DE2040156A1

DE2040156A1 - Dielectric for capacitors

Info

Publication number: DE2040156A1
Application number: DE19702040156
Authority: DE
Inventors: Howell Vernon Thomas Seymour
Original assignee: HIVOTRONIC Ltd
Current assignee: HIVOTRONIC Ltd
Priority date: 1969-08-13
Filing date: 1970-08-12
Publication date: 1971-02-25
Also published as: GB1292819A

Description

betreffend
Dielektrikum für Kondensatorenconcerning
Dielectric for capacitors

Die Erfindung betrifft ein Dielektrikum mit wenigstens einer Kunststoffolie für Kondensatoren sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren mit einem solchenDielektrikum*The invention relates to a dielectric with at least one plastic film for capacitors and a method for Manufacture of capacitors with such a dielectric *

Es ist bekannt, für Kondensatoren, beispielsweise Wickeloder Rollkondensatoren^ als Dielektrikum imprägniertes Kraft-Papier oder paraffiniertes Papier zu verwenden. Mit unter Verwendung eines solchen Dielektrikums hergestellten Kondensatoren hat man recht gute Betriebsergebnisse erzielt, wenn das Papier gut imprägniert ist. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, daß das Papier erwärmt wird, um den in ihm enthaltenen Wasserdampf auszutreiben, bevor das Imprägnierungsmittel an das Papier oder in dessen Nähe herangelassen wird.It is known for capacitors, such as winding or Roll capacitors ^ as a dielectric impregnated Kraft paper or paraffin paper. With using Capacitors made of such a dielectric have achieved quite good operating results if the paper is well impregnated. In order to achieve this, it is necessary that the paper is heated to remove the water vapor it contains before the impregnation agent gets to the Paper is left in or near it.

Es ist auch bekannt, als Dielektrikum anstelle von imprägniertei, Kraft-Papier unimprägnierte Kunststoffolien zur Verbesserung der Lebensdauer der Kondensatoren zu verwenden. Dies hat den Vorteil, daß keine Imprägnierung erforderlich ist. Da aber Corona-Erscheinungen bereits bei etwa 300 Volt auftreten, wenn nicht abgestufte Wickellagen verwendet werden, erhöht sich die Größe des Kondensators erheblich, so daß solche Kondensatoren nur für niedrige Betriebsspannungen mit Vorteil verwendet werden können. Für Kondensatoren mit hoher zulässigerIt is also known as a dielectric instead of impregnated egg, Kraft paper to use unimpregnated plastic films to improve the service life of the capacitors. This has the advantage that no impregnation is required. But since corona phenomena already occur at around 300 volts, if non-stepped winding layers are used, the size of the capacitor increases significantly, so that such Capacitors can only be used with advantage for low operating voltages. For capacitors with high permissible

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Betriebsspannung ist es daher üblich, als Dielektrikum imprägniertes Kraft-Papier zu verwenden, da bei diesem Corona-Erscheinungen erst bei etwa 5 bis 10 000 Volt auftreten.Operating voltage it is therefore common to impregnate as a dielectric Kraft paper should be used because of corona phenomena only occur at around 5 to 10,000 volts.

Es kann erwartet werden, daß sich als Dielektrikum für Kondensatoren imprägnierte Kunststoffolien sehr gut eignen. Es treten aber bei der Imprägnierung von Kunststoffolien erhebliehe Schwierigkeiten auf, da es nicht einfach ist, ein Imprägnierungsmittel zu finden, das ausreichend gut in die Zwischenräume des Werkstoffes eindringt. Da das Dielektrium üblicherweise mehrlagig verwendet wird, muß im Fall der Verletzung einer Lage, z.B. durch ein kleines Loch, das Imprägnierungsmittel auch zwischen den Lagen sperren. Versuche mit Silikon-Öl als Imprägnierungsmittel führten nicht zum erwünschten Erfolg, da bei hohen Spannungen Ionenwanderung auftritt und eine Zerstörung herbeiführt. Auch Abdichtungsprobleme traten auf, da das Silikon-Öl auszulecken oder -schwitzen neigte. Dies kann sehr unangenehme Folgen haben, wenn Abschlußprobleme beim Kondensator auftreten. It can be expected that impregnated plastic films are very suitable as dielectric for capacitors. It however, considerable difficulties arise in the impregnation of plastic films, since it is not easy to use an impregnating agent to find that penetrates sufficiently well into the interstices of the material. Because the dielectric usually If a layer is used in several layers, the impregnation agent must also be used in the event of damage to a layer, e.g. through a small hole lock between the layers. Try using silicone oil as a waterproofing agent did not lead to the desired success, since ion migration and destruction occurs at high voltages brings about. Sealing problems also arose because the silicone oil tended to leak or sweat. This can be very uncomfortable Have consequences if termination problems occur with the capacitor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dielektrikum mit wenigstens einer Kunststoffolie für Kondensatoren anzugeben, das die eingangs geschilderten Nachteile nicht aufweist aber hohe Betriebsspannungen zulässt. Außerdem soll ein Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren mit einem solchen Dielektrikum geschaffen werden.The invention is based on the object of specifying a dielectric with at least one plastic film for capacitors, which does not have the disadvantages outlined above but allows high operating voltages. In addition, a method for the production be created by capacitors with such a dielectric.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung für ein Dielektrikum mit wenigstens einer Kunststoffolie dadurch gelöst, daß die Kunststoffolie mit einer Mischung aus Öl und einem Dickungsmittel imprägniert ist, die sich nach dem Imprägnieren verdickt oder verfestigt hat. Als Dickungsmittel ist ein gelierendes flüssiges Silikon besonders vorteilhaft, wobei die Viskosität der Mischung zweckmäßig zwischen etwa 60 und 70 cSt liegt. Mit einer solchen Mischung lassen sich gute Imprägnierergebnisse erzielen. Da die Mischung sich nach dem Imprägnieren verfestigt, treten Ab-This object is achieved according to the invention for a dielectric with at least one plastic film in that the Plastic film is impregnated with a mixture of oil and a thickener, which thickens or after impregnation has solidified. A gelling liquid silicone is particularly advantageous as a thickening agent, the viscosity of the mixture is suitably between about 60 and 70 cSt. Good impregnation results can be achieved with such a mixture. There the mixture solidifies after impregnation,

