DE3106850C2 - Kondensatordurchführung - Google Patents

Abstract

Bei einer Kondensatordurchführung, deren Kondensatorkern durch Umwickeln einer Mittelelektrode mit Isolierpapier gebildet ist, wird eine elektrisch leitende oder halbleitende, lineare Elektrode entlang wenigstens eines der beiden Seitenrandabschnitte des Isolierpapiers angeordnet, und eine Anzahl von Zwischenelektroden wird so zwischen die Isolierschichten mit bestimmtem Abstand zueinander eingefügt, daß ihre Enden mit den linearen Elektroden Kontakt haben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kondensatordurchführung, bestehend aus einem Isolierpapierband, welches um eine Mittelelektrode gewickelt ist und Isolierschichten eines Kondensatorkerns bildet, und welches an wenigstens einem seiner in Längsrichtung verlaufenden Randabschnitte mit einer elektrisch leitenden oder mit einer elektrisch halbleitenden Elektrode versehen ist, und mit mehreren Zwischenelektroden, die sich quer zur Längsrichtung des Isolierpapierbandes erstrecken.

Eine derartige Kondensatordurchführung ist aus der DE-PS 5 68 766 bereits bekannt. Bei diesem bekannten Kondensator bestehen die hintereinandergescha'teten Beläge aus leitenden Schichten, an deren Rändern sich halbleitende Schichten anschließen. Die hintereinandergeschalteten Beläge weisen bezüglich ihrer leitenden Schicht in an sich bei Kondensatoren ohne halbleitende Anschlußschichten bekannter Weise eine ungleich große, bezüglich ihrer leitenden und halbleitenden Schicht zusammengenommen eine gleich große Flächenausdehnung auf. Mit anderen Worten bleibt bei dieser bekannten Konstruktion die Gesamtlänge aus elektrisch leitender Schicht und elektrisch halbleitender Schicht für jede der Schichten konstant.

Aus der DE-PS 5 76 779 ist ein Verfahren zum Herstellen von gewickelten oder geschichteten Kondensatoren mit elektrostatischem Randschutz bekannt, bei denen an den beiden Rändern des Metallbelages je eine Randschicht von hohem, spezifischem Widerstand angeordnet ist. Bei der Herstellung dieser Kondensatoren werden auf dem für den Aufbau des Kondensators dienenden Papier zuerst die Randschutzschichten nach einem Farbauftragverfahren, z. B. durch Aufdrucken, ein- oder beidseitig durchlaufend aufgetragen und zwar mindestens in solcher Breite, daß die Metallbelegung überall zum Oberlappen damit kommt, oder auch als einziger zusammenhängender Streifen.

Eine Kondensatordurchführung besteht allgemein aus einem Mittelleiter und einem um diesen gewickelten Kondensatorkern. Der Kondensatorkern, der um den Mitteileiter gewickelt ist, wird durch abwechselndes Umwickeln des Mittelleiters mit einer Isolierschicht hergestellt, die aus einem Isolierpapier von großer Breite oder einer bandstreifenförmigen Isolierschicht und einer Metallfolie oder einer elektrisch leitenden Folie, die mit einem elektrisch leitenden oder halbleitenden Anstrich beschichtet ist, besteht In diesem Fall ist die Metallfolie oder dergleichen, die die elektrisch leitende Schicht bilden soll, gewöhnlich zwischen die Isolierschichten eingefügt und ihr gegenseitiger Abstand ist so gewählt daß er einer Dicke der Isolierschicht von 1 mm bis 2 mm entspricht. Da die Metallfolie von Hand zwischen die Isolierschichten eingefügt wird, ist es nicht möglich, bei diesem Arbeitsgang auftretende Fehler zu vermeiden. Wenn die Metallfolie beim Einlegen zwischen die Isolierschichten falsch angeordnet wird, entstehen Feldkonzentrationen im Randbereich der Metallfolie. Hierdurch wird die Isolierfähigkeit des Kondensatorkerns erheblich vermindert. Um dies zu vermeiden, muß im Anschluß an den Wickelvorgang des Kondensatorkerns die Position der Metallfolie durch Röntgen-Photographie überprüft werden. Dieses Photographierer ist jedoch so teuer und im Ablauf mühsam, daß es in der Praxis kaum durchgeführt werden kann. Es ist deshalb mit einer verminderten Zuverlässigkeit der elektrischen Isolierung zu rechnen. Außerdem muß die Wickelmaschine, mit der der Kondensatorkern gewikkelt wird, bei jedem Einlegen einer Metallfolie zwischen die Isolierschichten zum Zwecke einer genauen Überprüfung der Position der eingelegten Metallfolie angehalten werden. Wenn nun die Anzahl der einzusetzenden Metallfolien steigt, wird aus diesem Grund die Produktivität bei der Herstellung des Kondensatorkerns erheblich herabgesetzt. Je höher die Spannung ist, für die die Kondensatordurchführung hergestellt werden soll, desto länger wird die Kondensatordurchführung und desto dicker wird sie, was wiederum zu einer Verschlechterung bei der Produktivität des Herstellungsvorgangs der Kondensatordurchführung führt.

