DE2430437B2

DE2430437B2 - Explosionssicherer elektrischer Kondensator

Info

Publication number: DE2430437B2
Application number: DE19742430437
Authority: DE
Inventors: Eduard 8500 Nuernberg Nachtigall
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-06-25
Filing date: 1974-06-25
Publication date: 1980-04-30
Also published as: DE2430437A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen explosionssicheren elektrischen Kondensator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei elektrischen Kondensatoren treten vor allem bei Wechselspannungsbetrieb unter extremen Bedingungen unzulässig hohe Erwärmungen auf, die zu einer Gasbildung im Gehäuse führen können. Um zu verhindern, daß durch den hohen Druck das Kondensatorgehäuse zerstört wird, werden solche Kondensatoren mit Sicherungen versehen, welche auf den auftretenden Innendruck ansprechen und den Kondensator vom Stromnetz abschalten.

Als Sicherung werden beispielsweise Abreißsicherungen verwendet, welche aus einem Draht bestehen, der vorzugsweise eine Sollbruchstelle aufweist Es können aber als Sicherungen auch andere Abschaltvorrichtungen verwendet werden, welche auf den höchstzulässigen Innendruck ansprechen. Dabei kann ein Schalter geöffnet werden, der den Kondensator vom Stromnetz abschaltet, oder auch ein Kurzschlußschalter geschlossen werden, der die beiden Anschlüsse des Kondensators kurzschließt.

Zur Betätigung von solchen Abschaltvorrichtungen ίο wurden bewegliche Gehäuseteile verwendet, welche mit der Abschaltvorrichtung verbunden sind, und die sich bei auftretendem Überdruck im Gehäuse oder an der Außenseite des Gehäuses verschieben und dadurch die Abschaltvorrichtung betätigen. Als solche beweglichen 's Gehäuseteile sind verschiedene Arten von Kolben bekannt, die vorzugsweise im Deckel des Kondensatorgehäuses angeordnet sind (DE-AS 10 53 668, DE-AS 10 53 669).
Es sind auch Anordnungen bekannt, bei denen der Deckel selbst beweglich angeordnet ist und durch seine Verschiebung die Abschaltvorrichtung betätigt (DE-AS 10 19 753, DE-GM 17 94 821).

Durch diese bekannten Kondensatorausbildungen kann zwar eine Abschaltvorrichtung betätigt werden, jedoch kann es vorkommen, daß trotz rechtzeitiger Betätigung der Abschaltvorrichtung eine explosionsartige Zerstörung des Kondensatorgehäuses auftritt. Dies beruht darauf, daß der Druck im Kondensator so schnell ansteigt, daß zwar die Abschaltvorrichtung betätigt wird, aber sich trotzdem die Druckerhöhung noch weiter fortsetzt, so daß die Bruchgrenze des Kondensatorgehäuses überschritten wird. Es ist aber nicht möglich, den Ansprechdruck für die Abschaltvorrichtung so weit herabzusetzen, daß diese rechtzeitig anspricht, um eine unzulässige Drucksteigerung zu verhindern. Dies würde nämlich zur Folge haben, daß schon bei äußerer Erwärmung des Kondensators die