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dichtungsprobleme nach der Verfestigung der Mischung nicht auf« Durch das Gelieren des flüssigen Silikons ist die Ionenwanderung erniedrigt oder kann sogar verhindert werden, was eine Erhöhung der Lebensdauer im Vergleich zu Kondensatoren mit imprägniertem Kraft-Papier bringt«Sealing problems after the mixture has solidified decreased or can even be prevented, which increases the service life compared to capacitors with impregnated Kraft paper brings "

Die Spannungsbeanspruchung (Spannung je Dickeneinheit) kann für mit dem erfindungsgemäßen Dielektrikum hergestellte Kondensatoren erheblich vergrößert werden oder es kann die Dicke der verwendeten Folien bzw. des Werkstoffs erniedrigt werden, so daß die Kosten und die äußere Größe der Einrichtungen, die mit dem erfindungsgemäßen Dielektrikum hergestellte Kondensatoren aufweisen, kleiner als bisher gehalten werden können.The stress (stress per unit of thickness) can be increased considerably for capacitors produced with the dielectric according to the invention, or the Thickness of the foils used or of the material are reduced, so that the costs and the external size of the facilities, which have capacitors produced with the dielectric according to the invention are kept smaller than before can.

Zwischen den Kunststofflagen können Lagen aus Papier vorgesehen sein, die nach Art eines Dochtes zum Aufsaugen des Öls vor dem Ausdicken der Mischung dienen.Layers of paper can be provided between the plastic layers, which are like a wick for absorbing the Serve oil before thickening the mixture.

Die Lagen der Kunststoffolie sind vorzugsweise mehrlagig ausgebildet. Das verwendete öl kann ein Silikon-Öl, z.B. der Type MS 200, wie sie von der Firma Midlands Silicones Limited, England, bezogen werden kann, sein. Als gelierendes flüssiges Silikon kann Sylgard 182 der Firma Dow Corning verwendet werden. Das Öl und das flüssige Silikon werden vorzugsweise in einem Mischungsverhältnis von drei Teilen Öl auf ein Teil flüssiges Silikon verwendet.The layers of the plastic film are preferably multilayered educated. The oil used can be a silicone oil, e.g. type MS 200, as used by Midlands Silicones Limited, England, can be related to. Sylgard 182 from Dow Corning can be used as the gelling liquid silicone. The oil and the liquid silicone are preferably in a mixing ratio of three parts oil to one part liquid Uses silicone.

Die Kunststoffolie hat zweckmäßig eine Dicke zwischen etwa 0,00634 mm und 0,254 mm. Es werden Polycarbonat- oder Polypropylen- Folien bevorzugt.The plastic film expediently has a thickness between about 0.00634 mm and 0.254 mm. Polycarbonate or polypropylene films are preferred.

Das Verfahren zur Herstellung eines Kondensators mit einem Dielektrikum nach der Erfindung, bei welchem abwechselnd geschichtete Metall- und Kunststoffolien in einen BehälterThe method of manufacturing a capacitor with a dielectric according to the invention, in which alternately layered metal and plastic foils in a container

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eingebracht werden, kennzeichnet sich gemäß der Erfindung
dadurch, daß der Behälter evakuiert wird, dann eine Mischung aus öl und einem Dickungsmittel in diesen eingegeben und
das Vakuum aufgehoben und dann die Mischung ausdicken oder sich verfestigen gelassen wird. Der Imprägnierbehälter wird vorzugsweise einige Stunden lang evakuiert, bis ein Restdruck von
wenigen mm Quecksilbersäule erreicht 1st.are introduced, is characterized according to the invention
by evacuating the container, then adding a mixture of oil and a thickening agent to it and
releasing the vacuum and then allowing the mixture to thicken or solidify. The impregnation container is preferably evacuated for a few hours until a residual pressure of
a few mm of mercury reaches 1st.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind anhand von zwei Beispiel näher erläutert.The invention and advantageous details of the invention are explained in more detail using two examples.

