DE2436443B2

DE2436443B2 - Explosionssicherer elektrischer kondensator

Info

Publication number: DE2436443B2
Application number: DE19742436443
Authority: DE
Inventors: Eduard; Klemm Wolfgang Wilhelm; 8500 Nürnberg Nachtigall
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-07-29
Filing date: 1974-07-29
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DE2436443C3; DE2436443A1; CH589349A5

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen explosionssicheren elektrischen Kondensator mit einer Abschaltvorrichtung, die bei Erreichen des höchstzulässigen Innendrucks die elektrische Verbindung zwischen dem Kondcnsatorwickel und dem elektrischen Anschluß unterbricht.

Es sind bereits verschiedene Sicherheitsvorrichtungen für elektrische Kondensatoren bekannt, welche bei einer übermäßigen Belastung des Kondensators den Kondensatorwickel vom elektrischen Anschluß abschalten.

So hat man beispielsweise Schmelzsicherungen an verschiedenen Stellen in iMrtem Kondensatorgehäuse angeordnet, welche bewirken, daß der in einem Isolierstoffröhrchen angeordnete Schmelzdraht bei unzulässigem Ansteigen des Kondensatorstroms durchschmilzt und die Verbindung zwischen dem Kondensatorwickel und dem Anschluß unterbricht. Diese Schmelzsicherungen sprechen naturgemäß nur auf Überstrom an, aber nicht auf einen sich im Kondensatorgehäuse ausbildenden Überdruck, der zu einer Zerstörung des Gehäuses führen kann, ohne daß gleichzeitig ein übermäßig hoher Strom durch den Kondensator fließt. Bei diesen bekannten Schmelzsicherungen ist auch die Hülle so ausgebildet, daß sie einem übermäßigen Druck standhält (deutsche Patentschriften 400 252. 911 155).

Es sind ferner auch verschiedene Abschaltvorrichtungen bekannt, weiche auf einen im Kondensatorgehäuse sich ausbildenden Überdruck ansprechen.

So ist es beispielsweise bekannt, das Kondensatorgehäuse so auszubilden, daß sich ein Teil bei Überdruck nach außen wölbt und einen Abreißdrahi. der mit einer Sollbruchstelle versehen sein kann, abreißt (deutsche Patentschrift 974 715).

Zurr« gleichen Zwecke kann auch ein beweglicher Kolben in der Gehäusewand angeordnet sein. So kann z. B. der Kondensatordeckel als beweglicher Kolben ausgebildet sein, der bei einem überdruck nach außen gedruckt wird und dabei eine Abschaltsicherung zum Ansprechen bringt (deutsche Patentschrift 1 019 753)

Bei den beiden zuletzt genannten Ausführungsformen für Überdrucksicherungen ist eine besondere Ausbildung des Kondensatorgehäuses erforderlich und dieses muß außerdem noch mit einer geeigneten Abschaltvorrichtung nämlich einem Abreißdraht oder einem Schalter, verbunden sein.

Schließlich ist es bekannt, in einem Kondensatorgehäuse eine barometrische Druckdose anzuordnen, welche bei auftretendem Überdruck eine Abschaltvorrichtung betätigt. Die Abschaltvorrichtung kann dabei aus einem Abreißdraht oder einem Schalter bestehen (deutsche Patentschrift 1 044 947). Bei dieser Ausführungsform für eine auf Überdruck ansprechende Abschaltvorrichtung ist es zwar nicht erforderlich, daß das Gehäuse des Kondensators eine besondere Ausbildung erhält, jedoch sind solche Abschaltvorrichtungen kompliziert und störanfällig. Die barometrische Druckdose besteht aus mindestens einem druckfesten Teil und einer Membran, die vollkommen dicht miteinander verbunden sein müssen. Solche Druckdosen werden üblicherweise aus Metall hergestellt und die Teile durch Verlöten miteinander verbunden. Dabei können an den Lötstellen Undichtigkeiten auftreten, die ein Ansprechen der Druckdose unmöglich machen. Weiter ist es erforderlich, daß die Membran der Druckdose noch mit einem Schalter oder einem Abreißdraht verbunden ist. Solche Abschaltvorrichtungen sind daher kompliziert, teuer und auch störanfällig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, auf Druck ansprechende Abschaltvorrichtung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe bei einem ,Condensates der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Abschaltvorrichtung au., einem bei Überdruck zerbrechenden Hohlkörner aus Isoliermaterial besteht, an dem an einander gegenüberliegenden Seiten je eine elektrische Zuleitung befestigt ist und die Zuleitungen durch ein elektisch leitendes Material miteinander verbunden sind.

