DE3434234A1 - Electrical wound capacitor which can be regenerated - Google Patents
Electrical wound capacitor which can be regeneratedInfo
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Abstract
Description
Regenerierfähiger elektrischer WickelkondensatorRegenerative electric winding capacitor
Die Erfindung betrifft einen regenerierfähigen elektrischen Wickelkondensator, der aus unmetallisierten, als Dielektrikum dienenden Folien und beidseitig metallisierten, in einem feldfreien Raum angeordneten Belag-Trägerfolien besteht, bei dem die gegenpoligen Belag-Träger folien abwechselnd an den Stirnseiten überstehen und dort mit Stirnkontaktschichten verbunden sind, und bei dem die Metallisierungen der Belag-Träger folien an den nicht mit den Stirnkontaktschichten verbundenen Seiten Freirandstreifen der Breite x besitzen.The invention relates to a regenerable electric wound capacitor, made of unmetallized foils serving as dielectric and metallized on both sides, There is lining carrier foils arranged in a field-free space, in which the opposing polarity Covering carrier foils protrude alternately on the front sides and there with front contact layers are connected, and in which the metallizations of the lining carrier foils to the sides not connected to the end contact layers, free edge strips of the width x own.
Derartige Kondensatoren sind aus der DE-AS 15 64 711 bekannt. Dort bestehen die Belag-Trägerfolien vorzugsweise aus Papier und die Dielektrikumsfolien aus Kunststoff (z.B. Polypropylen). Bei Imprägnierung mit z.B. Mineralöl sind diese Kondensatoren mit hoher Wechselfeldstärke belastbar und eignen sich für den Einsatz als Motorbetriebskondensatoren, Blindleistungskompensationkondensatoren sowie Bedämpfungs- und Kommutierungskondensatoren.Such capacitors are known from DE-AS 15 64 711. there the covering carrier foils are preferably made of paper and the dielectric foils made of plastic (e.g. polypropylene). If impregnated with e.g. mineral oil, these are Capacitors with high alternating field strength can be loaded and are suitable for use as motor operating capacitors, reactive power compensation capacitors and damping and commutation capacitors.
Die höchste elektrische Belastung tritt bei diesem Kondensatoraufbau an den nicht mit den Stirnkontaktschichten verbundenen Belagskanten auf. Nach der Formel: tritt dort eine erhöhte Feldstärke t K auf, wobei dE die Dicke des Dielektrikums und d8 die Dicke des Metallbelags an der Kante sind. t H ist die elektrische Feldstärke im homogenen Bereich im Inneren des Kondensatorswickels.With this capacitor structure, the highest electrical load occurs on the edges of the covering that are not connected to the front contact layers. According to the formula: there is an increased field strength t K, where dE is the thickness of the dielectric and d8 is the thickness of the metal coating at the edge. t H is the electric field strength in the homogeneous area inside the capacitor winding.
Die Kantenfeldstärke & K an der Belagskante kann je nach den Verhältnissen 10 bis 100 mal hohere Werte erreichen als die homogene Feldstärke H im Kondensatorinneren.The edge field strength & K at the edge of the pavement can, depending on the circumstances Reach 10 to 100 times higher values than the homogeneous field strength H inside the capacitor.
Zu dieser elektrischen Höchstbelastung kommt an dieser Stelle auch noch eine erhöhte mechanische Beanspruchung hinzu, da die Dielektrikums- bzw. Belags-Trägerfolien zur Isolation mit einem Versatz aufgewickelt werden. In den Randbereichen des Kondensatorwickels baut sich deshalb gegenüber dem Wickelinneren ein Materialdefizit auf, das um so deutlicher ausfällt, je mehr Windungen der Wickel enthält.This electrical maximum load also comes at this point there is also increased mechanical stress, as the dielectric or covering carrier foils be wound up with an offset for insulation. In the edge areas of the capacitor winding Therefore, a material deficit builds up compared to the inside of the winding, which is so The more turns the coil contains, the clearer it is.
Insbesondere wenn der Papierbelagträger aus anderen Gründen durch eine Kunststoffolie ersetzt wird, bildet sich durch den Wickelzug beim Wickeln eine Einschnürung aus, die durch thermische Vorbehandlung, durch den Flammspritzvorgang oder durch Belastung bei höheren Temperaturen noch verstärkt wird. Durch diese mechanische Überbeanspruchung des Belagträgers im Bereich der Belagschnittkante kann der Belag durch Dehnung und Risse derart geschädigt werden, daß sich längs dieser Kante gehäuft Durchschlagsnester ausbilden und zum Belagabbau oder sogar zum Ausfall des Kondensators durch Abkontaktierung führen.Especially if the paper backing is due for other reasons If a plastic film is replaced, one forms due to the winding tension during winding Constriction caused by thermal pretreatment by the flame spraying process or is intensified by exposure to higher temperatures. Through this mechanical Overstressing of the base in the area of the cutting edge of the base can damage the base are damaged by stretching and cracks in such a way that they accumulate along this edge Form breakdown nests and for the removal of deposits or even failure of the capacitor lead through contacting.