example 1

Es wurde eine Mischung aus drei Teilen Silikonöl MS 200 und einem Teil gelierendes flüssiges Silikon Sylgard 182
hergestellt. Es zeigte sich, daß diese eine Viskosität zwischen 60 und 70 centistokes hatte. Dann wurden Polycarbonat-Follen mit Netallfolien zusammengebracht und zu einem Wickel mit
einander abwechselnden Lagen aus Polycarbonat-Folie und Metallfolie aufgewickelt. Dieser Wickel wurde dann in einen Imprägnierungsbehälter, der einige Stunden lang auf einen Druck von einigen wenigen MiULmetern Quecksilbersäule evakuiert worden war, eingebracht. Die Mischung aus öl und ausgelierender
Silikonflüssigkeit wurde dann in den Behälter eingelassen. Beim Ablassen des Vakuums stellte man fest, daß sich der Flüssigkeitsspiegel nicht absenkte, was ein Zeichen dafür war, daß
die Polycarbonat-Folie sich durch und durch mit der Mischung vollgesogen hatte.A mixture of three parts silicone oil MS 200 and one part gelling liquid silicone Sylgard 182 was used
manufactured. It was found to have a viscosity between 60 and 70 centistokes. Then polycarbonate foils were brought together with metal sheets and wrapped in a wrap
alternating layers of polycarbonate film and metal foil. This roll was then placed in an impregnation container which had been evacuated for a few hours to a pressure of a few millimeters of mercury. The mixture of oil and gelling
Silicone liquid was then admitted into the container. When the vacuum was released, it was found that the liquid level did not drop, which was a sign that
the polycarbonate film had soaked itself through and through with the mixture.

Example 2

Auf Lagen von Polypropylenfolie wurden Lagen aus Papier und Lagen aus Metallfolie gelegt und dann alles zu einem
Wickel mit abwechselnden Lagen aus Metall, Papier und Kunststoffolie aufgewickelt, so daß sich zwischen Je zwei benachbarten Metall agen eine Lage aus Papier und eine aus Kunststoff-Layers of paper and layers of metal foil were placed on layers of polypropylene film and then all into one
Rolls with alternating layers of metal, paper and plastic film are wound up, so that one layer of paper and one of plastic material lie between each two adjacent metal agen

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folie befanden. Der Wickel wurde dann in einen mehrere Stunden lang auf einen Druck von wenigen Millimetern Quecksilbersäule evakuierten Behälter eingebracht und die Mischung aus öl undslide found. The compress was then in a couple of hours long placed at a pressure of a few millimeters of mercury evacuated container and the mixture of oil and

"Dickungsmittel Sylgard gemäß Beispiel 1 in den Behälter eingelassen. Nachdem das Papier und die Kunststoffolien die Mischung aufgesaugt hatten, wurde das Vakuum aufgehoben."Thickener Sylgard according to Example 1 in the container let in. After the paper and plastic sheets had soaked up the mixture, the vacuum was released.

Claims

1Q9B03/1Sl 11Q9B03 / 1Sl 1

Claims

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Claims

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1- / dielectric with at least one plastic film for capacitors, characterized in that the plastic film is impregnated with a mixture of oil and a thickener, which has thickened or solidified after impregnation.

2 · Dielectric according to claim 1, characterized in that there is a paper layer in addition to the plastic film having.

3. Dielectric according to claim 1 or 2, characterized in that the thickener is a gelling liquid silicone is.

4. Dielectric according to one of claims 1 to 3, characterized

used characterized that the viscosity of the mixture

is between (60 and 70) 10 m ² / s.

5.. Dielectric according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the plastic film is multilayered is constructed.

6. Dielectric according to one of claims 1 to 5, characterized in that the plastic film is a Thickness between about 0.00634 mm and 0.254 mm.

7. Dielectric according to one of claims 1 to 6, characterized in that there is a plurality of plastic film layers with intermediate layers of paper.

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8. A method for producing a capacitor having a dielectric according to any one of claims 1 to 7, in which alternately layered metal and plastic foils are placed in a container, thereby gek-en.nzel-ch-r net that the container is evacuated, then a mixture from oil and a thickener entered into this and the vacuum released and then thicken the mixture or itself is allowed to solidify.

9 · The method according to claim 8, characterized in that the container initially to a pressure is evacuated by only a few mm of mercury.

10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that between the plastic film and metal foil layers Paper layers are introduced "

11.. Method according to one of Claims 8 to 10, characterized characterized that a mixture with a Viscosity between (60 and 70) 10 m / s is used.

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