Man hat zahlreiche Versuche unternommen, um die Anzahl der zwischen die Isolierschichten einzusetzenden Metallfolien zu verringern, um auf diese Weise die Wirtschaftlichkeit des Produktionsvorganges zu steigern, doch konnte damit nicht volle Zufriedenheit erzielt werden. Verringert man nämlich die Anzahl der Metallfolien, dann ist der Abstand zwischen ihnen umso größer, so daß dadurch stärkere Feldkonzentrationen im Randbereich der Metallfolien auftreten. Damit wird die Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung in axialer Richtung geringer, und gleichermaßen verringert sich die Gesamtisolierfähigkeit der Kondensatordurchführung.

Es ist bisher allgemein üblich, die Metallfolien so weit auseinanderzusetzen, daß ihr Abstand einer Dicke von 1 mm bis 2 mm der Isolierschichten entspricht. Eine derartige Anordnung der Metallfolien führt zu häufigem Anhalten der Kernwickelmaschine und damit zu einer schlechten Produktivität. Wegen der Steigerung der zu isolierenden Spannungen werden die Kondensatordurchführungen immer größer. Der Einsatz derart großen Kondensatordurchführungen gibt Anlaß zu verschiedenen Schwierigkeiten, wobei auch der Kernwikkelvorgang immer schwieriger wird.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Kondensatordurchführung der eingangs definierten Art insbesondere derart zu verbessern, daß die elektrischen Isoliereigenschaften der Kondensatordurchführung bei kleineren Wickelfehlern röcht nachteilig beeinfluß werden und die Kondensatordurchführung problemloser und mit besserer Produktivität hergestellt werden kann.

Ausgehend von der Kondensatordurchführung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektrode aus einer Vielzahl linearer, gegenseitig isolierter und parallel zueinander verlaufender Einzelelekxroden besteht, daß diese Einzelelektroden in Richtung der Seitenkante des Isolierpapierbandes aufeinanderfolgen, daß die mehreren einzelnen Zwischenelektroden mit ihren Endabschnitten elektrischen Kontakt mit mehreren der linearen Elektroden haben und durch mehrere Schichten des mit den linearen Elektroden versehenen Isolierpapierbandes voneinander getrennt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird das elektrische Potential in axialer Richtung der Kondensatordurchführung durch die gegenseitige elektrostatische Kapazität zwischen den linearen Einzelelektroden aufgeteilt. Daraus ergibt sich, daß die Anzahl der aus den Metallfolien bestehenden Zwischenelektroden, die zwischen die Isolierschichten eingesetzt werden müssen, erheblich verringert werden kann, so daß ihr gegenseitiger Abstand entsprechend groß bemessen werden kann, ohne daß dadurch eine Veränderung der Verteilung der elektrischen Beanspruchung in axialer Richtung des Kondensatorkerns eintritt und damit die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung bei kleineren Wickelfehlern nicht verringert wird.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine te^:ls geschnittene Vorderansicht einer ersten Ausführungsform der Kondensatordurchführung,

F i g. 2 ein Erläuterungsbild zum Wickelvorgang der Kondensatordurchführung nach Fig. 1; und

F i g. 3 ein Erläuterungsbild zum Wickelvorgang einer gegenüber der ersten Form abgewandelten Kondensatordurchführung.

In den Fi g. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Kondensatordurchführung dargestellt.

Um eine Mittdelektrode 2 werden gleichzeitig ein Isolierpapier 5, eine bandförmige lineare Elektrode 4, die aus einem bandförmigen Isolierpapierstreifen 4" mit zuvor darauf gedruckten linearen Einzelelektroden 4' besteht und die an beiden Seitenrändern des Isolierpapiers 5 angeordnet werden, besteht, und ein Isolierpapier 5' zwischen den linearen Elektroden 4, 4 zur Bildung eines Kondensatorkerns 1 gewickelt. Wänrend des Wickeins des Isolierpapiers 5,5' und der linearen Elektroden 4, 4 um die Mittelelektrode 2 werden aus einem elektrisch leitenden Material von geringer Schichtdicke, geringem Gewicht und ausgezeichneter elektrischer Leitfähigkt'it. z. B. einer Metallfolie, bestehende Zwischenelektf öden 3 zwischen die Isolierschichten derart eingesetzt, Uaß sie voneinander einen solchen Abstand haben, wie es in der Fig. 1 angedeutet ist, wobei die beiden Endbereiche der Zwischenelektroden 3 sich mit Bereichen der linearen Elektrode 4 überlappen. Die Zwischenelektrode 3 hat die entsprechenden richtigen Abmessungen und dient dazu, das elektrische Feld in radialer Richtung des Kondensatorkerns 1 abzustimmen.