Im einfachsten Fall besteht eine solche Abschaltvorrichtung aus einem Hohlkörper aus Glas oder Kunststoff, in den auf gegenüberliegenden Seiten zwei Drähte eingeschmolzen sind, die durch eine elektrisch leitende Schicht auf der Überfläche des Hohlkörpers miteinander elektrisch verbunden sind. Durch Einschmelzen oder Einformen lassen sich die elektrischen Zuleitungsdrähte leicht sehr dicht und zuverlässig mit einem solchen Hohlkörper verbinden, so daß auch nach längerer Zeit keine Undichtigkeiten zu befürchten sind. Die Hohlkörper lassen sich sehr leicht in beliebiger Wandstärke herstellen und oberflächlich mit einer leitenden Schicht versehen. Infolge des sehr einfachen Aufbaus einer solchen Abschaltvorrichtung ist die Herstellung einfach und billig und die Vorrichtung über sehr lange Zeit zuverlässig. "

Diese Abschaltvorrichtung wird in dem Kondensatorgehäuse an geeigneter Stelle angeordnet und bei einem auftretenden Überdruck wird der Hohlkörper zerbrochen, wodurch der Zusammenhang der leitenden Schicht verlorengeht und eine Unterbrechung zwischen dem Kondensatorwickel und dem elektrischen Anschluß auftritt.

Der Hohlkörper soll ein möglichst großes Volumen haben, das heißt, den Hohlraum im Kondensatorgehäuse möglichst weitgehend ausfüllen. Dadurch wird beim Zerbrechen des Hohlkörpers der Druck im Kondensatorgehäuse herabgesetzt und die Gefahr einer Zerstörung des Gehäuses auch auf diese Weise vermieden.

Die elektrisch leitende Schicht läßt sich in einfächer Weise durch Aufdampfen, Kathodenzerstäubung, aber auch durch Aufstreichen von Leitlack oder ähnlichen leitenden Schichten auf der äußeren Oberfläche des Hohlkörpers so anbringen, daß eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Zuleitungsdrähten hergestellt ist.

Um zu verhindern, daß die leitende Schicht bei der Handhabung oder beim Einbau beschädigt wird, kann sie noch mit einem isolierenden Schutzüberzug versehen sein.

Es ist aber auch möglich, die leitende Schicht an der inneren Oberfläche des Hohlkörpers zu erzeugen. Dies geschieht in an sich bekannter Weise so, daß zwischen den beiden Zuleitungen im Hohlkörper ein Verbindungsdraht aus leicht verdampfbarem Metall angeordnet wird und nach Fertigstellung des Hohlkörpers durch einen kurzen Stromstoß der Draht zum Verdampfen gebracht wird, so daß sich das elektrisch leitende Material auf der inneren Oberfläche des Hohlkörpers niederschlägt.

Die Schicht auf der äußeren oder inneren Oberfläche des Hohlkörpers kann aber auch in jeder beliebigen anderen Weise erzeugt werden, z. B. durch chemische Reduktion geeigneter Metallsalzlösungen oder in irgendeiner anderen Weise. Dabei kann der Hohlkörper, wenn die Schicht auf der inneren Oberfläche erzeugt werden soll, zweiteilig ausgebildet sein. Nach Aufbringen der Schicht werden die beiden I eile miteinander verbunden, z.B. durch Verschweißen, Verkleben oder auch Verschmelzen.

Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Zuleitungen am Hohlkörper muß aber nicht unbedingt durch eine elektrisch leitende Schicht vorgenommen werden, sondern der Hohlkörper kann auch mit einer geeigneter, elektrisch leitenden Flüssigkeil gefüllt sein. Als elektrisch leitende Flüssigkeit kommt z. B. ein bei Betriebsbedingungen flüssiges Metall oder eine Metallegierung in Frage. So kann z. B. Quecksilber verwendet werden. Es ist aber auch möglich, andere leitende Flüssigkeiten zu verwenden, wie z. B. geeignete Elektrolyte oder auch gee:gnete Suspensionen von leitenden Teilchen in einer Flüssigkeit.

Beim Zerbrechen des Hohlkörp/ers fließt die leitende Flüssigkeit aus und der Kontakt zwischen den beiden elektrischen Zuleitungen des Hohlkörpers wird unterbrochen.

Das elektrisch leitende Material, das in Form einer Schicht auf die Oberfläche des Hohlkörpers aufgebracht ist. kann beispielsweise in Form eines Streifen·, auf der Oberfläche angeordnet sein

Vorteilhaft ist es. wenn der Hohlkörper mit einer Sollbruchstelle versehen ist, über die die elektrisch leitende Schicht auf der Oberfläche des Hohlkörpers verläuft. Zusätzlich kann die Schicht noch im Bereich der Sollbruchstelle mit einer Einschnürung versehen sein, um eine sichere Unterbrechung beim Eindrücken der Sollbruchstelle zu erzielen

Der Kondensator nach der Erfindung wird an Hand der in den Figuren aufgezeigten Ausführungsbeispiele erläutert

Die F i g. I bis 3 /eigen Querschnitte durch elektrische Wickelkondensatoren, welche in Metallbecher eingebaut sind, in denen sich eine Abschaltvorrichtung befindet.

Die F i g. 4 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Abschaltvorrichtung.

