DE2445314A1 - WINDING CAPACITOR - Google Patents
WINDING CAPACITORInfo
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Description
R. 2 3 3 31
19.9.74 RsR. 2 3 3 3 1
19.9.74 Rs
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ROBERT BOSCH GMBH
7000 Stuttgart 1 ROBERT BOSCH GMBH
7000 Stuttgart 1
WickelkondensatorWinding capacitor
Die Erfindung betrifft einen Kondensator aus gewickelten, metallisierten Bändern, die in einem Gehäuse angeordnet sind.The invention relates to a capacitor made of wound, metallized strips which are arranged in a housing.
Wickelkondensatoren, besonders solche aus metallisierten Kunststoffbändern mit niedrigen dielektrischen Ver-Winding capacitors, especially those made from metalized plastic strips with low dielectric properties
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lusten wie Polycarbonate oder Polypropylen-Folie, werden in zunehmendem Maße für Wechselspannungsbelastung eingesetzt, beispielsweise als Leuchtstoff- oder Motorkondensatoren. Die Kondensatorwickel werden im allgemeinen nicht imprägniert und ohne Füllung in das Gehäuse eingebaut. Handelt es sich um Metallgehäuse, so werden diese nieist durch einen eingebördelten Preßstoffdeckel abgeschlossen, während Kunststoffgehäuse durch einen aufgeschweißten bzw. aufgeklebten Kunststoffdeckel verschlossen werden. Da die Kondensatoren im Gegensatz zu imprägnierten Papierkondensatoren nicht gefüllt werden und daher aus eventuell vorhandenen Leckstellen kein Füllmittel auslaufen kann, wird auf die Dichtheit des Gehäuses - sei es zwischen Gehäusedecke und Gehäusewand, sei es an den Kondensatordurchführungen im Deckel - weniger Wert gelegt als bei imprägnierten und gefüllten Kondensatoren.such as polycarbonate or polypropylene film Increasingly used for alternating voltage loads, for example as fluorescent or motor capacitors. The capacitor windings are generally not impregnated and without filling in the housing built-in. In the case of metal housings, these are never covered by a crimped molded plastic cover closed, while plastic housing by a welded or glued plastic cover be locked. Because the capacitors, unlike impregnated paper capacitors, are not are filled and therefore no filler can leak from any leaks that may be present, is applied to the Leak tightness of the housing - be it between the top of the housing and the housing wall, or on the condenser bushings in the lid - less important than with impregnated and filled capacitors.
Bei einer anderen Bauart werden die Wickel im Gehäuse vollständig mit Gießharz vergossen, wobei die freie Oberfläche des Gießharzes meist den GehäuseabSchluß bildet. Diese Bauart ist zum einen recht kostspielig, zum anderen verbietet sie sich dann, wenn Dehnungssikken in der Gehäusewand in Verbindung mit Abreißsicherungen verv/endet werden, um Explosionen oder Brände beim Ausfall der Kondensatoren zu verhindern.In another design, the coils are in the housing Completely encapsulated with casting resin, the free surface of the casting resin usually closing the housing forms. On the one hand, this type of construction is quite expensive, and on the other hand, it is not possible if there are any sags in expansion in the housing wall in connection with tear-off protection to avoid explosions or fires to prevent the failure of the capacitors.
Betriebsinterne Untersuchungen haben ergeben, daß beim Betrieb ungefüllter Kondensatoren an WechselspannungIn-house investigations have shown that when operating unfilled capacitors with AC voltage
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an zahlreichen Stellen der metallisierten Bänder ein lokaler Abbau der Metallisierungsschicht und eine Zersetzung des Trägerbandes auftritt. Diese Erscheinung, die auch bei guter Gehäuseabdichtung beobachtet wurde, führt bereits nach wenigen hundert Betriebsstunden zu einem untragbar hohen Kapazitätsverlust und tan£ -Anstieg des Kondensators, besonders dann, wenn bei hohen Betriebsspannungen, die teilweise über der Glimm-Einsatzspannung des Kondensators liegen, gearbeitet wird.Local degradation of the metallization layer and decomposition at numerous points on the metallized strips of the carrier tape occurs. This phenomenon, which was observed even with a good housing seal, leads to an intolerably high loss of capacity and an increase in tan after just a few hundred hours of operation of the capacitor, especially when at high operating voltages, some of which are above the glow threshold voltage of the capacitor are being worked.
