DE3522073C2

DE3522073C2 - Elektrischer Wickelkondensator

Info

Publication number: DE3522073C2
Application number: DE19853522073
Authority: DE
Inventors: Werner Erhardt; Franz Macho
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1985-06-20
Filing date: 1985-06-20
Publication date: 1994-12-15
Anticipated expiration: 2005-06-21
Also published as: DE3522073A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wickelkondensa tor, der in ein Gehäuse eingebaut ist und eine mit einer Abreißstelle versehene Abschaltvorrichtung besitzt, die den Kondensator bei unzulässigem Druckanstieg im Gehäuse von einer Stromquelle trennt und bei dem die Abschaltvor richtung aus einer metallischen Verbindung besteht, die zwischen einer Kondensatorelektrode und einer an der me tallischen Verbindung befestigten Aufhängung angeordnet ist, wobei die metallische Verbindung beim Druckanstieg im Gehäuse gegen einen im Gehäuse angeordneten Anschlag ge zogen wird.

Größere Kondensatoren, insbesondere regenerierfähige Lei stungskondensatoren, werden mit Überdruckabreißsicherungen versehen. Diese Sicherungen sollen verhindern, daß das Kondensatorgehäuse aufplatzt, wenn der Kondensator durch unzulässige Überlastung oder am Ende seiner Lebens dauer in einen kritischen Zustand kommt. Hierbei wird durch die Selbstheilprozesse Gas erzeugt, wodurch im Inneren des Gehäuses ein Druck aufgebaut wird, der die Abreißsicherung betätigt.

Ein elektrischer Kondensator mit Abschaltvorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 28 01 433 be kannt. Angaben zur Dimensionierung der Abreißstelle sind der Druckschrift nicht zu entnehmen, so daß das Ansprechen der Abschaltvorrichtung bei einem bestimmbaren Überdruck im Gehäuse nicht gewährleistet ist.

Weiterhin ist aus der DE-PS 14 39 051 ein elektrischer Kondensator bekannt, bei dem die Abschaltvorrichtung aus einem gespannten Draht besteht, der eine elektrische Zu leitung zum Kondensatorwickel darstellt. Dieser Draht be sitzt eine Sollbruchstelle, beispielsweise eine Kerbe, an der bei Zugbeanspruchung die Abschaltvorrichtung an spricht. Der Draht ist auf der einen Seite fest im Deckel des Kondensatorgehäuses verankert, durch das Kernrohr des Kondensatorwickels hindurchgeführt und auf der unteren Seite beispielsweise mit der Stirnkontaktschicht des Kon densatorwickels verlötet. Im Gehäuse selbst sind Sicken angeordnet, die eine Längung des Gehäuses bei Überdruck im Gehäuseinneren ermöglichen und dadurch ein Ansprechen der Abschaltvorrichtung bewirken.

Bei dieser Abschaltvorrichtung besteht die Gefahr, daß, insbesondere bei langsamen Druckanstiegen im Gehäuse, die Abreißleitung den Wickel-Kernbereich hochzieht. In diesem Fall spricht die bekannte Abschaltvorrichtung nicht oder zu spät an, was zu den nicht erwünschten Folgen, beispiels weise der Explosion des gesamten Gehäuses, führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abschalt vorrichtung anzugeben, die an der Stirnkontaktschicht des Kondensatorwickels angebracht ist, die aber nicht zu den genannten Problemen, insbesondere zum Hochziehen des Wickelkernbereichs, führt und bei der eine sichere Ein stellung des Abschaltzeitpunktes in Abhängigkeit vom Überdruck im Gehäuse ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Winkelkondensator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden des Kondensators mit einer Stirnkontakt schicht kontaktiert sind, daß die metallische Verbin dung aus einem Befestigungsblech besteht, daß das Be festigungsblech an einer der Stirnkontaktschichten des Kondensatorwickels befestigt ist, und daß die Abreißstelle durch Ausstanzungen im Befestigungsblech gebildet ist, die im Bereich der Aufhängung angeordnet sind.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung sieht vor, daß die Elektroden des Kondensators mit einer Stirnkontaktschicht kontaktiert sind, daß die metallische Verbindung aus einem Befestigungsblech besteht, daß das Befestigungsblech an einer der Stirnkontaktschichten des Kondensatorwickels be festigt ist, und daß die Abreißstelle durch eine die Abreißkraft definierende Lötung, Schweißung oder Klebung zwischen Aufhängung und Befestigungsblech gebildet ist.

Weiterhin kann das Befestigungsblech freihängend angeord net sein und das Kernrohr als Anschlag dienen.