Bei den Alisführungsformen nach den F i g. 1 bis 3 ist ein Kondensatorwickel 3 in einem Becher 4 angeordnet, der mit einem Deckel 1 verschlossen ist. Der Deckel trägt die elektrischen Anschlüsse 6 und 9. Der Anschluß 6 ist über den Anschlußdraht 5 mit dem Kondensatorwickel verbunden. Der Anschlußdraht 7 verläuft vom Kondensatorwickcl zu dem Hohlkörper 2, der mit einer elektrisch leitenden Schicht IO versehen ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Schicht mit dem Anschlußdraht 8 verbunden, welcher die Verbindung zu dem Anschluß 9 herstellt.

Besonders vorteilhaft ist es, wie in den F i g. I bis 3 dargestellt, wenn der Hohlkörper möglichst großvolumig ist, so daß beim Eindrücken des Hohlkörpers der Druck infolge des freiwerdenden Raumes absinkt und eine Zerstörung des Kondensators durch eventuell noch weiter ansteigenden Druck vermieden wird.

Wie aus don F i g. I bis 3 ersichtlich, kann der Hohlkörper an verschiedenen Stellen im Kondensatorgehäuse angeordnet sein. So ist er bei der Ausführungsform nach Fig. I oberhalb des Kondensatorwickels 3 zwischen Wickel und Deckel I angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist der Hohlkörper 2 im Wickelhohlraum des Kondensatorwickels 3 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist der Hohlkörper 2 im Gehäuse unterhalb des Kondensatorwickels 3 angeordnet.

Fig. 4 zeigt im Schmu einen Hohlkörper 2 ans Glas oder Kunststoff, in dem die Ansehlußdi ahle 7 und 8 dicht eingeschmolzen sind An der äußeren Oberfläche des Hohlkörpers 2 ist eine leitende Schicht 10 angeordnet, welche die elektrische Verbindung für die beiden Anschlußdiähie 7 und 8 darstellt.

Die Anordnung nach Fig. 5 zeigt einen Hohlkörper im Schnitt, bei der der Hohlkörper an seiner Innenseite eine elektrisch leitende Schicht 10 trägt. welche die Anschlulkirähte 7 und 8 auf der Innenseite des Hohlkörpers miteinander verbindet.

Die Anordnung nach Fig. (> zeigt im Schnitt einen Hohlkörper 2 mit eingetonnten oder eingeschmolzenen Anschlußdräiüer. 7 und 8. der mit einer elektrisch leitenden Flüssigkeit 11 gefüllt ist.

F i g. 7 zeigt eine Draufsicht auf einen Hohlkörper 2, der mit einer Sollbruchstelle 12 versehen ist. An dieser Stelle ist die Wandstärke des Hohlkörpers entsprechend vermindert. Die elektrisch leitende Schicht 10. welche die beiden Ansehlußdrähle 7 und 8 auf der Oberfläche des Hohlkörpers miteinander verbindet, verläuft über die Sollbruchstelle 12. so daß beim Kindrücken des Hohlkörper? an der Sollbruchstelle 12 der Streifen 10 unterbrochen wird. Im Bereich der Sollbruchstelle M kann der Streifen IO auch eine Hinschürung auf

ίο weisen, um eine zusätzliche Sichel heil für die Unter brechuim zu erhalten

	Verzeichnis	der B	ez.ugszeichen
1	Deckel	7	Anschlußdiahl
2	1 lohlkörper	8	AnschluLklraht
3	Wickel	9	Anschluß
4	Becher	10	leitende Schicht
5	Anschlußdniht	Il	leitende Flüssigkeil
6	Anschluß	12	Sollbruchstelle

Hierzu 2 Blau Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

_t 1. Explosionssicherer elektrischer Konden- «ator mit einer Abschaltvorrichtung, die bei Er- i> !eichen des höchstzulässigen Innendrucks die elektrische Verbindung zwischen dem Kondensatorwickel und dem elektrischen Anschluß unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltvorrichtung aus einem bei Überdruck zerbrechenden Hohlkörper (2) aus Isoliermaterial besteht, an dem an einander gegenüberliegenden Seiten je eine elektrische Zuleitung (7; 8) befestigt ist und die Zuleitungen durch ein elektrisch leitendes Material miteinander verbunden sind.
2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch

tekennzeichnet, daß das leitende Material eine chicht(IO) auf der äußeren Oberfläche des Hohlkörpers (2) bildet.
3. Kondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (10) mit einer Schutzschicht bedeckt ist.
4. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material eine Schicht (10) auf der inneren Oberfläche des Hohlkörpers (2) bildet.
5. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material aus einer im Hohlkörper (2) angeordneten leitenden Flüssigkeit (11) besteht.
6. Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material ein bei Betriebsbedingungen flüssiges Metall oder eine Metallegierung ist.
7. Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) ein so großes Volumen besitzt, daß er den freien Raum im Kondensatorgehäuse zum großen Teil ausfüllt.
8. Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) aus Glas besteht.
9. Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) aus Kunststoff besteht.
10. Kondensator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (2) mindestens eine Sollbruchstelle (12) besitzt.
11. Kondensator nach Anspruch IU, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Material einen Streifen (10) auf der Oberfläche des Hohlkörpers bildet, der über die Sollbruchstelle (12) verläuft.
12. Kondensator nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Streifen (10) im Bereich der Sollbruchstelle (12) eine Einschnürung besitzt.

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