DE747481C - Elektrisches Geraet oder Schaltelement, vorzugsweise elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

• Elektrisches Gerät oder Schaltelement, vorzugsweise elektrischer Kondensator Um elektrische Schaltelemente oder Geräte, vorzugsweise elektrische Kondensatoren,, unabhängig von äußeren Einflüssen zu gestalten, pflegt man sie in Gefäße einzusetzen, die gegenüber der Außenluft dicht, beispielsweise durch Verlötung, verschlossen sind.
• Man machte nun die Beobachtung, daß trotz einwandfreien Verschlusses sprunghafte Änderungen in den Isolations- und sonstigen elektrischen Werten eintraten, ohne dafür die Ursache ergründen zu können.- Die zur Aufdeckung dieser Erscheinung unternommenen Versuche zeigten zunächst, daß diese Wertänderungen immer bei Unterkühlung der Geräte oder Schaltelemente einsetzen. Die daran geknüpften Vermutungen konnten dann durch entsprechende Gegenversuche bestätigt werden, wonach es sich bei den unerwünschten Erscheinungen um die Kondensation von den in der eingeschlossenen Luft enthaltenen Feuchtigkeitsmengen handelt, die nämlich bei Unterkühlung kondensieren und eine leitende Wasserhaut auf den einzelnen Bauelementen im Innern der Gefäße bilden.
• NTun ist zwar bekannt, daß Feuchtigkeit auf elektrische Einrichtungen einen schädigenden Einfluß ausübt, weswegen man auch die für den Aufbau der Einrichtung notwendigen Ausgangsstoffe, beispielsweise bei Kondensatoren das Dielektrikum und das Imprägniermittel entfeuchtet. Vor allem bei elektrischen Kondensatoren, die ganz besonders empfindlich gegen Feuchtigkeit sind, hat man verschiedene Verfahren für die Entfernung der Feuchtigkeit angegeben, unter anderem auch vorgeschlagen, innerhalb der Vakuumbehandlung des Wickelkörpers mit getrockneter Frischluft zu spülen, um die Restfeuchtigkeit im Wickelkörper in der Frischluftmenge zu verteilen und beim nachfolgenden Absaugen zum größten Teil zu entfernen. Auch bei der Herstellung sogenannter Vakuumkondensatoren, bei denen das Dielektrikum aus einem luftleeren Raum besteht, mußten, um den Betriebszustand des Kondensators überhaupt erst herzustellen, die Feuchtigkeit und die Luft entfernt werden. Schließlich hat nian auch bei mit Öl gefüllten Geräten, ivobci @vährend des Betriebs die Ölfüllung unter geringem oder hohem Überdruck steht, angegeben, das verwendete Druckmittel, welches normalerweise aus einem Gas besteht, zu entfeuchten, um zu vermeiden, dafr das Öl, welches begierig Feuchtigkeit aufnimmt, in seinem Isolationswert verschlechtert wird.
• Diese bekannten Tatsachen ließen jedoch nicht vermuten, daß die in den eingeschlossenen, keineswegs unter Überdruck stehenden Luftmengen enthaltenen geringen Feuchtigkeitsspuren, die sonst auch völlig unschädlich sind, Anlaß zu erheblichen Störungen im Betrieb der Geräte geben können, wenn diese Temperaturstürzen ausgesetzt werden, so daß auch die durch die bekannten Verfahren gegebenen Anweisungen nicht zur Vermeidung der beobachteten :Mängel dienen konnten. Im übrigen können die bekannten -Maßnahmen, selbst wenn man sie zur Behebung der vorliegenden Schwierigkeiten hätte anwenden wollen, nicht sicher zii einem Erfolg führen, da sie keinerlei Hinweis enthalten, wie sie in vorliegendem Falle benutzt werden müssen.
• Gemäß der Erfindung wird die Kondensation der Feuchtigkeit bei Unterkühlung in den Geräten oder Schaltelementen in beispielsweise durch Verlöten von der Außenluft abgeschlossenen Behältern dadurch vermieden, daß die im Innern befindlichen Hohlräume mit getrockneter Luft oder sonstigen getrockneten indifferenten Gasen angefüllt sind, deren Wasserdampfgehalt o,oo27 kg oder weniger je i kg Luft oder Gas beträgt.
