensions and their ability to adapt to The course ends in regenerating the imperfections in the dielectric. As a dielectric are mainly impregnated paper, various types of Plastic film or a mixture of these, the so-called mixed dielectrics, is used been.

Der Nachteil dieser reinen metallisierten Papierkondensatoren ist der, dass der verhältnismässig hohe Verlustfaktor für diese Kondensatoren einen unerwünscht hohen Temperaturanstieg in dem Bauteil bei Wechselspannungsbelastung ergibt, was sie für hohere Umgebungstemperaturen umgeeignet macht; atisserdem liegt die Metallisierung auf einer Papierschicht, die eine-unebene Oberfläche hat, und dies veranlaßt punktweise extreme elektrische Feldstärken, die sich wiederum in Sprdhentladungen auswirken, mit sich daraus ergebender Verringerung der elektrischen Parameter des Kondensators bei Langzeitbetrieb. The disadvantage of these pure metallized paper capacitors is that the relatively high loss factor for these capacitors undesirably high temperature rise in the component when exposed to alternating voltage results in what makes them unsuitable for higher ambient temperatures; atissere also lies the metallization on a paper layer that has an uneven surface, and This causes extreme electrical field strengths at points, which in turn turn into Spray charges, with a consequent reduction in electrical Parameters of the capacitor in long-term operation.

Der Nachteil bei reinen metallisierten Plastfilmkondensatoren ist die geringe liprägnierbarkeit, da die Plastfolie nicht die nötige Porosität besitzt, um den Imprägnierstoff in das Wörkstttck su bringen. Es ist deshalb iit Luftrückständen in dem Wickel zu rechnen, welche zu Spruhentladungen bei Wechselspannungsbelastungen mit den gleichen nachteiligen Falgen, wie oben bei den reinen metallisierten Papierkondensatoren erwähnt, Anlass geben. The disadvantage of pure metallized plastic film capacitors is the low lip alignability, as the plastic film does not have the necessary porosity, to bring the impregnating agent into the work piece. It is therefore with air residues in the wrap too calculate which will lead to spray discharges in the case of alternating voltage loads with the same disadvantageous folds as above with the pure metalized paper capacitors mentioned, give occasion.

Kondensatoren mit Mischdielektrikum besitzen Eigenschaften, die zwischen denen der reinen metallisierten Papierkondensatoren und denen der reinen metallisierten Plastfiiikondensatoren liegen, aber es haften ihnen wesentliche neue Nachteile an, was hervorgehen wird, wenn man den Aufbau eines solchen bekannten Mischdielektrikums, wie in Fig. 1 gezeigt, die einen schematischen Schnitt durch einen solchen Bauteil darstellt, genauer betrachtet. A gibt die Metallisierung an, die des Papierfill B aufgedampft ist. C gibt die Plastfolie an, die nit dem metallisierten Papier zusamxengespult ist. Mixed dielectric capacitors have properties that are between those of the pure metallized paper capacitors and those of the pure metallized Plastic capacitors lie, but they have significant new disadvantages, what will emerge if one looks at the structure of such a known mixed dielectric, as shown in Fig. 1, which is a schematic section through such a component represents, considered more closely. A indicates the metallization, that of the paper fill B is evaporated. C indicates the plastic film that is wound together with the metallized paper is.

£s ersieht sich daraus, dass die durch die Papierschicht vertretene Teilkapazität mit der durch die Plastschicht vertretenen Teilkapazität in Reihe geschaltet ist. It can be seen from this that the one represented by the paper layer Partial capacity in series with the partial capacity represented by the plastic layer is switched.

Dies hat zur Folge, dass die Feldstärken in den beiden Dielektriken sich zueinander verhalten wie die Kohrwerte der Dielektrisitätskonstanten der Stoffe. Bei der Auslegung der Schichtdicke bei einer gegebenen Arbeitsspannung kann ian deshalb die optinale Feldstärke nur in einem der Stoffe frei festlegen, die Feldstärke in dem anderen Stoff wird dann aus Werkstoffkonstanten gegeben sein. This has the consequence that the field strengths in the two dielectrics relate to one another like the correlation values of the dielectric constants of the substances. When designing the layer thickness at a given working voltage, ian Therefore, the optimal field strength can only be freely determined in one of the substances, the field strength in the other substance will then be given from material constants.

Dieser Unstand bewirkt, dass ian nicht die optiaalen dielektrischen Eigenschaften beider Werkstoffe ausntttzen kann, was ein wesentlicher Nachteil sowohl in bezug auf Wirtschaftlichkeit als auch geonetrische Grösse sein kann. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die bekannte Form von metallisierten Kondensatoren mit X1schdielektrikui immer ein Mehrschichtenkondensator, im gezeigten Beispiel ein Zweischichtenkondensator bestehend aus einer Papierschicht und einer Plast~schicht. Bei niedrigen Spannungsbelastungen werden die ndtigen Schichtdicken so klein werden, dass die Konstruktion entweder wirtschaftlich oder technisch undurchführbar ist.This inconvenience means that ian not have the optiaalen dielectric Properties of both materials can benefit, which is a major disadvantage of both in terms of economy as well as geonetrical size. How out 1 shows the known form of metallized capacitors with X1schdielektrikui always a multilayer capacitor, in the example shown a two-layer capacitor consisting of a paper layer and a plastic layer. At low voltage loads the necessary layer thicknesses will be so small that the construction either is economically or technically impracticable.

