DE2844593A1

DE2844593A1 - Verfahren zur impraegnierung eines elektrischen kondensators

Info

Publication number: DE2844593A1
Application number: DE19782844593
Authority: DE
Inventors: Rainer Karl Dipl Ing Schilling
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1978-10-13
Filing date: 1978-10-13
Publication date: 1980-04-17

Description

Verfahren zur Imprägnierung eines
elektrischen Kondensators Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung eines elektrischen Kondensators mit einem flüssigen Imprägniermittel, bei welchem das flüssige Imprägniermittel in den unter Vakuum gehaltenen Kondensator eingebracht wird, daraufhin der Druck auf Atmosphärendruck erhöht wird und der Kondensator bis zum völligen Durchtränken in flüssigem Imprägniermittel verbleibt.
Die Imprägnierung von elektrischen Kondensatoren, insbesondere solchen für Wechselspannungsbetrieb, dient bekanntlich dazu, die Spannungsfestigkeit des Kondensatordielektrikums zu erhöhen und Sprühentladungen zu vermeiden, die in Hohlräumen der Kondensatoren stattfinden und die Lebensdauer verkürzen. Hohlräume befinden sich z.B. zwischen den Oberflächen der Dielektrikumsfolie und den Belegungen, da diese Oberflächen nie völlig glatt sind. Außerdem befinden sich im Dielektrikum Poren - bei porösem Papier sehr viele, bei Kunststoffolie verhältnismäßig wenige - die genau wie der Luftspalt zwischen den Belegungen und der Dielektrikumsfolie mit Imprägniermittel ausgefüllt werden müssen.
Das Imprägniermittel soll gute dielektrische Eigenschaften aufweisen und nicht brennbar sein. Bei selbstheilenden Kondensatoren soll das Imprägniermittel darüber hinaus auch gute Ausbrenneigenschaften aufweisen, damit sich bei Durchschlägen unter dem Einfluß des Durchschlagslichtbogens keine leitenden Rückstände bilden können, die die Belegungen an den Durchschlagsstellen niederohmig kurzschließen.
Zum Imprägnieren wird der elektrische Kondensator in das flüssige Imprägniermittel gebracht. Dabei wird der Kondensator unter Vakuum gehalten. Kurzzeitig später wird der Druck auf Atmosphärendruck erhöht. Der Kondensator verbleibt bis zum völligen Durchtränken im Imprägniermittel. Die Imprägnierzeit, also die Zeit, die der Kondensator dem Imprägniermittel ausgesetzt sein muß, um völlig durchtränkt zu werden, ist je nach Art des Kondensatordielektrikums unterschiedlich: Bei Metallpapierkondensatoren wird eine Imprägnierzeit von ca. 10 bis 100 Stunden angesetzt, je nach Art des verwendeten Papiers; bei Kunststoffolienkondensatoren kann die Imprägnierzeit 200 Stunden und länger betragen. Die Imprägnierzeit ist auch von der Viskosität des Imprägnlermittels abhängig: Je dickflüssiger dieses ist, desto bessere Eigenschaften zeigt zwar der Kondensator insbesondere bei hohen Temperaturen, desto länger ist aber auch die Imprägnierzeit anzusetzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches sich die Imprägnierzeit wesentlich verkürzen läßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kondensator nach der Druckerhöhung kurzzeitig hochfrequenten Schwingungen ausgesetzt wird.
Damit wird ein beschleunigtes Imprägnieren des Kondensators erreicht; die Imprägnierzeit verkürzt sich ganz wesentlich. Mit einem solchen Verfahren läßt sich auch das völlige Durchimprägnieren von Kunststoffolienkondensatoren erzielen. Gegenüber nicht imprägnierten Kunststofffolienkondensatoren läßt sich die Feldstärke im Kondensator um den Faktor 2 erhöhen. Sowohl für Papier- als auch für Kunststoffolienkondensatoren kann das gleiche Imprägniermittel verwendet werden. Als Imprägnieröl kann ein dickflüssigeres und damit qualitativ hochwertigeres Imprägniermittel verwendet werden.
Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Der zu imprägnierende Kondensator kann als selbstheilender oder nicht selbstheilender Kondensator ausgebildet sein und ein Dielektrikum aus Papier undloder Kunststoffolien wie Polypropylen, Polycarbonat und ähnliche aufweisen.
