DE6905943U - Getraenkter kondensator - Google Patents

Description

/getränkter Kondensator

Bekannte Kondensatoren werden mit Kohlenwasserstoffen und ihren Polymeren, wie Mineralölen, mikrokristallinen Wachsen, Polyisobutylen und flüssigem Paraffin, ferner mit halogenieren Kohlenwasserstoffen, wie Diphenylohlorid, imprägniert. Die erste Gruppe der vergenannten Imprägniermittel besteht aus sehr stabilen Verbindungen, die sowohl im flüssigen als auch im festem Zustand iohwer flüehtig sind und eine sehr hohe Koronaspaaixtmg aeigen, jedoeh liegest ihre Dlelektrlzitiitsiconstanten nur in viamm Bereich zwischen 2,1 und 2,4. Bag? m las»en sioh öle Dielektrizitätskonstanten der zweiten Oruppe gegenüber denen der erartee Gruppe durch Halegenisierttng praktisch verdoppeln. Die Ha^erlAlie der zweiten Gruppe sind In der Praxis al· Imprägniermittel für Kondensatoren mit Aluminiumfolienelektreden und Isellevpapler ale Dielektrikum weit verbreitet. Einige von ihnen werden auch als Imprägniermittel für Metallpapierkendeaaateren verwendet, deren Elektroden auf ein Isolierpapier aufgedampft sin«.

Kombiniert man Jedoch die Materialien der ersten Orappe ndt Isolierpapierfasern, se erhöht sieh der Dielektrizitetekcaaataattteabereioh praktisch auf 4,3 bis 5,0, je nach der Dichte 'm* Papiere.» eine weitere Erhöhung ist nicht mehr möglich. Die Materialien der zweiten Gruppe ermöglichen bei einer entsprechenden Kombination je nach dem Grad ihrer Chlorierung Dielektrizitätskonstanten vom etwa 6; werden sie Jedoch bei Metallpapierkondensatoren verwendet, so zersetzt sich das Diphenylehlorid bei Durchsehlägen an Fehler

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stellen, wobei Chlor und Kohlenstoff freigesetzt werden. In der Praxis brennt der Metallpapierkondensator infolge kleiner Funken frei; diesen Vorgang nennt man Selbstheilung. Jedoch hat das Chlor eine Zerstörung des Dielektrikums und der Elektroden zur Folge, und der Kohlenstoff bildet eine Brücke, welche Kurzschlüsse verursachen kann.

Die Diskrepanz für die Anwendung besteht somit darin, daß die Materialien der ersten Gruppe Schwierigkeiten bei der Verkleinerung der Kondensatoren und entsprechend niedrigen Herstellungskosten bereiten, während die Materialien der zweiten Gruppe sich nicht für Metallpapierkondensatoren eignen, welche als Verbesserung der Kondensatoren mit Folienelektroden entwickelt worden sind.

Die Aufgabe der Neuerung besteht in der Beseitigung dieser Diskrepanz und in der Schaffung eines Kondensators mit neuem Imprägniermittel, welches sich nicht nur für Kondensatoren mit Metallfolienelektroden, aus Aluminiurafolien oder dgl. eignet, sondern ebenso für Metallpapierkondensatoren, selbst für unlackierte Metallpapierkondensatoren, welche ihrerseits eine Verbesserung der normalen Metallpapierkondensatoren darstellen und bisher nicht bekannte Eigenschaften aufweisen.

Diese Aufgabe wird bei einem getränkten Kondensator mit einen Papierfasern enthaltenden Dielektrikum neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß das Dielektrikum außer den Papierfasern einen Phthalsäureester enthält. Insbesondere eignen sich hierfür Methyl-Phthalat, Äthyl-Phthalat, n-Oktyl-Phthalat, Iso-Oktyl-Phthalat, Diäthylhexyl-Phthalat, Butyl-Phthalat und dergleichen.

Die Eigenschaften dieser Phthalsäureester in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen von Kondensatoren nach der Neuerung welche mit den Phthalsäureestern imprägniert sind, sind im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten von Phthalsäureestern bei einer Wechselspannung von 60 Hz5

Fig. 2 die Dielektrizitätskonstante eines imprägnierten Papieres über der Dielektrizitätskonstanten des Imprägniermittelsj

Pig. J die Temperaturabhängigkeit des Tangens J eines Phthalsäureesters;

Fig. 4 die Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes eines Phthalsäureesters;

Fig. 5 die Temperaturabhängigkeit der dielektrischen Verlaste eines Kondensators mit unlackiertem Metallpapier» das mit elaem Phthalsäureester Imprägniert ist und

Fig. 6 die Temperaturabhängigkeit des Isolationswiderstandes dieses Kondensators.

In allen Darstellungen ist die Kennlinie des bekannten Isobutylens mit eingetragen.

In den Figuren bedeuten:

A Iso-Oktyl-Phthalat C₆H₄(COOCgH₁₇)_g B n-Oktyl-Phthalat CgH^(C00CgH₁₇)₂
C Butyl-Phthalat C₆H₄(COOC^H₉)_g
D Dläthylhexyl-Phthalat C₆(
B das bekannte Polyisobutylen.