Die Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der dazugehörenden Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen in ein Gehäuse eingebauten Wickelkondensator mit Abschaltsicherungen,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Abschaltvorrichtung nach Betätigung,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer Abreißstelle,

Fig. 5 einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 1,

Fig. 6 einen vergrößerten Teilausschnitt aus Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht der Schweißstelle in Fig. 6,

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform einer Schweißung und

Fig. 9 eine Ansicht der Schweißstelle in Fig. 8.

In der Fig. 1 ist im Prinzip dargestellt, die ein Konden satorwickel 1 in ein Gehäuse 2 eingebaut ist. An der oberen Stirnkontaktschicht ist in die elektrische Zulei tung 3 eine erste Abschaltvorrichtung II eingebaut, die in Fig. 2 vergrößert dargestellt ist. In die zweite elektri sche Zuleitung 4 (z. B. Draht oder Litze) ist an der unte ren Stirnkontaktschicht eine weitere Abschaltvorrichtung V eingebaut, die in Fig. 5 vergrößert dargestellt ist. Die elektrische Zuleitung 4 ist dabei durch das Kernrohr des Kondensatorwickels 1 nach unten geführt. Weiterhin besitzt das Kondensatorgehäuse eine Zentrierplatte 5, die gleich zeitig als Anschlag für die obere Abschaltvorrichtung II dient. Die Zentrierplatte 5 ist durch eine Sicke 6 im Kondensatargehäuse festgelegt, wobei die Sicke 6 bei Druckanstieg im Gehäuse aufgeht und den Deckel 7 mit den darin befestigten Abschaltvorrichtungen nach oben schiebt.

Durch diesen Vorgang werden die Abschaltvorrichtungen an ihren Abreißstellen aufgetrennt. Es ist selbstverständlich für die elektrische Sicherheit ausreichend, wenn der Konden satorwickel nur mit einer der in der Fig. 1 dargestellten Abschaltvorrichtungen ausgerüstet wird.

In der Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilausschnitt aus Fig. 1 mit der im oberen Wickelbereich angeordneten Ab schaltvorrichtung dargestellt. An der Stirnkontakt schicht 8 ist ein abgewinkeltes Befestigungsblech 9 freihängend angeordnet. Im Befestigungsblech 9 ist eine Aufhängung 10 fest angeordnet, beispielsweise mit einem Nietkopf, die die eine elektrische Zuleitung zum Konden satorwickel bildet. Beiderseits der Aufhängung 10 sind im Befestigungsblech 9 ausgestanzte Sollbruchstellen 11 angeordnet. Die Zentrierplatte 5, die als Anschlag für das Befestigungsblech 9 dient, ist im Bereich der Auf hängung 10 mit einer Bohrung versehen.

Die freie Aufhängung des Befestigungsbleches 9, d. h. daß ein geringer Abstand zwischen Zentrierplatte 5 und Befestigungsblech 9 vorhanden ist, gewährleistet, daß bei Änderungen der Umgebungstemperatur, wobei Kondensator wickel und Gehäuse eine Ausdehnung erfahren, genügend Spiel bleibt, ohne daß die Abschaltvorrichtung anspricht.

In der Fig. 3 ist dargestellt, wie die Abschaltvorrich tung der Fig. 2 bei einer Zugbetätigung in Pfeilrichtung funktioniert. Die Aufhängung 10 zieht das Befestigungs blech 9 gegen die als Anschlag dienenden Zentrierplatte 5. Bei weiterer Zugbeanspruchung werden die Sollbruchstellen 11 aufgetrennt und die Aufhängung 10 elektrisch und mecha nisch vom Befestigungsblech 9 entfernt. Damit ist die elektrische Zuleitung von der Aufhängung 10 über das Befestigungsblech 9 zur Stirnkontaktschicht 8 unterbro chen.

In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer Abreißstel le im Befestigungsblech 9 dargestellt. Durch Ausstanzun gen 12 entstehen Abreiß-Engstellen 11, die als Soll bruchstelle dienen. Bei einem Abreißblech aus Elektrolyt kupfer der Stärke 0,8 mm sind beispielsweise die Ausstan zungen 12 derart angeordnet, daß sich drei Abreiß-Engstel len 11 der Breite 1 mm ergeben. Diese Abschaltvorrichtung spricht bei einer Zugkraft von ca. 500 N an.

