DE2214447A1 - Capacitor impregnated with hydrocarbon contg an epoxy cpd - Google Patents
Capacitor impregnated with hydrocarbon contg an epoxy cpdInfo
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Description
- Kondensator Die Erfindung betrifft einen elektrisch und thermisch stabilen Kondensator, welcher mit einem Gemisch aus einem Imprägniermittel auf der Basis von Kohlenwasserstoff und einer Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe imprägniert ist.
- Organische Verbindungen vom Kohlenwasserstoff-Typ, die allgemein als Imprägniermittel für Kondensatoren verwendet werden, sind.
- nicht in ausreichend reinem Zustand erhältlich. Sie enthalten Verunreinigungen, wie Metallionen und Elektrolyte, welche entweder als physikalisches Gemisch oder in chemischer Bindung vorliegen; ferner enthalten sie Halogenelemente, wie Chlor, welche in freiem Zustand vorliegen. Metallionen liegen auch im dielektrischen Material, wie z.B. dem Isolierpapier, vor, welches einen Bestandteil des Kondensators darstellt. Diese Substanzen wirken als Verunreinigung und beeinträchtigen die Eigenschaften des Kondensators, insbesondere dessen tang -Sigenschaften bei hohen Temperaturen. Darüberhinaus weist ein aus metallisiertem Papier bestehender Kondensator ein Selbstregenerierungsvermögen auf, aufgrund dessen seine isolierenden Eigenschaften durch Entladung an einer kurzgeschlossenen Stelle wiederhergestellt werden. Hier tritt jedoch eine lokale Zersetzung an der Entladungsstelle auf, wobei gasförmige Produkte freigesetzt werden, welche die tang Ci-Eigenschaf +en nachteilig beeinflussen.
- Die Erfindung schaft einen Kondensator, welcher diesen Nachteil der bekannten Kondensatoren nicht aufweist. Dies wird durch Einbringen einer Verbindung mit mindestens einer E.poxygruppe in das Imprägniermittel für den Kondensator erreicht, durch welche die in den Imprägnierstoffen und dielektrischen Stoffen, z.B. dem Isolierpapier, vorhandenen Verunreinigung-en sowie die aktiven Gase und Zersetzungsprodukte, die in einem aus metallisiertem Papier bestenenden Kondensator aufgrund der Selbstregenerieruug gebißdet t werden, abgebunden und inaktiviert werde, Dadurch werden die Eigenschaften des Kondensators vor den nachteiligen Einfbissen der Verunreinigungen und andere Verschlechterungen der Eigenschaften geschützt.
- Es ist in der Technik allgemein bekannt, daß man halogenhaltige organische Hochpolymere oder eine halogenierte Kohlenwasserstoffverbindung durch Zusatz einer Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe weichmachen und stabilisieren kann. Bei der Erfindung wird eine Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe zu einer nicht halogenhaltigen organischen Verbindung auf der Basis von Kohlenwasserstoff zugegeben und der Konden3ator mit dem so erhaltenen Material imprägniert.
- Die Erfindung wird nun anhand eines Beispiels weiter erläutert.
- Beispiel 100 Gewichtsteile Polybuten wurden mit 2 Gewichtsteilen epoxidiertew Stearinsäuremethylester der Formel in welcher X' den Stearinsäurerest bedeutet, als Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe vermischt. Mit dem auf diese Weise erhaltenen Gemisch wurde ein Kondensator aus einem metallisierten Papier imprägniert, welches durch direktes Vakuumaufdampfen von Metall auf isolierendes Papier erhalten wurde.
- Das obengenannte Polybuten besteht aus einem Mischpolymeren aus n-Butylen und Isobutylen. Dieses Mischpolymere wurde durch Polymerisieren der Ausgangsmaterialien unter Verwendung von Aluminiumchlorid als Katalysator hergestellt.
