DE2943671A1

DE2943671A1 - Verfahren zur herstellung von wickelkondensatoren

Info

Publication number: DE2943671A1
Application number: DE19792943671
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. 5208 Eitorf Wettgen
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1979-10-29
Filing date: 1979-10-29
Publication date: 1981-05-07
Also published as: DE2943671C2

Description

Verfahren zur Herstellung von Wickelkondensatoren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie, deren Längskanten die Kondensatorbeläge an den Wickelenden überragen.
Dieses Verfahren findet vorzugweise Anwendung für die Herstellung von hochspannungsfesten Kondensatoren.
Allgemein bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus einem gereckten Polystyrol-Band, dessen Längskanten die Leitbeläge an den Wickelenden überragen, bei dem die fertigen Wickel auf eine engbegrenzte Temperatur aufgeheizt werden, bei der sich die Polystyrolbänder entrecken und somit Lufteinschlüsse im Wickel beseitigt oder wenigstens vermindert werden. Eine Schwierigkeit dieses Verfahrens besteht darin, daß die Aufheiztemperatur sehr genau eingehalten werden muß Liegt diese Temperatur um wenige Zehntel Grad -Celsius unter dem von der Polystyrolsorte abhängigen Idealpunkt, tritt kein genügendes Entrecken der Bänder ein. Liegt die Temperatur einige Zehntel Grad Celsius ueber dem Idealpunkt, so verändern sich die elektrischen Eigenschaften des Polystyrol-Dielektrikums.
Bekannt sind einige Verfahren, mit denen diese Schwierigkeiten vermindert werden sollen, zum Beispiel ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorwickels, bei dem zwischen elektrisch leitenden Folien Kunststoffolien aus zwei verschiedenen Materialien mit unterschiedlicher Temperaturbeständigkeit eingewickelt werden, von denen das eine Material mit der niedrigen Temperaturbeständigkeit aus Polystyrol besteht, und bei dem der Kondensatorkörper nach dem Wickeln einer Temperatur ausgesetzt wird, bei der ledtglich die Folien aus dem Material mit der niedrigeren Temperaturbeständigkeit weich werden, bei dem das Material mit der niedrigen Temperaturbeständigkeit aus gerecktem Polystyrol besteht, und das Material mit der höheren Temperaturbeständigkeit aus gerecktem Polypropylen besteht und bei dem der Wickel auf eine Temperatur zwischen 120 oC und 150 OC, vorzugsweise zwischen 130 oC und 140 C, aufgeheizt wird.
(DE-AS 18 12 219).
Dieses bekannte Verfahren hat, wie auch andere bekannte Verfahren auf dem gleichen Gebiet, die Nachteile, daß sie die Herstellung der Kondensatoren wesentlich verteuern und daß sie sich nur auf Wickelkondensatoren mit bestimmten Dielektrica anwenden lassen.
Bekannt ist ferner ein Verfahren zum Einkapseln von Polystyrolkondensatoren mittels wärmepolymerisierbarem Niederdruck-Epoxydharz, gekennzeichnet durch mindestens die folgenden Verrahrensstufen: Einbringen von Kondensatoren in einen auf einer Temperatur T1 zwischen 95 und 103 oC gehaltenen Bereich einer Form; Einfüllung von Epoxydharz in den Spritztopf in einem auf einer Temperatur T2 zwischen 120 und 190 OC gehaltenen Bereich der Form, bei welcher Temperatur die Polymerisationsreaktion ausgelöst wird; Einkapselung der Kondensatoren durch Einspritzen des Harzes im pastenförmigen Zustand unter einem Druck von höchstens 70 kg/cm²; Polymerisationsbeginn des Harzes bei der Temperatur T1 während 3 bis 10 Minuten; Ausrormung der Kondensatoren; Abkühlung der Kondensatoren; Beendigung der Polymerisation der Einkapselung der Kondensatoren bei einer Temperatur zwischen 75 und 95 °C innerhalb 72 bis 24 Stunden (DE-OS 26 49 070).
Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß es nur auf Kondensatoren mit Polystyrol-Dielektrikum mit einer Epoxydharz-Ummantelung anwenden läßt. Ferner ist bei diesem bekannten Verfahren nicht sichergestellt, daß Lufteinschlüsse im Kondensatorwickel beseitigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengUnstigen Weg zur Herstellung von hochspannungsfesten Kondensatoren anzugeben, bei dem das Dielektrikum aus der langen ReIhe von thermoIastischen Kunststoffen frei gewählt werden kann, bei dem Lufteinschlüsse im Wickel insbesondere an den Kanten der Kondensatorbeläge sicher vermieden werden können und somit die Teilentla-dungs-Eigenschaft der Kondensatoren verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kondensatorwickel in eine druckfeste Form eingelegt wird, daß der Wickel in der Form auf eine wenig unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoff-Bandes liegende Temperatur aufgeheizt und unter Druck gesetzt wird, daß der Wickel in der Form verbleibt, bis unter der Temperatur- rrr;d Druck-Einwirkung die Lagen der Kunststoff-Folien und die berstenenaen Folien ränder miteinander verschweißt sind, und daß der Wickel abgekühlt und aus der Form entnommen wird.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 3 angegeben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Werkstoffwahl des Dielektrikums ausschließlich nach elektrischem und kostenmäßigen Gesichtspunkten erfolgen kann. Die Evakuierung der Form vermindert die Möglichkeit von eventuellen Lufteinschlüssen noch weiter.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Kondensatorwickel, Fig. 2 eine am Wickel allseitig anliegende Form.
In Fig. 1 ist ein Kondensatorwickel 1 schematisch dargestellt. Er besteht aus zwei leitenden Kondensatorbelägen 2a und 2b, die aus Metallfolien bestehen können. Die Leitbeläge 2a und 2b können aber auch als auf die Kunststoff-Folien 3a und 3b aufgedampfte Beläge gestaltet sein. Die Kunststofffolien 3a und 3b überragen die Leitbeläge 2a und 2b an beiden Enden des Wickels 1 um die Bereiche 4a und 4b. Auf eine Darstellung der Anschlüsse für die Kondensatorbeläge 2a und 2b wurde verzichtet, da sie frei wählbar sind.
In Fig. 2 ist eine druckfeste Form 5 schematisch dargestellt, deren Innenwand den eingelegten Kondensatorwickel 1 allseitig anliegend umschließt. Die Form 5 besteht im Beispiel aus dem Formkörper 5a und dem Deckel 5b. Der vom Wickeln herrührende Hohlraum in der Längsachse des zylindrischen Wickels 1 ist durch einen eingelegten Dorn 6 ausgefüllt. Diese Art der den Wickel 1 allseitig anliegend umschließenden Form ist vorwiegend für zylinderförmige Kondensatorwickel 1 geeignet. Wird in der geschlossenen Form 5 der Kondensatorwickel 1 aufgeheizt, so entsteht durch die temperaturbedingte Ausdehnung des Kondensatorwickels 1 ein ueberdruck in der Form 5. Die Lagen der Kunststoff-Folien und die die Kondensatorbeläge überragenden Ränder 4 der Kunststoffolien werden dabei zusammengepreßt und verschweißen miteinander beim Erreichen der notwendigen Temperatur des betreffenden Kunststoffes.
Zur Anwendung können praktisch alle thermoplastischen Kunststoffe wie PE, PP, PC, PETP usw. kommen. Die Einhaltung der den einzelnen Kunststoffen entsprechenden Temperaturen in der Form ist relativ unkritisch.
In der geschilderten Weise hergestellte Wickelkondensatoren weisen wesentlich verbesserte Eigenschaften in Bezug auf die Durchschlagsfestigkeit und den Einsatz von Teilentladungen auf. Die Ursache dafür ist darin zu sehen, daß die metallischen Belagränder, an denen Uberhöhte Feldstärken auftreten hohlraumfrei in den Isolierstoff eingebettet sind.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Wickelkondensatoren mit einem Dielektrikum aus einer thermoplastischen Kunststoff-Folie, deren Längskanten die Kondensatorbeläge an den Wickelenden überragen, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Kondensator-Wickel (1) in eine druckfeste Form (5) eingelegt wird, daß der Wickel (1) in der Form (5) auf eine wenig unterhalb des Schmelzpunktes der Kunststoff-Folie (5) liegende Temperatur aufgeheizt und unter Druck gesetzt wird, daß der Wickel (1) in der Form (5) verbleibt, bis unter der Temperatur- und Druck- Einwirkung die Lagen der Kunststoff-Folie und die überstehenden Folienränder (4) miteinander verschweißt sind, und daß der Wickel (1) abgekUhlt und aus der Form (5) entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Form (5) allseitig am nicht erwärmten Wickel (1) anliegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Form (5) mit dem Wickel (1) vor und während des Aufhetzvorganges evakuiert wird.