Bis heute ist es daher nur möglich, langlebige und betriebssichere Kondensatoren unter Verwendung von einlagig gewickelten, metallisierten Kunststoffbändern für den Spannungsbereich unterhalb 300 V zu bauen, wobei Spannungen über 250 V nur kurzzeitig am Kondensator anliegen sollten. Für den ebenfalls interessanten Spannungsbereich um 400 Y ist es notwendig, aufwendige Konstruktionen, beispielsweise die innere Reihenschaltung von Teilkapazitäten im Wickel, anzuwenden, damit die Teilspannung an einer Kunststofflage möglichst niedrig gehalten werden kann. Abgesehen von wirtschaftlichen Nachteilen erfordern solche Lösungen größere Sorgfalt in der Fertigung und bieten mehr Fehlermöglichkeiten als ein Kondensator aus einer Lage metallisiertem Kunststoff.To this day it is therefore only possible to be durable and reliable Capacitors using single-layer wound, metallized plastic tapes for the voltage range below 300 V, with voltages above 250 V only briefly on the capacitor should concern. For the equally interesting With a voltage range of around 400 Y, complex constructions, for example the internal series connection, are necessary of partial capacities in the winding, so that the partial tension on a plastic layer as possible can be kept low. Economic disadvantages aside, such solutions require larger ones Care in manufacturing and offer more opportunities for failure than a capacitor made from a single layer of metallized Plastic.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, bei einem Kondensator der eingangs erwähnten Art die Gefahr der lokalen Zersetzung bei höheren SpannungenThe object of the present invention is therefore to reduce the risk in a capacitor of the type mentioned at the beginning local decomposition at higher voltages
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R 2 R 2
zu beseitigen oder zumindest zu verringern. Die erfindungsgemäßen naßnahmen sollen insbesondere auch bei den bisher üblichen Kondensatorbauformen verwendet werden können, ohne daß es dabei besonderer baulicher Veränderungen bedarf. Schließlich soll sich der Erfindungsgedanke durch einfache und kostengünstige Durchführbarkeit auszeichnen.to eliminate or at least reduce. The measures according to the invention are also intended in particular for the conventional capacitor designs can be used without it being particularly structurally Changes are needed. Finally, the idea of the invention should be characterized by simple and inexpensive feasibility.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das im Gehäuse enthaltene Leervolumen zumindest teilweise mit sauerstoff- und/oder wasserdampfabsorbierenden Stoffen gefüllt ist.This object is achieved according to the invention in that the empty volume contained in the housing is at least partially is filled with substances that absorb oxygen and / or water vapor.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß selbst bei Fernhaltung von aggressiven Dämpfen, die beispielsweise aus ungeeigneten Einbauteilen wie wickelhülsen, Grehäusedeckeln oder Isolierteilen entweichen können, allein schon Hindestkonzentrationen von Sauerstoff und Wasserdampf in den zwischen den Wickellagen eingeschlossenen Luftschichten ausreichen, um unter erhöhter Wechselspannungsbelastung unerwünschte chemische Umwandlungsprozeiie einzuleiten, Die hieraus resultierenden Zersetzungsvorgänge der ketallisierungsschicht wie auch des Trägerbandes treten wider Erwarten auch dann auf, wenn als i1rägermaterial für die hetallisierungsschicht nicht Papier, sondern ein im Vergleich hierzu wesentlich weniger hygroskopischer Kunststoff verwendet wird. Die Erfindung eignet sich daher auch besonders für Kondensatorelemente, die aus metalli-The invention is based on the knowledge that even when aggressive vapors are kept away, which can escape, for example, from unsuitable built-in parts such as winding sleeves, housing covers or insulating parts, even minimal concentrations of oxygen and water vapor in the layers of air enclosed between the winding layers are sufficient to cope with increased alternating stress initiate undesired chemical Umwandlungsprozeiie, the resulting decomposition processes of ketallisierungsschicht as well as of the carrier belt occur unexpectedly on even if as i 1 rägermaterial for the non hetallisierungsschicht paper, but should be used in the comparison, much less hygroscopic plastic. The invention is therefore also particularly suitable for capacitor elements made of metallic