- Das aus dem Aluminiumchlorid stammende Chlorid verbleibt daher in Form von organisch gebundenem Chlorid oder freiem Chlor in dem erhaltenen Polybuten. Es verbleiben dabei etwa 100 Teile pro Million Chlorid in dem Polybuten, wobei sicn dieses Chlorid nur sehr schwierig bzw. im Fall von nicht hydriertem Polybuten praktiscn überhaupt nicht entfernen lädt. Außerdem enthält Polybuten außer Chlorid noc eine beträchtliche Menge weiterer Verunreinigungen, welche die Kondensatoreigenscnaften beeinträchtigen, wenn man ein derartiges Polybuten zum Imprägnieren eines Kondensators v£'rwendet Andererseits ist es allgemein bekannt, daß die Fasern des für die Herstellung eines Kondensators verwendeten Isolierpapiers Metallionen, wie Natrium und Calcium enthalten, wobei einwertige Ionen sich besonders nachteilig auf die Kondensatoreigenschaften auswirken. Aufgrund der bereits erwähnten Selbstregenerierung bei einem aus metallisiertem Papier bestehenden Kondensators tritt eine lokale Zersetzung des dielektrischen Materials ein, wobei verschiedene Gase, wie CO2, H2 und CH4, gebildet werden und gleichzeitig das in dem Polybuten organisch gebundene Chlor in Freiheit gesetzt wird; dieses verbindet sich dann mit dem gasförmigen Wasserstoff zu Chlorwasserstoff.
- In Fig. 1 gibt Kurve A die Abhängigkeit von tangJ von der Temperatur bei einem erfindungsgemäßen Kondensator wieder, der mit einem Gemisch aus einem Imprägniermittel auf Kohlenwasserstoffbasis und einer Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe imprägniert worden war. Kurve B gibt die Abhängigkeit von tangd von der Temperatur bei einem Kondensator wieder, bei dessen Herstellung keine Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe angewendet wurde.
- In Fig. 2 geben die Kurven A und B entsprechend die Abhängigkeit von tangcr von der angelegten Spannung bei den in Fig. 1 untersuci-ten Kondensatoren wieder.
- Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der erfindungsgemäße Katalysator gemäß Kurve A stabile Eigenschaften bei hoher Temperatur auf, die Veränderung von tangcfgemäß Kurve A ist aber gering. Wie aus Kurve A gemäß Fig. 2 ersichtlich ist, tritt bei dem erfindungsgemäßen Kondensator ferner nur eine geriegfügige Änderung von tangor ein, wefin die angelegte Spannung in weitem Bereich verändert wird. Dies dürfte auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß die oben genannten Verunreinigungen und Gase durch die Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe gebunden werden unddaher die Katalysatoreigeschaften nicht ieinträchtigen.
- In der folgenden Tabelle sind die Veränderungen der tang J-Eigenschaften nach längerem-Anlegen einer Spannung bei erfindungsgemäßen Kondensatoren (Nr. 1 bis 3) sowie bei Kondensatoren (Nr. 4 bis 6), welche keine Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe enthalten, zusammengestellt: Tabelle Nr. Anfangswert Nach 1000Stunden 1 0,45 0,42 0,45 0,42 2 0,44 0,43 3 0,45 0,43 4 0,44 0,50 5 0,43 0,52 6 0,45 0,48 6 0,45 0,48 Wie sich aus der obigen Tabelle ergibt, weisen die erfindungsgemäßen Katalysatoren (Nr. 1 bis 3) nach anhaltendem Anlegen einer Spannung stabile Eigenschaften auf, die Änderung von tangcf ist also gering. Dies dürfte, wie bereits erwähnt, auf die Tatsache zurückzuführen sein, daß die dadurch die ständige Selbstregenerierung eines aus metallisierte Papier hergestellten Kondensators gebildeten aktiven Gase und die durch lokale Zersetzung gebildeten Verunreinigungen gebunden und unter Kontrolle gebracht werden. Der erfindungsgemäße Kondensator weist daher selbst bei anhaltendem Anlegen einer Spannung hervorragende Eigenschaften auf.