Mit der Verwendung eines so aufgebauten Kondensatorkerns ί ist der wichtige Vorteil verbunden, daß auch dann, wenn die Zwischenelektrode durch einen Fehler während des Wickeins verschoben ist, der Potentialgradient an den Randbereichen des Kondensatorkerns durch diese Verschiebung überhaupt nicht beein-/lußt ist, da die Zwischenelektrode 3 mit den linearen Elektroden 4, 4 in elektrischem Kontakt ist, so daß auf diese Weise eine erhebliche Erhöhung der Zuverlässigkeit des Wickelvorgangs erzielt wird, ohne daß die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung damit vermindert ist

Bei dem vorliegenden Beispiel werden lineare Einzelelekeroden 4' verwendet, die aus fischgrätenförmigen Linien bestehen, was eine Vereinfachung beim Drucken bedeutet. Die linearen Einzelelektroden 4' können jedoch mit gleicher Wirkung gerade Linien enthalten.

Das elektrische Potential in axialer Richtung des Kondensatorkerns wird durch die gegenseitige elektrostatische Kapazität zwischen den linearen Elektroden 4', 4' aufgeteilt. Daraus ergibt sich, daß die Anzahl der aus den Metallfolien bestehenden Zwischenelektroden, die zwischen die isolierenden Schichten eingesetzt werden müssen, erheblich verringert werden kann, so daß ihr gegenseitiger Abstand so gewählt -werden kann, daß er Dickenabständen von 5 mm, 10 mm, ... z. B. in der isolierschicht entspricht, ohne daß dadurch eine Veränderung der Verteilung der elektrischen Beanspruchung in axialer Richtung des Kondensatorkerns eintritt und damit die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung nicht verringert ist.

Fig.3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kondensatordurchführung. Hierbei sind die bandförmigen linearen Elektroden 4,4, die aus linearen Einzelelektroden 4' bestehen, welche auf einem bandförmigen Isolierpapier 4" aufgedruckt sind, nicht entlang der beiden Seitenränder eines Isolierpapiers 5 angeordnet, sondern die linearen Einzelelektroden 4' sind unmittelbar auf die beiden Seitenränder des Isolierpapiers 5 aufgedruckt, so daß die linearen Elektroden 4,4 mit dem Isolierpapier 5 eine Einheit darstellen. Hiermit ist die Notwendigkeit vermieden, daß während des Wickelvorgangs zwischen die Isolierschichten die linearen Elektroden 4, 4 gesondert eingefügt werden müssen, was den wesentlichen Vorteil ergibt, daß der Kondensatorkern viel leichter gewickelt werden kann.

Wenn die Kondensatordurchführung als Luft/Öl-Durchführung eingesetzt werden soll, dann ist es nicht immer erforderlich, auf der Luftseite eine lineare Elektrode 4 vorzusehen, da die Länge der Luftseite der Kondensatordurchführung 1 erheblich größer als die axiale

Länge auf der Ölseite ist.

Wie dargelegt, kann die Kondensatordurchführung das elektrische Feld in ihrer axialen Richtung sehr gleichmäßig verteilen, wodurch die elektrische Isolierfähigkeit der Kondensatordurchführung in ihrer Gesamtheit verbessert ist. während der bisher auftretende Nachteil verringerter Zuverlässigkeit des Kernwickelvorgangs aufgrund fehlerhaften Einfügens der Zwischenelektroden in Form von Metallfolien oder dgl. vollständig ausgeschaltet ist und wesentlich weniger Zwischenelektroden zwischen die Isolierschichten eingefügt zu werden brauchen, was den Herstellungsvorgangvereinfacht und wesentlich produktiver gestaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kondensatordurchführung, bestehend aus einem Isolierpapierband, welches um eine Mittelelektrode gewickelt ist und Isolierschichten eines Kondensatorkerns bildet, und welches an wenigstens einem seiner in Längsrichtung verlaufenden Randabschnitte mit einer elektrisch leitenden oder mit einer elektrisch halbleitenden Elektrode versehen ist, und mit mehreren Zwischenelektroden, die sich quer zur Längsrichtung des Isolierpapierbandes erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß dip Elektrode (4) aus einer Vielzahl linearer, gegenseitig isolierter und parallel zueinander verlaufender Einzelelektroden (4') besteht daß diese Einzelelektroden (4') in Richtung der Seitenkante des Isolierpapierbandes (5) aufeinanderfolgen, daß die mehreren einzelnen Zwischenelektroden (3) mit ihren Endabschnitten elektrischen Kontakt mit mehreren der linearen Elektroden haben und durch mehrere Schichten des mit den linearen Elektroden versehenen Isolierpapierbandes voneinander getrennt sind.

2. Kondensatordurchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einem bandförmigen Isolierpapierstreifen (4") mit darauf aufgedruckten, linienförmigen Einzelelektroden (4') besteht und entlang beider Seitenränder des Isolierpapiers (5, 5') angeordnet und um die Mittelelektrode (2) gewickelt ist.