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ν 3 3 O ν 3 3 O
sierten Kunst st off "bändern hergestellt sind.sized art st off "tapes are made.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß die Lengen der absorbierenden Stoffe derart aufeinander abgestimmt sind, daß die im Kondensator eingeschlossene Sauerstoff- und Wasserdampfmenge die Beziehung S - K/fF erfüllen, wobei S bzw. F die pro Quadratmeter Metallbelagfläche zur Verfügung stehenden Sauerstoff- bzw. Wasserdampfmengen in Milligramm sind und die Konstante K den Wert 1,5*10"-^ Milligramm^' »Meter" hat.In a further development of the inventive concept, it has proven to be useful that the lengths of the absorbent Substances are coordinated in such a way that the oxygen and enclosed in the condenser The amount of water vapor satisfies the relationship S - K / fF, where S or F is the amount of oxygen or water vapor available per square meter of metal surface are in milligrams and the constant K has the value 1.5 * 10 "- ^ milligrams ^" meters ".
Es wurde festgestellt, daß die im Kondensatorleervolumen zulässige Sauerstoffhöchstmenge, bei der noch keine Zersetzung beginnt, um so höher ist, je geringer die Wasserdampfkonzentration ist. So ist der normale Säuerst off anteil von 21 c,i der Raumluft dann ungefährlich, wenn im Kondensatorgehäuse für eine sehr trockene Atmosphäre gesorgt wird. Als geeignete Trocknungsmittel kommen beispielsweise I'-Iagnesiumperchlorat, Kieselgel, Calciumchlorid in Betracht.It was found that the maximum amount of oxygen permissible in the condenser empty volume, at which decomposition does not yet begin, is the higher, the lower the water vapor concentration. The normal acid-off proportion of 21 c , i in the room air is harmless if a very dry atmosphere is provided in the condenser housing. Suitable drying agents are, for example, I-magnesium perchlorate, silica gel and calcium chloride.
Sollen sowohl der Sauerstoff- als auch der Wasserdampfgehalt im liondensator niedriggehalten werden, wo kommen vor allem Alkalimetalle in Betracht. Der schwierigen Handhabung von Alkalimetallen, nämlich ihrer Selbstentzündungsgefahr bei Wasserzutritt, den Verätzungen an feuchten Händen oder der erforderlichen kurzen Aufbewahrungszeit an der Atmosphäre kann dadurch be-Should both the oxygen and the water vapor content in the liondensator be kept low, where come especially alkali metals. The difficult handling of alkali metals, namely theirs Danger of spontaneous combustion in the event of access to water, chemical burns on damp hands or the required short time Storage time in the atmosphere can
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gegnet weräen, daß man diese Metalle in Röhrchen oder Beutelchen aus genügend wasserdampfdurchlässigen, gegebenenfalls perforierten Kunststoffen abgepackt in die Kondensatoren einbringt. Die Diffusion des !wasserdampf es vollzieht sich genügend langsam, um die für eine Kondensatormontage erforderlichen Verweilzeiten an Luft zu überstehen, andererseits aber schnell genug, um vor und während des Betriebes der Kondensatoren einen Gleichgewichtszustand zwischen Trockjanungsmittel und eingeschlossener Luft sicherzustellen, bei dem die erwähnten Zersetzungserscheinungen nicht mehr auftreten können. Geeignete Kunststoffe sind beispielsweise Polyäthylen, Polypropylen oder Polyphenylenoxid.It is not possible to put these metals in tubes or Pouch made of sufficiently water vapor permeable, if necessary perforated plastics packed into the capacitors. The diffusion of the! Water vapor it takes place slowly enough to allow the dwell times required for a capacitor assembly to survive in air, but on the other hand quickly enough before and during the operation of the capacitors a state of equilibrium between drying agents and to ensure enclosed air in which the above-mentioned decomposition phenomena no longer occur can. Suitable plastics are, for example, polyethylene, polypropylene or polyphenylene oxide.