Als Imprägniermittel wird flüssiges Gl wie beispielsweise Mineralöl oder Polyisobutylen verwendet, das vorher entsprechend aufbereitet wurde, d.h. dehydriert und entgast.
Vor dem eigentlichen Imprägniervorgang wird der Kondensator einem Trocknungsprozeß im Vakuum unterworfen, um restliche Feuchtigkeit und Gase im Inneren des Kondensators zu entfernen. Die Trockentemperatur liegt bei 600C bis 150 0C und ist von den jeweiligen Trocknungsbedingungen abhängig: Bei zu geringer Temperatur wird die Trockendauer zu lang, während eine zu hohe Temperatur unter Umständen die Zersetzung des verwendeten Dielektrikums hervorrufen kann.
Nach diesem Trocknungsprozeß wird der Kondensator in das Imprägniermittel eingebracht, während er noch unter Vakuum gehalten wird. Das Imprägniermittel weist infolge des vorangegangenen Aufbereitungsprozesses eine Temperatur von ca. 1000C bis 130 0C auf. Zum Imprägnieren von Kunststofffolienkondensatoren wird das Imprägniermittel vorher auf ca. 50 0C bis 60 0C abgekühlt, um eine Diffusion in die Folien und damit auch die Gefahr eines teilweisen Aufquellens der Folien möglichst zu verhindern. Die Imprägnierzeit wird dann infolge der erhöhten Viskosität des Imprägniermittels bei 500C bis 600C entsprechend länger andauern.
Dann wird der Druck auf Atmosphärendruck erhöht. Der Kondensator verbleibt unter atmosphärischem Druck so lange im flüssigen Imprägniermittel, bis er völlig durchtränkt ist.
Die Imprägnierzeit läßt sich ganz wesentlich verkürzen, wenn der unter atmosphärischem Druck teilweise oder voll im Imprägniermittel befindliche Kondensator für einige Sekunden mit hochfrequenten Schwingungen beschallt wird.
Dazu werden vorzugsweise Ultraschallschwingungen benutzt.
Die Sonotrode eines Ultraschallgerätes wird z.B. an den Kondensatorkörper angelegt. Das Ultraschallgerät besteht aus einem Hochfrequenz-Generator, der elektrische Energie mit 20 kHz bis 30 kHz erzeugt, die durch einen Schwingungswandler in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz umgewandelt wird. Die erzeugten mechanischen Schwingungen werden von einem Schallwandler auf die Sonotrode übertragen, die wiederum die Schwingungen auf den Kondensatorkörper überträgt. Die Sonotrode kann auch an das Kondensatorgehäuse angelegt sein bzw. an eine Tränkwanne.

Claims

Ansprüche Verfahren zur Imprägnierung eines elektrischen Kondensators mit einem flüssigen Imprägniermittel, bei welchem das flüssige Imprägniermittel in den unter Vakuum gehaltenen Kondensator eingebracht wird, daraufhin der Druck auf Atmosphärendruck erhöht wird und der Kondensator bis zum völligen Durchtränken im flüssigen Imprägniermittel verbleibt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Kondensator nach der Druckerhöhung kurzzeitig hochfrequenten Schwingungen ausgesetzt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator mit 20 kxz bis 40 kHz Schwingungen beschallt wird.
3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode eines Ultraschallgerätes an den Kondensatorkörper angelegt wird.
4.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode eines Ultraschallgerätes an das Kondensatorgehäuse angelegt wird.
5.) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermittel Mineralöl verwendet wird.
6.) Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägniermittel Polyisobutylen verwendet wird.
7.) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator in selbstheilender Ausbildung mit einem Dielektrikum aus Papier und/ oder Kunststoffolien verwendet wird.
8.) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator in nicht selbstheilender Ausbildung mit einem Dielektrikum aus Papier und/oder Kunststoffolien verwendet wird.