• Die Gründe für diese Regel beruhen darin, daß nach genügender Trocknung des Gases eine Kondensation des noch enthaltenen Wasserdampfes erst unterhalb von o° C eintreten kann. Der Wasserdampf fällt dann aber gleich in fester Form in feinen Eisnadeln aus, die keine leitende Verbindung bilden können und somit im allgemeinen als unschädlich anzusprechen sind. Besteht die Möglichkeit, daß die so behandelten Geräte nach einer Abkühlung einer sehr plötzlichen Erwärmung ausgesetzt werden, kann es allerdings zuweilen auch eintreten, daß etwaige ausgeschiedene Eiskristalle infolge der geringen Verdampfungsgeschwindigkeit nicht sofort in den gasförmigen Zustand übergehen, sondern erst schmelzen, wodurch sich, allerdings nur für kurze Zeit, trotzdem eine Wasserhaut ausbilden kann. Bei so stark beanspruchten Geräten empfiehlt es sich, die Trocknung so weit zu treiben, daß auch dieser Fehler nicht eintreten kann.
• Bei der Fertigung der Geräte oder Schaltelemente geht man so vor, daß man sie in üblicher Weise vollkommen fertigstellt und sie dann mit nur einer kleinen Entlüftungsöffnung in einen Vakuumbehälter bringt und entlüftet. Danach wird entsprechend der anlregebenen Vorschrift getrocknete Luft oder getrocknetes Gas eingelassen, worauf dann die Abdichtung der Gefäße erfolgt.
• Die Trocknung der einzufüllenden Gase erfolgt, um Höclistiverte zu erzielen, zweckmäßigerweise in zwei oder mehreren Stufen. Zunächst wird mittels Clilorcalcium oderfund Phosphorpentolyd vorgetrocknet und dann werden die restlichen Feuchtigkeitsspuren mittels flüssiger Luft in einer Ausfriertasche ausgefroren. Die Strömungsgesch-,vindigkeit des eintretenden Gases hält man dabei möglichst niedrig, so daß eine eingehende Trocknung erfolgen kann.
• Das beschriebene Trocknungsverfahren hat aber noch einen weiteren Vorteil. Wenn der Druck in den z. B. mit getrockneter Luft gefüllten Geräten gleich dem Druck der Außenluft ist und der Füllvorgang somit beendet ist, werden die Geräte anschließend abgedichtet. Die Zeit, die zwischen dein IIerausnehinen aus dem Vakuumkessel und dem Verschließen der Behälter vergeht, soll zwar möglichst klein gehalten werden, trotzdem ist es aber möglich, daß wiederum geringe Feuchtigkeitsmengen in den Behälter des Schaltelementes diffundieren. Wählt man nun das oben angegebene Verfahren, hauptsächlich die letzte Stufe, nämlich das Ausfrieren, so-cind die mit so getrockneten Gasen gefüllten Behälter etwas unterkühlt. In der Zeit bis zum Abdichten erwärmen sie sich und erzielen dadurch höchstens eine Ausdehnung des Gasinhaltes, wodurch eine geringe Gasströmung von innen nach außen hin einsetzt. die ein Eindringen von Wasserdampf in das Innere wirksam verhindert.
• Die Behandlung von dicht verschlossenen Geräten oder Schaltelementen gemäß der vorliegenden Erfindung ist vor allein wichtig für solche Geräte, die häufigen und größeren Temperaturschwankungen, vor allein nach tiefen Temperaturen zu, unterworfen sind, wie z. B. solche, die von Flugzeugen, Schiffen u. dgl. oder sonst im Freien, wo Temperaturen bis -.Io° C auftreten können, verwendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Gerät oder Schaltelement, vorzugsweise elektrischer Kondensator, welches in einem Behälter, beispielsweise durch Einlöten, von der Außenluft dicht abgeschlossen ist, wobei in dem Behälter noch unter Atmosphärendruck stehende Hohlräume vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Kondensation .der Feuchtigkeit bei Unterkühlung diese Hohlräume mit getrockneter Luft oder sonstigen getrockneten indifferenten Gasen angefüllt sind, deren Wasserdampfgehalt 0,0027 kg oder weniger je z kg Luft oder Gas beträgt.
2. 2. Elektrisches Gerät oder Schaltelement nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Behälter trocken eingebrachte Luft oder das Gas in mehreren Stufen getrocknet ist.
3. 3. Elektrisches Gerät oder Schaltelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vortrocknung der Luft oder des Gases durch Auswaschen in Chlorcalcium oder/und in Phosphorpentoicyd und die Nachtrocknung durch Ausfrieren mittels flüssiger Luft vorgenommen ist. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften . . . , NTr. Sie 248, 498 198; britische Patentschriften 168 882, 260 555, 270 445, 395 420.