Auch bei Trocknungsmittel·!!, die bei Wasser auf nähme leicht zerfließen und leitfähige, wäßrige Lösungen bilden, wie z. B. bei Phosphorpentoxid, Kagnesiumperchlorat, Calciumchlorid oder Kaliumhydroxid, ist ein Verpacken in geeignete Kunststoffbehältnisse zweckmäßig.Even with desiccants · !!, which would take up with water easily dissolve and form conductive, aqueous solutions, such as. B. with phosphorus pentoxide, magnesium perchlorate, Calcium chloride or potassium hydroxide, packaging in suitable plastic containers is advisable.
Weiterhin ist es möglich, Stoffen wie z. B. Phosphorpentoxid zur Auflockerung der zähflüssigen Oberflächenschicht, durch die unverbrauchtes Trockenmittel abgekapselt wird, eine nicht reagierende Gerüstsubstanz, beispielsweise aus Asbest oder Glaswolle, zuzugeben. Dagegen können Stoffe wie Kieselgel, Aluminiumoxid oder Bleierde, die bei Wasseraufnähme nicht zerfließen, als Pulver, Körner oder auch zu Tabletten gepreßt angewendet werden.It is also possible to use substances such as B. Phosphorus pentoxide to loosen the viscous surface layer, by which unused desiccant is encapsulated, a non-reactive structural substance, for example made of asbestos or glass wool to be added. On the other hand, substances such as silica gel, aluminum oxide or lead earth that does not dissolve when water is absorbed, be used as powder, grains or compressed into tablets.
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Um den Bedarf an sauerstoff- und/oder wasserdampfabsorbierenden Stoffen gering zu halten, hat es sich schließlich als Torteilhaft erwiesen, daß das Differenzvolumen zwischen Gehäuseinnenraum und Kondensatorwickel zumindest teilweise mit füllstoffen gefüllt wird. Plierfür kommen insbesondere Sand, kleine G-laskügelchen u. dgl. in Betracht. Sie reduzieren das für den Sauerstoff und den Wasserdampf zur Verfügung stehende Restvolumen und vermindern dadurch die erforderliche Menge der absorbierenden Stoffe.To meet the need for oxygen and / or water vapor absorbing To keep substances low, it has finally proven to be part of the goal that the difference in volume between the housing interior and the capacitor winding at least partially filled with fillers will. Sand, small glass beads, are particularly suitable and the like. They reduce what is available for oxygen and water vapor Residual volume and thereby reduce the required amount of absorbent substances.
Selbstverständlich ist es auch möglich, neben den erwähnten Trocknungsmitteln oder zusätzlich hierzu hygroskopische Kunststoffe wie Polyamide oder Polymethacrylsäureester, sei es in Pulverform oder in Form von Kondensatoreinbauteilen, als Trockenmittel zu verwenden.Of course, it is also possible to use hygroscopic drying agents in addition to or in addition to the aforementioned drying agents Plastics such as polyamides or polymethacrylic acid esters, be it in powder form or in the form of built-in capacitor components, to be used as a desiccant.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen; darin zeigt:Further details of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments based on drawings; it shows:
Fig. 1 einen handelsüblichen Wickelkondensator undFig. 1 shows a commercially available wound capacitor and
Fig. 2 den Zusammenhang zwischen den zulässigen Sauerstoff- und Wasserdampfmengen in graphischer Darstellung.2 shows the relationship between the permissible amounts of oxygen and water vapor in graphical form Depiction.