Die mit einem Strich gekennzeichneten Buchstaben beziehen sich auf unlackierte Metallpapierkondensatoren, die gemäß der Neuerung mit den folgenden Materialien getränkt sind.

A^f mit Iso-Oktyl-Phthalat (A)

B¹ mit n-Oktyl-Phthalat (B)

C¹ mit Butyl-Phthalat (C)

D¹ mit Diäthylhexyl-Phthalat (D)

E¹ sum Vergleich mit dem bekannten Polyisobutylen (E).

Gemäß der über der Temperatur aufgetragenen Dielektrizitätskonstante bei einer Wechselspannung von 6© He nach Fig. 1 zeigt sich, daß die Dielektrizitätskonstanten von Iso-Oktyl-Phthalat (A), n-Oktyl-Phthalat (B), Butyl-Phthalat (0) und DiäthylhexyB-Phthalat (D) zwei oder mehrere Male höher sind als bei dem bekannten Polyisobutylen, und daß sich diese Materialien als Tränk mittel für Kondensatoren gut eignen.

Fig. 2 veranschaulicht den Verlauf der Dielektrizitätskonstante, wenn die Isolierpapiere mit Imprägniermitteln getränkt werden, wobei d die Dlohte des Isolierpapiers und d_f die Dichte

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der Zellulose bedeutet. Werden die Isclierpapiepe mit Polyisobutylen getränkt« damn liegen die Werte der Dielektrizitätskonstanten für diese zusammen verarbeiteten Materialien bei 2*2 tois 4,8, wobei sie je nach der Dichte schwanken. Werden die Isolierpapiere jedoch mit Phthalsäureester^ getränkt, dann ergeben sich Dielektrizitätskonstanten von 5 bis 6 für die kombinierten Materialien. Ein neuerungsgemäßer Kondensator kann daher um etwa 20Ji gegenüber bekannten Kondensatoren verkleinert werden.

Fig. 3, welche den Verlustfaktor Tangens über der Temperatur veranschaulicht, läßt erkennen, daß Iso-Oktyl-Phthalat (A), n-Oktyl-Phthalat (B), Butyl-Phthalat (C) und Diäthylhexyl-Phthalat (D) große Verlustwinkel im Vergleich zu Polyisobutylen (E) haben, aber hieraus ergeben sich keine Nachteile, wenn sie als Tränkmittel für Kondensatoren verwendet werden.

Fig. 4 zeigt den auf das Volumen bezogenen spezifischen Widerjstand über der Temperatur für Iso-Oktyl-Phthalat (A), n-Oktyl-Phthalat (B), Butyl-Phthalat (C) und Diäthylhexyl-Phthalat (D), welche im Vergleich zu Polyisobutylen (E^ einen niedrigen spezifischen Wi!erstand aufweisen, jedoch stört auch dies nicht bei ihrer Verwendung als Tränkmittel für Kondensatoren.

Wie weiterhin die Fig. 5 und 6 zeigen, sind die dielektrischen Verluste der unlackierten Metallpapierkondensator*! nach der Neuerung, A', B¹, C* und D¹ höher und ihr Isolationewiderstand 1st niedriger als bei bekannten unlaeklerten Metallpapierkondensatoren, jedoch lassen sich die geforderten Grenzwerte In genügendem Maße erfüllen.

Vorstehend sind Papierkondensatoren, einschließlich unlackierte Metallpapierkondensatoren, beschrieben worden, welche mit Phthalsäureester^ getränkt worden sind; jedoch lassen sich praktisch die gleichen Eigenschaften wie in den Flg. 5 und. 6 auch bei Papierkondensatoren erreichen, welche mit Phthalsäureester, getränkte Isolierpapiere aufweisen.

Wenn die Metallpapierkondensatoren mit Phthalsäureester« getränkt werden, dann enthalten Zersetzungsprodutete, weiche infolge von Durchschlagen und Funken beim Selbstheüken auftreten, kein Chlor und keinen Chlorwasserstoff, wie es bei

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der Fall ist, sondern es besteht kein nennenswerter Unter?chied zu den Zersetzungsprodukten der Papierfasern, Kohlenwasserstoffe und ihrer Polymere. Daher sind diese Kondensatoren sehr stabil, wie wenn sie mit Mineralölen und Polyisobutylen getränkt wl&en.

Die neuerungsgemäßen Kondensatoren, welche mit Phthalsäureestern getränkt sind, liegen in ihrer Größe und Im Gewicht um
etwa 20# niedriger als bekannte Metallpapierkondensatoren und
auoh ihre Herstellungskosten sind gering.

Claims (2)

t · t ·· ι · f · r· • I IMi ι ι t t t · · t in • ·ι ·*·»·· t Il I ·· it I· o» - β Seh ut zansprUohe

1.) Getränkter Kondensator mit einem Papierfasern enthaltenden Dielektrikum, dadurch gekennzeichnet, daß das Dielektrikum außer den Papierfasern einen Phthalsäureester enthält,/

2.) Kondensator naoh Anspruch 1« dadurch gekenn· ze 5 c h η e t , daß der Phthalsäureester Methyl-Phthalat, Äthyl-Phthalat, n-©ktyl-Phthalat, Iso-Oktyl-Phthalat, Dläthylhexyl-Phthalat oder Butyl-Phthalat ist.y

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