. Gefahr besieht, daß die Abschaltvorrichtung anspricht. Um zu verhindern, daß trotz betätigter Abschaltvorrichtung der Druck nicht so weit steigen kann, daß das Gehäuse zerstört wird, muß eine Möglichkeit geschaffen werden, damit der überschüssige Druck nach Ansprechen der Sicherung aufgenommen wird. Dies ist dadurch möglich, daß sich das Gehäuse bei hohem Innendruck so verformt, daß das Volumen im Immeren des Kondensatorgehäuses wesentlich vergrößert wird. Eine solche Vergrößerung des Volumens wird erreicht, wenn das Kondensatorgehäuse mit einer oder mehreren gestauchten Sicken versehen ist, die so bemessen sind, daß sie bei einer Drucksteigerung aufgehen (DE-PS 12 89 584). Solche Sicken müssen im Kondensatorgehäuse hergestellt werden, wenn der Kondensatorwickel bereits in das Gehäuse eingebracht ist und erfordern einen nicht unerheblichen zeitlichen und maschinellen Aufwand. Da eine einzige Sicke zur Volumenvergrößerung meist nicht ausreicht, müssen oft mehrere Sicken im Gehäuse eingebracht werden. Dabei müssen zahlreiche einander widersprechende Bedingungen miteinander in Einklang gebracht werden. Das Gehäuse muß so fest sein, daß bei einer Drucksteigerung keine Undichtigkeiten auftreten, aber es muß andererseits aus so weichem Material bestehen, daß sich die Sicken einformen lassen. Die Sicken sollen bei einer unzulässigen Drucksteigerung aufgehen, damit eine Volumenvergrößerung des Gehäuseinneren auftritt, andererseits darf aber nicht die Bördelung des Gehäusedeckels aufgehen, die aus dem gleichen Material besteht wie die Sicken.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen explosionssicheren elektrischen Kondensator mit Abschaltvorrichtung zu schaffen, bei dem bei Erreichen des hochstzulässigen Innendrucks die Abschaltvorrichtung betätigt wird und gleichzeitig eine nicht unwesentliche Volumenvergrößerung eintritt, ohne daß aufgehenoe Sicken verwendet werden, so daß die Fertigung des Kondensators einfacher ist und man in der Wahl des Gehäusematerials freier ist

Dies *ird gemäß der Erfindung bei einem elektrischen Kondensator der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen erreicht

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

Da die beiden Becher bei der Montage nach Einbringen des Kondensatorwickels nur ineinandergeschoben zu werden brauchen, ist die Montage sehr einfach und durch das teleskopartige Auseinanderschieben der beiden Becher bei Drucksteigerung wird nicht nur die Abschaltvorrichtung betätigt, sondern der Innenraum des Gehäuses so weit vergrößert, daß keine Gefahr besteht, daß bei weiterer Drucksteigerung nach Abschalten des Kondensators das Gehäuse undicht wird. Da die zum Auseinanderschieben der beiden Becher erforderlichen Kräfte verhältnismäßig gering sind, ist allein die Ansprechkraft für die Abschaltvorrichtung für den Auslösepunkt maßgebend. Die Becher können aus beliebigem Material bestehen, da auffaltbare Bördelungen nicht verwendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Figuren aufgezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Schnitt einen elektrischen Kondensator mit Abschaltsicherung im Normalzustand und

F i g. 2 zeigt den gleichen Kondensator nach dem Ansprechen der Abschaltvorrichtung.

Bei dem Kondensator nach Fig. 1 ist ein Kondensatorwickelkörper 3 in einem Gehäusebecher 1 angeordnet, der auf ein Versehlußbecher 2 als Abschluß aufgeschoben ist Der Versehlußbecher 2 besteht vorzugsweise aus einem zylindrischen Metallmantel mit eingebördeltem Isolierstoffboden 7. Die Bördelung ist mit 12 bezeichnet. Der Boden 7 trägt die beiden Anschlüsse 8 und 9, welche an der Innenseite elektrisch leitend mit den jeweils zugeordneten Kondensatorbelägen verbunden sind. Diese Verbindung wird bei der dargestellten Ausführungsform einmal durch einen Abreißdraht 4 gebildet der eine Sollbruchstelle 5 besitzt Der Abreißdraht 4 ist zwischen dem im Becher 1 befestigten Kondensatorkörper 3 und dem Anschluß 8 aufgespannt Der andere Anschlußdraht 6 verbindet den Kondensatorkörper 3 mit dem Anschluß 9. Im Kondensatorgehäuse ist oberhalb des Kondensatorkör-ο pers 3 ein Luftraum 11 vorhanden.