Der in Fig. 1 dargestellte kondensator weist einen auf eine Hülse 1 aufgev/i ekelt en Wickel 2 aus metalli-The capacitor shown in FIG. 1 has a winding 2 made of metallic
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24453H24453H
sierten Kunststoffbändern mit aufgespritzten Kontaktbrücken 3 auf. Über zwei Isolierkappen 4 ist der Wickel elektrisch isoliert und mechanisch zentriert in ein Aluminiumgehäuse 5 eingebaut, wobei sich die obere Isolierkappe an einer gestauchten Dehnungssicke 6 abstützt. Zwischen einer weiteren Sicke 7 und dem nach innen umgebördelten oberen Gehäuserand ist der Deckel 8 mit den elektrischen Anschlüssen 9 fixiert. Die Anschlüsse 9 sind durch Verbindungsdrähte 10 und 11 mit den entsprechenden kontaktbrücken verbunden. Der Verdungsdraht 11 ist als Abreißdraht mit einer Sollbruchstelle 12 ausgebildet.Sized plastic strips with sprayed-on contact bridges 3. The winding is over two insulating caps 4 electrically isolated and mechanically centered built into an aluminum housing 5, the upper The insulating cap is supported on a compressed expansion bead 6. Between another bead 7 and the one after The cover 8 is fixed with the electrical connections 9, with the upper edge of the housing beaded on the inside. The connections 9 are connected by connecting wires 10 and 11 to the corresponding contact bridges. The wiring wire 11 is designed as a tear-off wire with a predetermined breaking point 12.
Lei dieser bekannten Bauform verbleibt in dem Gehäuse ein ungefülltes Restvolumen V , das im wesentlichen aus dem Hülseninnenraum 13, dem Raum 14 zwischen Wickel und Gehäusemantel und dem Raum 15 zwischen oberer Wickelstirnseite und Deckelunterseite besteht.Lei of this known design remains in the housing an unfilled residual volume V, which is essentially from the sleeve interior 13, the space 14 between the winding and housing jacket and the space 15 between the upper end of the winding and the underside of the cover.
Bei den erfindungsgemäß teilgefüllten Kondensatoren können der oder die Füllstoffe in einem oder mehreren der Räume 13 bis 15 untergebracht werden. In Pig. 1 ist ein Füllstoff in den Räumen 13 und 15 dargestellt. Bei hülsenlos und oval gepreßtem Wickel stehen meist lediglich die Räume 14 und 15 zur Verfügung, was jedoch durchaus ausreichend ist.In the case of the partially filled capacitors according to the invention, the filler or fillers can be in one or more of rooms 13 to 15 can be accommodated. In Pig. 1 shows a filler in spaces 13 and 15. In the case of coreless and oval-pressed rolls, only spaces 14 and 15 are usually available, but that is quite sufficient.
Wach der Füllung verbleibt ein ungefülltes Restvolumen zu dem auch die luftgefüllten Zwischenräume zwischenAfter the filling, an unfilled residual volume remains to which also the air-filled spaces between
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-O- R 2 J 3 η -O- R 2 J 3 η
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den einzelnen Teilchen des Füllmittels zu rechnen sind. In diesem Kestvolumen ist eine bestimmte Menge von Sauerstoff und Wasserdampf.enthalten, die durch Zugabe von sauerstoff- und/oder wasserdampfabsorbierenden Stoffen zumindest teilweise gebunden werden muß, um ihren schädlichen Einfluß auf den Kondensatorwickel auszuschließen.the individual particles of the filler are to be expected. In this volume of the kest there is a certain amount of Oxygen and water vapor. Contained by adding must be at least partially bound by oxygen and / or water vapor absorbing substances, in order to exclude their harmful influence on the capacitor winding.
Pig. 2 zeigt die höchstzulässigen Werte S für Sauerstoff in Abhängigkeit von der Wasserdampfmenge F, jeweils in Milligramm bezogen auf einen Quadratmeter iietallbelagflache. Der Kurvenverlauf ist experimentell ermittelt worden. Die unterhalb der Kurve liegende schraffierte Fläche ist das Gebiet, in dem die Sauerstoff- und· Wasserdampfmengen unschädlich sind und toleriert werden können.Pig. 2 shows the maximum permissible values S for oxygen as a function of the amount of water vapor F, in each case in milligrams based on one square meter iietallbelagflache. The curve is experimental has been determined. The hatched area below the curve is the area in which the oxygen and · amounts of water vapor are harmless and tolerated can be.