In der Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Abschaltvorrichtung dargestellt. Die Aufhängung 14 ist dabei durch das Kernrohr 13 des Kondensatorwickels 1 hin durchgeführt und an der Stelle VI mit dem Befestigungs blech 15 verbunden. Das Befestigungsblech 15 ist an der Stelle 17 z. B. durch eine Lötverbindung mit der Stirn kontaktschicht verbunden. Das über eine im oberen Wickel bereich durch eine Halteplatte abgestützte Kernrohr dient bei dieser Ausführungsform als Anschlag. Die Verbindung zwischen Aufhängung 14 und Befestigungsblech 15 an der Stelle VI besteht z. B. durch eine definierte Lötung, Schweißung oder Klebung.

Eine definierte Lötung läßt sich erreichen, wenn eine stumpfe Verbindung zwischen Aufhängung 14 und Befesti gungsblech 15 mit einer genau festgelegten Menge von Lot mit einer für die Abreißkraft maßgebenden Zusammen setzung hergestellt wird.

Das gleiche Prinzip ist bei der Verwendung eines leitfähigen Klebers für eine definierte Klebung an wendbar.

Eine definierte Schweißung kann beispielsweise mittels Ultraschall- oder Widerstandsschweißung vorgenommen wer den. In der Fig. 6, die einen vergrößerten Ausschnitt der Fig. 5 zeigt, ist dargestellt, daß das auf dem Be festigungsblech angeordnete Ende der Aufhängung 14 eine symmetrische Verformung 19 aufweist, auf die ein Schweiß kopf 18 aufgesetzt wird. Damit ergibt sich die in der Fig. 7 dargestellte symmetrische ringförmige Schweißflä che 20.

In der Fig. 8 ist eine asymmetrische Verformung 21 der Aufhängung 14 gezeigt, welche die in der Fig. 9 dargestellte einseitige Schweißfläche 22 ergibt.

Mit Hilfe der Formgebung der Aufhängung 14 läßt sich die Abreißkraft definiert festlegen und variieren.

Bei den Ausführungsbeispielen mit definierter Lötung, Klebung oder Schweißung erfolgt die Betätigung der Abreißsicherung durch eine Gehäuseverformung infolge eine Druckaufbaus und der damit verbundenen Längen änderung zwischen Aufhängung und Gehäuse, so daß die elektrische und mechanische Verbindung zwischen Aufhängung 14 und Befestigungsbleche an der Löt-, Kleb- oder Schweißstelle aufgetrennt sind. Hierbei besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Material, Weg und Zugkraft.

Claims

1. Elektrischer Wickelkondensator, der in ein Gehäuse eingebaut ist und zumindest eine mit einer Abreißstelle versehene Abschaltvorrichtung besitzt, die den Kondensator bei unzulässigem Druckanstieg im Gehäuse von einer Strom quelle trennt und bei dem die Abschaltvorrichtung aus einer metallischen Verbindung besteht, die zwischen einer Kondensatorelektrode und einer an der metallischen Ver bindung befestigten Aufhängung angeordnet ist, wobei die metallische Verbindung beim Druckanstieg im Gehäuse gegen einen im Gehäuse angeordneten Anschlag gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Kondensators mit einer Stirnkontakt schicht (8) kontaktiert sind, daß die metallische Verbin dung aus einem Befestigungsblech (9, 15) besteht, daß das Befestigungsblech (9, 15) an einer der Stirnkontaktschich ten (8) des Kondensatorwickels (1) befestigt ist, und daß die Abreißstelle (11) durch Ausstanzungen (12) im Befe stigungsblech (9) gebildet ist, die im Bereich der Auf hängung (10) angeordnet sind.

2. Elektrischer Wickelkondensator, der in ein Gehäuse eingebaut ist und zumindest eine mit einer Abreißstelle versehene Abschaltvorrichtung besitzt, die den Kondensator bei unzulässigem Druckanstieg im Gehäuse von einer Strom quelle trennt und bei dem die Abschaltvorrichtung aus einer metallischen Verbindung besteht, die zwischen einer Kondensatorelektrode und einer an der metallischen Ver bindung befestigten Aufhängung angeordnet ist, wobei die metallische Verbindung beim Druckanstieg im Gehäuse gegen einen im Gehäuse angeordneten Anschlag gezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden des Kondensators mit einer Stirnkontakt schicht (8) kontaktiert sind, daß die metallische Verbin dung aus einem Befestigungsblech (9, 15) besteht, daß das Befestigungsblech (9, 15) an einer der Stirnkontaktschich ten (8) des Kondensatorwickels (1) befestigt ist, und daß die Abreißstelle (VI) durch ein die Abreißkraft definierende Lötung, Schweißung oder Klebung zwischen Aufhängung (14) und Befestigungsblech (15) gebildet ist.

3. Elektrischer Wickelkondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsblech (9, 15) freihängend angeordnet ist.

4. Elektrischer Wickelkondensator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kondensatorkernrohr (13) als Anschlag dient.