- Wie bereits erläutert, ist der erfindungsgemäße Kondensator gekennzeichnet durch die Imprägnierung mit einem Gemisch, das durch Einbringen einer Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe in ein Imprägniermittel auf Kohlenwasserstoffbasis hergestellt wurde. Dadurch erhält man einen Kondensator mit hervorragenden TangJ-Temperatur-und Spannungseigenschaften, sowie hervorragende Eigenschaften bei anhaltendem Anlegen einer Spannung.
- Die bei der Erfindung angewendete Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe kann aus einem beliebigen Epoxid bestehen. Beispiele hierfür sind Monoepoxide, Diepoxide, Triepoxide, Epoxyharze und dergleichen. Vorzugsweise soll das Molekulargewicht dieser Verbindungen 200 oder mehr betragen; die Verbindungen sollen mit dem Imprägniermittel verträglich oder mit diesem in Suspension mischbar sein und das Gemisch soll eine Viskosität von 250 cps bei 120 0C aufweisen. Ferner können die bei der Erfindung angewendeten Verbindungen andere Substituenten außer Epoxygruppen, wie Ester-, Äther-, Keto-, OS-Gruppen und dergleichen aufweisen, Vorzugsweise wendet man jedoch epoxidierte Ester der folgenden allgemeinen Formel an in welcher R die Bedeutung von Wasserstoff oder einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe, wie Alkyl, Alkenyl, Aryl, Aralkyl, Alkaryl oder dergleichen, vorzugsweise mit -1-bis 10 Kohlenstoffatomen, welche eine Äther-, Ester-oder Ketogruppe aufweisen können; ' die Bedeutung eines zweiwertigen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrestesf wie Alkylen, Alkenylen, Arylen oder dergleichen, welcher eine Äthergruppe, Estergruppe oder eine Ketogruppe aufweisen kann; und R" die Bedeutung einer ungsättigten oder gesättigten aliphatischen oder aromatischen Gruppe, wie Alkyl, Alkenyl, Aralkyl, Alkaryl, Aryl oder dergleichen, vorzugsweise mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, welche eineÄther-, Ester- oder Ketogruppe aufweisen können, besitzen.
- Als Imprägniermittel auf der Basis von Kohlenwasserstoff können bei der Erfindung an sich bekannte Imprägniermittel angewendet werden, z.B. Polybuten, Paraffin, mikrokristallines Wachs, Mineralöle, Alkylbenzole, alkylsubstituierte polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Alkylnaphthalin, Alkylanthracen und dergleichen.
- Die Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe im Molekül kann in einer Menge von 0,1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteiien Imprägniermittel angewendet werden.
- Die Erfindung Iäßt sich nicht nur bei Kondensatoren aus metallischem Papier, sondern auch bei anderen bekannten Kondensatoren, z.B. Aluminiumfolien und dergleichen anwenden.
Claims (7)
- Patentansprüche:Kondensator, imprägniert mit einem Imprägniermittel auf der Basis von KOhlenwasserstoff, welches eine Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe enthält.
- 2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe aus einer Verbindung der folgenden allgemeinen Formel besteht in welcher Ii die Bedeutung von Wasserstoff, einer ungesättigten oder gesättigten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffgruppe, welche eine Äther-, Ester-, oder Ketogruppe aufweisen kann, ht die Bedeutung eines zweiwertigen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrestes, welcher eine Ester-, Äther- oder Ketogruppe aufweisen kann, und R" einc ungesättigte oder gesättigte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffgruppe, welche eine Äther-, Ester- oder Ketogruppe aufweisen kann, besitzen.
- 3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel auf der Basis von Kohlenwasserstoff aus Polybuten besteht.
- 4. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel auf der Basis von Kohlenwasserstoff aus POlybuten besteht.
- 5. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator aus metallisiertem Papier besteht.
- 6. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator ausmetallisiertem Papier besteht.
- 7. Kondensator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnia der Verbindung mit wenigstens einer Epoxygruppe zu dem Imprägniermittel auf der Basis von Kohlenwasserstoff 0,1 bis 10 : 100 beträgt.e e
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8230 | Patent withdrawn |