Geht man von einem 62,5 mm breiten Wickel aus metallisierter Polypropylen-Folie aus, die in ein 80 mm hohes Gehäuse mit 30 mm Durchmesser eingebaut wird, so ergibt sich ein ungefülltes Luftvolumen V des Kondensators von etwa 16 cnr. Dies entspricht bei Normaldruck und einer Temperatur von 25°G einer Sauerstoffmenge von etwa 4 Milligramm. Bei einer relativen Feuchte von 60 c/o ergibt sich ein Wasserdampf gehalt von etwa 0,15 Milligramm. Die gesamte Metallbclagflache desAssuming a 62.5 mm wide roll of metallized polypropylene film, which is installed in an 80 mm high housing with a 30 mm diameter, the result is an unfilled air volume V of the capacitor of about 16 cm. At normal pressure and a temperature of 25 ° G, this corresponds to an amount of oxygen of around 4 milligrams. A relative humidity of 60 c / o results in a water vapor content of about 0.15 milligrams. The entire Metallbclagflache des
ρ
Wickels beträgt etwa 3,1 m , so daß sich für S der Wert 1,3 Milligramm pro Quadratmeter und für F der
Wert 5*1-0 Killigramm pro Quadratmeter ergibt. Dieseρ
Wickels is about 3.1 m, so that for S the value 1.3 milligrams per square meter and for F the value 5 * 1-0 Killigramm per square meter results. These
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-10- R 233 Γ.1 -10- R 233 Γ. 1
2 4 A 5 3 12 4 A 5 3 1
Werte liegen weit außerhalb des schraffierten Bereiches in Pig. 2, und, wie auch der Versuch zeigt, sind Kondensatoren mit solchen Werten nicht betriebssicher, sobald längere Zeit mit Spannungen über 250 V gearbeitet wird.Values are well outside the hatched area in Pig. 2, and, as the experiment also shows, are Capacitors with such values are not operationally safe as soon as they have been working with voltages above 250 V for a long period of time will.
Aus der Erkenntnis, daß Sauerstoff und Viasserdampf oberhalb gewisser Konzentrationen schädlich sind, folgt zunächst ein Kondensator, der eine Teilfüllung mit einem Stoff erhält, der sowohl Wasserdampf als auch Sauerstoff bindet, also beispielsweise mit Natrium. Die Y;asserdampfkonzentration über Natrium sinkt auf etwa 5· 10" Milligramm V/asser pro Quadratmeter Belagfläche. Der Dampfdruck der einzelnen Trocknungsmittel ist in der Praxis unabhängig von derenKenge, da aus Gründen der Fert'igungssicherheit oder um bei undichten Kondensatoren eine Reserve zu haben, in allen Fällen mehr Trocknungsmittel eingefüllt wird als die Mindestmenge, die zur Bindung des im ungesättigten Restvolumen V. vorhandenen Wasserdampfes erforderlich wäre. Der Sauerstoff wird praktisch völlig gebunden. Dieser Zustandspunkt ist in Fig. 1 links unten eingetragen und mit "1" bezeichnet. Bei einem Versuch wurden etwa 0,5 g Natrium zugegeben und der Kondensator 180 Tage bei 850C an 330-V-Wechselspannung betrieben..Bei der anschließenden Prüfung zeigte sich keinerlei Zerstörung der Letallschicht oder des Dielektrikums.From the knowledge that oxygen and water vapor are harmful above certain concentrations, a capacitor follows which is partially filled with a substance that binds both water vapor and oxygen, for example sodium. The water vapor concentration above sodium drops to about 5 x 10 "milligrams per square meter of surface area. In practice, the vapor pressure of the individual desiccants is independent of their concentration, since there is a reserve for reasons of manufacturing reliability or in the event of leaky condensers In all cases, more desiccant is filled in than the minimum amount that would be required to bind the water vapor present in the unsaturated residual volume V. The oxygen is practically completely bound. in one experiment, about 0.5 g of sodium was added and the capacitor 180 days at 85 0 C at 330 V AC voltage betrieben..Bei the subsequent examination showed no destruction of the Letallschicht or the dielectric.