Der Zweck des Wickelkondensators gemäß der Erfindung ist die Angabe einer Bauart für einen metallisierten Kondensator lit Mischdielektrikum, die die Vorteile der bekannten Bauart bewahrt, ohne dass ihr deren Nachteile anhaften. The purpose of the wound capacitor according to the invention is indication a type for a metallized capacitor lit mixed dielectric, which the The advantages of the known design are retained without their disadvantages adhering to them.

Der Wickelkondensator gemäß der Erfindung besteht aus mindestens einer Schicht Plastfilm und mindestens einer Schicht porös ei Isolierstoff, vorzugsweise Papier, und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der Plastschichten zur Herstellung der Elektroden des Kondensators an beiden Seiten metallisiert ist, während die übrigen Isolationsachichten unmetallisiert sind. The wound capacitor according to the invention consists of at least a layer of plastic film and at least one layer of porous insulating material, preferably Paper, and is characterized in that one of the plastic layers for manufacture of the electrodes of the capacitor is metallized on both sides, while the rest Isolation layers are unmetallized.

Hierdurch wird im Gegensatz zu den bekannten Bauarten mit Mischdielektrikum eine Parallelschaltung der Teilkapasitäten erreicht, indem der doppeltmetallisierte Plastfili die eine Teilkapazität ausmacht, während die unmetallisierten Folien die andere ausiachen. This is in contrast to the known types with mixed dielectric a parallel connection of the partial capacities is achieved by using the double-metallized Plastfili which makes up a partial capacity, while the unmetallized foils the make out others.

Wie es aus den Folgenden hervorgeht, werden hierdurch die Nachteile beseitigt, die für die bekannte Bauart vorgebracht sind.As will be apparent from the following, this eliminates the disadvantages eliminated, which are put forward for the known design.

Nachstehend wird der Wickelkondensator gemäss der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels, wie in Fig. 2 gezeigt, die einen schematischen Schnitt durch einen Kondensator ges der Erfindung zeigt, näher erklärt werden. The wound capacitor according to the invention is illustrated below with reference to the hand of an embodiment as shown in Fig. 2, which is a schematic section by showing a capacitor according to the invention.

E gibt einen Plaetfile an, der an beiden Seiten mit einer aufgedampften Metallschicht D versehen ist: dieser Plastfilm wird iit einer unsetallisierten Papierschicht F zu dem fertigen Kondensatorbauteil zusaanengespult. Wie erwähnt, sind die beiden Teilkapazitäten in dies Fall parallelgeschaltet, hierdurch werden die Feldstärken in den beiden Werkstoffen unabhängig voneinander gemacht, da sie nur durch die aufgedrückte Spannung und die Schichtdicke bestisit werden. E indicates a plaetfile with a vapor-deposited on both sides Metal layer D is provided: this plastic film is iit an unsetallized paper layer F wound together to form the finished capacitor component. As mentioned, the two are Partial capacities are connected in parallel in this case, this reduces the field strengths Made in the two materials independently of one another, since they are only through the imprinted Voltage and layer thickness can be determined.

Die Bauart gestattet somit eine optimale Bemessung beider Dielektriken. The design thus allows optimal dimensioning of both dielectrics.

Da die Metallisierung in dem Kondensator gemäss der Erfindung auf der Plastschicht angebracht ist, deren Rauheit wesentlich kleiner ist als die der Papierschicht, wird die Tendenz zu Sprahentladungen wegen punktweise extremer Feldstärken in wesentlichem Grade herabgesetzt werden. Since the metallization in the capacitor according to the invention on the plastic layer is attached, the roughness of which is much smaller than that of the Paper layer, there is a tendency towards Sprahentladungen because of pointwise extreme field strengths can be reduced to a substantial degree.

Die poröse Papierschicht ermöglicht eine gute liprägnierung unter Ausschluss von Luftrßckständen, was den Kondensator gemäss der Erfindung für Wechselspannungsbelastungen gut geeignet macht. The porous paper layer allows a good lip impregnation underneath Exclusion of air residues, which makes the capacitor according to the invention for AC voltage loads makes it well suited.

Der unmetallisierte Teil des Kondensators gemäss der Erfindung kann aus einer oder mehreren Schichten bestehen. Bauarten mit einer unmetallisierten Papierschicht werden f<Lr kleine Spannungsbelastungen wirtschaftlich und technisch möglich sein. The unmetallized part of the capacitor according to the invention can consist of one or more layers. Types with an unmetallized Paper layers are economical and technical for small stress loads to be possible.

Patentansprüche. Claims.

Elektrischer Vickelkondensator bestehend aus mindestens einer Schicht Plastfilm und mindestens einer Schicht porösem Isolierstoff, vorzugsweise Papier, dadurch g e k e n n s e i c h n e t, dass eine Schicht Plastfilm zur Herstellung der Elektroden des Kondensators an beiden Seiten mit autgedempfter Metallisierung versehen ist, während die übrigen Isolationsschichten unmetallisiert sind. Electrical Vickel capacitor consisting of at least one layer Plastic film and at least one layer of porous insulating material, preferably paper, as a result, that a layer of plastic film is used for production of the electrodes of the capacitor on both sides with steamed metallization is provided, while the remaining insulation layers are unmetallized.

Claims

2. Electrical Mickel capacitor according to claim 1, characterized g ek e n n s e i h n e t that the unmetallized insulation layers of one layer Paper to be made out.