Es ist zwar aus der Zeichnung der DE-AS 15 64 711 bekannt, die Metallisierungen der Belag-Trägerfolie an der nicht mit der Stirnkontaktschicht verbundenen Seite mit einem Freirand zu versehen, jedoch ist über die Breite des Freirandes in dieser Druckschrift nichts ausgesagt, weil dort das Problem einer Verbesserung der Regenerierfähigkeit durch eine bestimmte Ausgestaltung der Flächenleitwerte der Metallisierung behandelt wird. Aussagen über erhöhte Kanten feldstärken im Bereich der Belagskanten und die damit zusammenhängenden Probleme durch Einschnürungen an den Stirnseiten sind in der Druckschrift nicht enthalten.It is known from the drawing of DE-AS 15 64 711, the metallizations the covering carrier film on the side not connected to the front contact layer to be provided with a free edge, however, it is over the width of the free edge in this Print nothing said because there the problem of improvement the ability to regenerate through a specific design of the surface conductance the metallization is treated. Statements about increased edge field strengths in the area the edges of the pavement and the associated problems caused by constrictions the front sides are not included in the publication.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen regenerierfähigen elektrischen Wickelkondensator der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auch bei mechanischen Einschnürungen im Stirnseitenbereich ein Belagabbau durch überhöhte Kantenfeldstärken nicht eintritt.The object of the invention is to provide a regenerative electrical Specify wound capacitor of the type mentioned, in which also with mechanical Constrictions in the face area, a covering breakdown due to excessive edge field strengths does not occur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Breite x der Freirandstreifen 0,5 bis 5 mm beträgt.This object is achieved according to the invention in that the width x the free edge strip is 0.5 to 5 mm.
Vorzugsweise bestehen bei einem derartigen Kondensator die Dielektrikumsfolien aus Polypropylen, Polykarbonat, Polyphenylenoxid oder Polyethylenterephthalat und die Belag-Trägerfolien aus Papier, Polypropylen, Polyester oder Polykarbonat.In the case of such a capacitor, there are preferably the dielectric foils made of polypropylene, polycarbonate, polyphenylene oxide or polyethylene terephthalate and the covering carrier foils made of paper, polypropylene, polyester or polycarbonate.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann der Kondensatorwickel mit einer Isolierflüssigkeit imprägniert oder mit einem Isoliergas, z.B. SF6, gefüllt sein.According to a development of the invention, the capacitor winding impregnated with an insulating liquid or filled with an insulating gas, e.g. SF6 be.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is based on an embodiment shown in the drawing explained in more detail.
In der Figur ist ein schematischer Wickelaufbau in nicht maßstabsgerechter Weise dargestellt. Die beiden Dielektrikumsfolien 1, 2 bestehen beispielsweise aus 6 pm dicken Polypropylenfolien. Die Belag-Trägerfolien 3, 4 sind beispielsweise 8 um dick und bestehen aus Polypropylen, Polyester oder Polykarbonat. Die Belag-Trägerfolien 3, 4 sind beidseitig mit regenerierfähigen Metallschichten 5, 6 bzw. 7, 8 versehen. Die einzelnen Folien sind derart mit einem Versatz verwickelt, daß die Belag-Trägerfolien 3, 4 an jeweils entgegengesetzen Enden mit Stirnkontaktschichten 9, 10 verbunden werden können, ohne daß es zu Kurzschlüssen im Kondensatorwickel kommt. Durch diesen, zur Isolation notwendigen Versatz entstehen wie der Figur zu entnehmen ist in den stirnseitigen Randbereichen des Kondensatorwickels Freiräume, welche durch mechanische Beanspruchungen zu Eimschnürungen des Wickels führen können. Dabei können die Folien umknicken, so daß eine Schädigung der Metallschichten mit dem beschriebenen Kapazitätsabbau eintreten kann.In the figure is a schematic winding structure in not true to scale Way represented. The two dielectric films 1, 2 consist, for example, of 6 pm thick Polypropylene films. The lining carrier films 3, 4 are for example 8 µm thick and made of polypropylene, polyester or polycarbonate. The covering carrier foils 3, 4 have regenerable metal layers on both sides 5, 6 or 7, 8 provided. The individual foils are entangled with an offset in such a way that that the covering carrier films 3, 4 at opposite ends with front contact layers 9, 10 can be connected without short circuits in the capacitor winding comes. This offset, which is necessary for isolation, creates like the figure there is free space in the front edge areas of the capacitor winding, which can lead to constrictions of the roll due to mechanical stresses. The foils can bend over, so that the metal layers are also damaged the described capacity reduction can occur.
Die Freirandstreifen x der Breite 0,5 bis 2,5 mm gewährleisten, daß mechanische Uberbeanspruchungen im Stirnseitenbereich nicht zu einer Schädigung führen. Versuche haben ergeben, daß Kondensatoren gemäß der Erfindung keine Schädigungen durch Kapazitätsabbau aufweisen.The free edge strips x the width of 0.5 to 2.5 mm ensure that mechanical overstressing in the face area does not result in damage to lead. Tests have shown that capacitors according to the invention do not cause any damage due to capacity reductions.
Die Vorteile des geschilderten Aufbaus ergeben sich sowohl bei imprägnierten als auch bei nichtimprägnierten Kondensatorausführungen. Dies wird darauf zurückgeführt, daß durch den zusätzlichen Freirandstreifen der genannten Breite die elektrische Höchstbeanspruchung von der mechanischen Überbeanspruchung geometrisch hinreichend getrennt ist.The advantages of the structure described arise both with impregnated as well as non-impregnated condenser designs. This is attributed to that the electrical Maximum stress from mechanical overstress geometrically sufficient is separated.
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Claims (4)
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| DE3434234A1 true DE3434234A1 (en) | 1986-03-27 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120075769A1 (en) * | 2010-09-29 | 2012-03-29 | Lobo Edward M | High temperature high current metalized film capacitor |
-
1984
- 1984-09-18 DE DE19843434234 patent/DE3434234A1/en not_active Withdrawn
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