Bei einem anderen erfindungsgemäßen Kondensator mitIn another capacitor according to the invention with
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- 11 - R 2 3 ζ:· - 11 - R 2 3 ζ: ·
einem Einbau nach Pig. 1 betrug das Teilvolumen 13 etwa 3 cm , die Teilyolumen H und 15 etwa 5 und 8 cm , das Leervolumen V vor der Füllung also 16 cm . Nachan installation according to Pig. 1 the sub-volume was 13 about 3 cm, the partial volume H and 15 about 5 and 8 cm, the empty volume V in front of the filling is 16 cm. To
3 33 3
Einfüllen von 0,5 cm Magnesiumperchlorat und 5,2 cm Sand mit einem Püllfaktor von 0,6 in die Hohlräume 13 und 15 wurden 3,4 cm des ursprünglichen Volumens verdrängt. Das reduzierte Leervolumen betrug also noch 12,6 cm , was einem Säuerstoffanteil von etwa 3,4 Milligramm entspricht. Bezogen auf eine 3elagfläche vonFilling in 0.5 cm of magnesium perchlorate and 5.2 cm Sand with a filling factor of 0.6 in cavities 13 and 15 was displaced 3.4 cm of the original volume. The reduced void volume was still 12.6 cm, which corresponds to an oxygen content of about 3.4 milligrams is equivalent to. Based on a surface area of
3,1 Qi ergibt dies einen Wert S von 1,1 Milligramm pro Quadratmeter. Die Wasserdampfkonzentration über Magneslumperchi0rat führt zu einem Wert von 2,0·10^ Milligramm Wasser pro Quadratmeter Belagfläche, was nach Pig» 2, Punkt 2 noch erlaubt ist. Tatsächlich zeigte dieser Kondensator nach längerem Dauerlauf an überhöhter Spannung keinen meßbaren Schichta.bbau.3.1 Qi gives a value S of 1.1 milligrams per square meter. The water vapor concentration over magnesia lumpers leads to a value of 2.0 · 10 ^ milligrams of water per square meter of surface area, which is still permitted according to Pig »2, point 2. In fact, this capacitor did not show any measurable layer build-up after a long period of continuous operation at excessive voltage.
Weitere Kondensatoren nach Bild 1 mit ebenfalls 16 cm anfänglichen Leervolumens und 3,1 Quadratmeter Belagfläche wurden mit ca. 11 cnr Glashohlkügelchen gefüllt, so daß ein luftgefülltes Leervolumen von 8 bis 9 cm übrigblieb, was Vierten von 0,7 bis 0,8 Milligramm Sauerstoff pro Quadratmeter Belagfläche entspricht, lach Trocknung ohne weiteren Zusatz von Trockenmitteln zugelötet, zeigten diese Kondensatoren ebenfalls keine unerwünschten chemischen Veränderungen von Schicht und Dielektrikum. Die in Pig. 2 zu dem entsprechenden Zustandspunkt 3 gehörende Wasserdampfmenge im Kondensator von höchstens 5·10~ Milligramm pro QuadratmeterAdditional capacitors as shown in Fig. 1, also 16 cm initial empty volume and 3.1 square meters of floor space were filled with approx. 11 cnr hollow glass beads, so that an air-filled void volume of 8 to 9 cm remained, which was fourth from 0.7 to 0.8 milligrams of oxygen per square meter of surface area, dry soldered without the addition of desiccants, these capacitors also showed no undesirable chemical changes in the layer and dielectric. The one in Pig. 2 the amount of water vapor in the condenser belonging to the corresponding state point 3 of at most 5 x 10 ~ milligrams per square meter
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- 12. - R 2 3 " ^- 12. - R 2 3 "^
■"» w -■*■ "» w - ■ *
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Belagfläche stellte sich somit allein durch die Trocknungswirkung der Glasfüllung mit ihrer hohen spezifi-The surface of the covering was thus solely due to the drying effect of the glass filling with its high specific
