DE596575C - Kondensator oder kondensatorartiger Apparat mit festem, unter dem Druck eines Gases,einer isolierenden Fluessigkeit oder Masse stehendem Dielektrikum - Google Patents

Description

• Kondensator oder kondensatorartiger Apparat mit festem, unter dem Druck eines Gases, einer isolierenden Flüssigkeit oder Masse stehendem Dielektrikum In Kondensatoren und kondensatorartigen Apparaten mit festem Dielektrikum hat man bisher das Dielektrikum in zwei Fällen unter den Druck ;eines Gases oder seiner Isolierflüssigkeit-gesetzt: Im ersten Falle handelt es sich um ein hochporöses, an sich wenig durchschlagsfestes Dielektrikum, wie Papier oder isolierendes Pulver, das mehr den Charakter einer isolierenden Distanzhaltung zwischen den Elektroden hatte und das erst durch die Durchdringung mit dem Preßisoliermittel in ein hoch durchschlagsfestes Dielektrikum verwandelt werden sollte; im zweiten Falle war das Dielektrikum zwar unporös und an sich durchschlagsfest, wie z. B. Glas, aber die Ellektrodenräder lagen frei, und das Preßisoliermittel sollte nicht zur Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften des Dielektrikums, sondern zur Unterdrückung von Strahlungen und Randentladungen dienen.
• Beide Gründe kommen für Kondensatoren mit in Kunstharz-Faserstoff-Schicht- oder -Preßstoff eingebetteten Belegungen nicht in Betracht. Denn die Belegungsränder sind dem Preßisoliermittel unzugänglich, und das Dielektrikum ist nicht merklich porös und schon an sich sehr durchschlagsfest, so daß es einer Verbesserung seiner elektrischen Eigenschaften durch ein Preßisoliermittel weder bedürftig noch fähig erschien.
• Es hat sich aber gezeigt, daß'Gas-, Flüssigkeits- oder Massedruck die Ionisierungsspannung und damit die Höhe der zulässigen Dauerbeanspruchung bei den Kunstharz-Faserstoff-Schichtstoffen oder -Preßstoffen und ähnlichen Dielektriken wesentlich heraufsetzt. So erhöht ein Druck von ro kg/cm2 die zulässige Dauerbeanspruchung von Hartpapier auf das Dreifache. Man könnte also theoretisch die Dicke des Dielektrikums auf und damit bei gegebener Kapazität den Aufwand auf '/,)vermindern. Als weiterer Vorteil kommt für Hartpapier als Kondensatordielektrikum hinzu, daß der Druck die Dielektrizitätskonstante erhöht.
• Die Erfindung gründet sich auf diese Erkenntnis und besteht darin, daß man bei Kondensatoren oder kondensatorartigen Apparaten mit in festes, nicht merklich poröses, an sich durchschlagsfestes Dielektrikum, wie Hartgewebe, Hartpapier oder Kunstharz-Faserstoff-Preßmasse, eingebettetenElektroden das Dielektrikum unter den Druck eines Gases, einer isolierenden Flüssigkeit oder Masse setzt.
• Die in Betracht kommenden Dielektrika sind insbesondere: . Dielektrische. Preßmassen, die aus natürlichen oder aus künstlichen organischen oder mineralischen Fasern oder aus Gebilden solcher Fasern, wie Fäden, Schnüren, Gewebestückchen usw., mit einem'isolierenden Bindemittel bestehen. Es sind besonders die aus härtbarem Kunstharz und Textilfasern bestehenden Preßmassen; dielektrische Schichtstoffe, die aus Lagen (Vliesen, Filzen, Geweben) natürlicher oder künstlicher organischer oder anorganischer Fasern mit einem isolierenden Bindemittel bestehen, wie insbesondere die sogenannten Hartpapiere und Hartgewebe, d. h. die aus Papier oder Gewebe mit härtbarem Kunstharz als Bindemittel geschichteten oder abgewickelten Schichtstoffe.
• Als Druckmittel sind Gase, nichtleitende Flüssigkeiten und zur Druckfortpflanzung befähigte isolierende Massen geeignet. Von den Gasen kommen insbesondere Kohlensäure und Stickstoff wegen ihrer chemischen Trägheit und ihrer Billigkeit in Betracht.
• Mit dem Druck geht man vorteilhaft so hoch, wie es die Festigkeitsverhältnisse gestatten.
• Die Druckgase befreit man vorteilhaft von Feuchtigkeit und solchen Verunreinigungen, die unter den Betriebsbedingungen oder bei zufälligem Auftreten von elektrischen Entladungen schädliche Wirkungen hervorrufen können. Man schickt z. B. die Gase durch Vorlagen mit Chlorcalcium, konzentrierter Schwefelsäure oder Kieselsäuregel oder bringt im Innern der Vorrichtung Trocknungsvorrichtungen an.