Bei Erreichen von unzulässig hohem Innendruck werden die beiden Becher 1 und 2 teleskopartig auseinandergeschoben, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist Durch das Dichtungsmittel 10, das vorzugsweise in einer Ausnehmung des Gehäusebechers 1 angeordnet ist, wird eine Abdichtung des Kondensatorgehäuses nach wie vor gewährleistet Wenn sich die beiden Becher 1 und 2 voneinander entfernen, wird der als Abreißsicherung ausgebildete Anschlußdraht 4 an der Sollbruchstel-Ie zerrissen und schaltet den Kondensator vom angeschlossenen Stromnetz ab. Durch die Vergrößerung des Luftraumes 11 wird auch der überschüssige Druck aufgenommen, der sich noch nach dem Abschalten des Kondensators im Gehäuseinneren ausbildet. Um zu verhindern, daß der Becher 2 sich ganz von dem Becher 1 abhebt, ist der Anschlußdraht 6 nach Länge und Festigkeit so bemessen, daß er die beiden Becher 1 und 2 in der Stellung zusammenhält, die noch eine Dichtigkeit zwischen den beiden Bechern gewährleistet

Der Versehlußbecher 2 muß nicht unbedingt aus einem zylindrischen Metallmantel mit eingebördeltem Isolierstoffboden bestehen, sondern kann ganz aus Metall bestehen, wobei dann im Boden die Anschlüsse

->5 isoliert durchgeführt sind.

Die Abschaltvorrichtung muß auch nicht aus einem Abreißdraht bestehen, wie dies bei dem dargestellten Ausführungsbeispie! der Fall ist, sondern kann auch aus einem geeigneten Schalter bestehen, der durch die Bewegung der beiden Becher voneinander betätigt wird.

Die gegenseitige Auseinanderbewegung der beiden Becher kann auch durch ein anderes Mittel begrenzt werden, als durch den Anschlußdraht 6.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Explosionssicherer elektrischer Kondensator mit einem in einem becherförmigen Gehäuse angeordneten Kondensatorkörper und mit einer Abschaltsicherung, die durch das begrenzt gegenüber dem becherförmigen Gehäuse verschiebbare und abgedichtete, elektrische Anschlüsse isoliert tragende und die öffnung des Gehäusebechers abschließende Abschlußteil und durch eine durch die Verschiebung des Abschlußteils bei unzulässig hohem Druck im Gehäuse infolge einer im Schadensfall eintretenden Gasentwicklung die elektrische Verbindung zwischen mindestens einem am Abschluß angebrachten Anschluß und dem Kondensatorkörper abschaltenden Vorrichtung gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußteil aus einem über den Gehäusebecher (1) gestülpten, mit der Innenfläche seiner zylindrischen Wand die äußere Räche des Gehäusebechers (1) abgedichtet umgebenden Verschlußbecher (2) besteht, der so weit über den Gehäusebecher (1) greift, daß auch bei dem maximal möglichen Abstand der Becherböden voneinander die Wand des Verschlußbechers (2) noch abgedichtet die des Gehäusebechers (1) umgibt.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußbecher (2) aus einem hohlen Blechzylinder mit eingebördeltem Isolierstoffboden (7) besteht.

3. Kondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusebecher (1) an der Außenfläche seiner Wand in der Nähe seiner Öffnung eine parallel zum Boden verlaufende Rille hat, in der ein Dichtungsmittel (10) angeordnet ist.

4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal mögliche Abstand des Bodens des Vtrschlußbechers (2) von dem des Gehäusebechers (1) durch die Länge eines zwischen einem am Boden des Verschlußbechers (2) angebrachten Anschluß (9) und dem Kondensatorkörper (3) vorgesehenen Anschlußdraht (6) begrenzt ist.

5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abschaltende Vorrichtung aus einem Abreißdraht (4) besteht, der, als Verbindungsleiter dienend, zwischen einem am Boden des Verschlußbechers (2) angebrachten Anschluß (8) und dem Kondensatorkörper (3) in gespanntem Zustand angeordnet ist.