2 3 sehen Oberfläche von ca. 500 cm pro cm Glasfüllung2 3 see surface of approx. 500 cm per cm of glass filling
Ein weiteres Beispiel für einen Kondensator im Sinne der bisher beschriebenen Ausführungen hat eine Sauerstoffmenge von 0,5 bis 0,7 Milligramm pro Quadratmeter Belagfläche, die sich durch eine Füllung mit Bleicherde mit einem hohen Füllfaktor von ca. 0,7 gerade noch erreichen läßt. Als Trocknungsmittel können noch Kagnesiumperchlorat oder K'ieselgel eingebracht v/erden, da die Trocknungswirkung der Bleicherde allein nicht ausreicht. Die aufgrund ihres hohen Füllfaktors ausgewählte Bleicherde hat den zusätzlichen Vorteil, aggressive Dämpfe zu binden, die beispielsweise aus Phenolharzeinbauteilen entweichen können und dem Kondensator ebenfalls schaden. Den Sauerstoff- und Wasserdampfgehalt solcher Kondensatoren zeigen die Zustandspunkte 4 (Magnesiumperchlorat) und 5 (Kieselgel) in Fig. 2.Another example of a capacitor in the sense the versions described so far has an amount of oxygen of 0.5 to 0.7 milligrams per square meter Surface area that is straight through a filling with fuller's earth with a high fill factor of approx. 0.7 can still be achieved. Magnesium perchlorate or silica gel can also be added as drying agents, because the drying effect of the fuller's earth alone is not sufficient. The one chosen because of its high fill factor Fuller's earth has the additional advantage of binding aggressive vapors, for example from phenolic resin components can escape and also damage the capacitor. The oxygen and water vapor content Such capacitors show the state point 4 (magnesium perchlorate) and 5 (silica gel) in FIG. 2.
Eine weitere Verringerung der Sauerstoffmenge in den Kondensatorgehäusen', wodurch die Verwendung von milderen Trocknungsmitteln wie Calciumchlorid oder Calciumoxid ermöglicht wird, kann erfindungsgemäß durch eine kurze Vakuumbehandlung und anschließende Füllung mit inerten Gasen erreicht werden. Aus wirtschaftlichen Gründen kommen vor allem Gase wie Stickstoff oder Kohlendioxid in Betracht, doch sind Gase mit höheremA further reduction in the amount of oxygen in the condenser housings', eliminating the use of milder Desiccants such as calcium chloride or calcium oxide is made possible, according to the invention by a short vacuum treatment and subsequent filling with inert gases can be achieved. For economic Reasons are mainly gases such as nitrogen or carbon dioxide, but are gases with higher
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Molekulargewicht wie etwa Schwefelhexafluorid auch wegen ihrer geringeren Abdiffusionsneigung zweckmäßiger. Die Vakuumbehandlung und die Füllung brauchen weniger sorgfältig durchgeführt zu werden, wenn schärfere Trocknungsmittel miteingefüllt werden, die noch einen Sauerstoffanteil von einigen Prozent zulassen, wie z. S. Kieselgel, Kaliumhydroxid oder Aluminiumoxid. Beispielsweise konnten Kondensatoren, mit Stickstoff und 0,5 bis 1,0 cm Kieselgel gefüllt, ohne Schichtzersetzung bei hohen Wechselspannungen betrieben werden.Molecular weight such as sulfur hexafluoride is also more useful because of its lower tendency to diffuse. The vacuum treatment and the filling need to be carried out less carefully when sharper Desiccants are also filled in, which still allow an oxygen content of a few percent, such as S. silica gel, potassium hydroxide or aluminum oxide. For example, capacitors could use nitrogen and 0.5 to 1.0 cm filled with silica gel, operated at high alternating voltages without layer decomposition will.
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