• Der Druck wird entweder lediglich durch dichten Verschluß des Gefäßes aufrechterhalten, oder es sind Vorrichtungen zum Nachdrücken des Druckmittels vorgesehen. Manchmal ist es vorteilhaft, den Druck erst in dem verschlossenen Gefäß zu entwickeln. Um Wärmedehnungen auszugleichen, können Ausdehnungsräume oder unter Druck stehende Ausdehnungsgefäße vorgesehen werden.
• Das Druckgefäß kann aus einem Nichtleiter bestehen wie etwa bei einer Durchführung aus der Außenhülle oder dem Überwurf.
• Das Druckgefäß kann aber auch aus Metall bestehen und mit den erforderlichen isolierenden Einführungen versehen sein; auch kann eine Belegung an das Gefäß angeschlossen sein, oder das Gefäß kann selbst als eine Belegung dienen.
• Zur Entwicklung des Druckes könnte man auch Flüssigkeiten, die bei ihrem Zusammentreffen Gas entwickeln, getrennt voneinander mit einschließen und später sich vereinigen lassen. Oder man kann einen Körper, der Gas absorbiert enthält, mit einschließen und ihn durch die Wandung oder durch elektrische Heizung, gegebenenfalls unter Benutzung von Hilfselektroden, erwärmen usw.
• Bei. Ölfüllung und anderen Füllungen mit hohem Wärmedehnungskoeffizienten kann man den Druck dadurch herstellen, daß man die Füllung tief unter die Betriebstemperatur z. B. mit flüssiger Kohlensäure kühlt und unter Belassung eines verhältnismäßig kleinen Gaskissens verschließt. Durch die Ausdehnung der Füllung bei normaler Temperatur stellt sich dann der hohe Druck ein.
• Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
• In Abb. i sind Hartpapierplattenkondensatoren 13 mit eingebackenen Belegungen in ein druckfestes Eisengefäß 1q. eingeschlossen, das vollständig mit einer Isoliermasse i 5 ausgefüllt ist, die auch bei der tiefsten Betriebstemperatur nicht erstarrt und in der der Druck durch einen belasteten Kolben 16 aufrechterhalten wird.
• Abb.2 stellt eine Kondensatordurchführung mit Druckölfüllung dar.
• 2o ist der zugfeste Mittelbolzen. Die obere Hälfte 2i des in der Mitte gestoßenen äußeren Mantels besteht aus Porzellan, die untere Hälfte aus einem Hartpapierzylinder; ein solcher Zylinder kann bei geeigneter Fabrikation einem erheblichen Innendruck widerstehen, zumal seine Ränder einerseits durch die Schelle 22, andererseits durch den übergreifenden Flansch des Deckels 23 gegen Ausreißen geschützt sind. Druckringe 23' oder Bandagen 23" können außerdem vorgesehen sein. Die Verbindungen zwischen den Mantelteilen und den Armierungsteilen sind durch den Bolzen 2o vom Zug entlastet; 24 ist eine Strahlungskappe, 25 die Ölfüllung; durch die Schelle führt eine Olleitung. Die Mittel, das Öl unter Druck zu setzen und unter Druck zu halten, sind, da sie beliebig sein können, nicht dargestellt.
• Auf den Bolzen ist ein Kondensatorwickel 26 aus Hartpapier aufgewickelt. Wegen der Erhöhung der zulässigen Beanspruchung durch den auf das Öl ausgeübten Druck kann der Wickel auch für sehr hohe Spannungen verhältnismäßig kurz genommen werden, so daß aus einer normalen Papierbahn hergestellte Wickel auch für sehr hohe Spannungen genügen. Der Hartpapierkondensatorwickel kann durch eine Durchführung anderer Bauart, z. B. eine Mehrrohrdurchführung o. dgl., ersetzt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Kondensator oder kondensatorartiger Apparat mit festem, unter dem Druck eines Gases, einer isolierenden Flüssigkeit oder Masse stehendem Dielektrikum, . dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum aus Kunstharz-Faserstoff-Schichtstoff oder -Preßstoff oder :einem anderen an und für sich durchschlagsfesten, nicht merklich porösen Stoff besteht und die Belegungsränder in an sich bekannter Weise einschließt.
2. 2. Verfahren zur Druckerzeugung in Kondensatoren oder kondensatorartigen Apparaten nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die druckfeste Hülle der Kondensatoren oder Apparate Körper mit eingeschlossen und von außen zur Dampf- oder Gasentwicklung angeregt werden, wie z. B. verschiedene Flüssigkeiten, die beim Zusammentreffen Gas entwickeln, oder leicht verdampfbare oder vergasbare Körper, z. B. Kohlensäureschnee, der verdampft wird, o. dgl.
3. 3. Verfahren zur Druckerzeugung in Kondensatoren oder kondensatorartigen Apparaten nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß der druckfesten Hülle, bei wenig kompressibler Füllung zweckmäßig unter Belassung eines Gaskissens, in einem Zeitpunkt vorgenommen wird, wo die Temperatur der Füllung erheblich unter der Betriebstemperatur liegt, so daß die Druckerhöhung durch die Wärmedehnung der Füllung infolge Erhöhung der Temperatur auf die Betriebstemperatur bewirkt wird.