DE907199C - Elektrostatischer Kondensator mit einem Dielektrikum aus einem nichtleitenden Metallumsetzungsprodukt - Google Patents

Description

• Elektrostatischer Kondensator mit einem Dielektrikum aus einem nichtleitenden Metallumsetzungsprodukt Bekanntlich ist Feuchtigkeit für elektrische Kondensatoren sehr schädlich, da diese irgendwelche im Kondensator befindlichen Stoffe löst und infolge der nunmehr eintretenden elektrolytischen Leitfähigkeit den Isolationswert des Kondensators herabsetzt. Man hat deshalb schon seit langer Zeit die Anweisung gegeben, elektrische Kondensatoren zu entfeuchten und für einen Einbau zu sorgen, der den Zutritt neuer Feuchtigkeit zum Kondensatorkörper verhindert. Nur in jenen Fällen, in denen eine Verschlechterung des Isolationswertes ohne Belang ist, konnte auf derartige Maßnahmen verzichtet werden.
• Unter den elektrostatischen Kondensatoren sind auch solche bekannt, die als Dielektrikum ein nichtleitendes dielektrisch hochwertiges Metallumsetzung-sprodukt verwenden. Vor allem sind Oxydschichten für diesen Zweck benutzt worden: Bei derartigen Kondensatoren ist ebenfalls eine Verschlechterung des Isolationswertes als Folge einer Feuchtigkeitseinwirkung festzustellen.
• Während nun bei den Kondensatoren mit anderen Dielektriken als nichtleitenden Metallverbindungen eine bestimmte Verkleinerung des Isolationswiderstandes bei Feuchtigkeitseinwirkung eintritt, wird dieser bei Kondensatoren mit einem Dielektrikum aus einer nichtleitenden Metallverbindung ungleich mehr verschlechtert, weil derartige Dielektrika von Natur aus poröser sind, d. h. sehr viele Spalten und Poren mit Kapilllarwirkung besitzen, so daß die Feuchtigkeit dort besonders stark angezogen und auch sehr fest verbunden -wird. Weiterhin kommt hinzu, daß, durch die Herstellungsweise der nichtleitenden Metallverbindungen bedingt, Spuren von meist leicht löslichen Stoffen in dem porösen Dielektrikum -vorhanden sind, die eine viel stärkere elektrolytische Leitfähigkeit der eingedrungenen Feuchtigkeit verursachen.
• Außerdem aber tritt bei elektrostatischen Kondensatoren mit nichtleitenden Metallverbindungen als Dielektrikum noch eine weitere unangenehme Erscheinung auf. Die in den Kondensator eingedrungene oder noch in ihm befindliche Feuchtigkeit wirkt chemisch auf die Metallverbindung ein und gibt Veranlassung zu Hydratbildüngen u. ä., wodurch neben einer weitergehenden Isolationsverschlechterung vor allem eine Änderung des Dielektrikums dergestalt erfolgt, daß der Verlustwinkel des Kondensators ganz außerordentlich stark beeinflußt wird und sehr hohe Werte annehmen kann. Während auf der einen Seite vollkommen feuchtigkeitsfreie Metallverbindungen dielektrische Verluste zeigen, die nahezu in die Größenordnung des Glimmers kommen, können :auf der anderen Seite bereits durch sehr geringe Feuchtigkeitsmengen derartige Verschlechterungen des Verlustwinkels hervorgerufen werden, daß dieser in der Größenordnung von einigen ioo - ro--4 liegt und der Kondensator unbrauchbar wird.
• Eine derart starke Abhängigkeit von der Feuchtigkeit ist bei anderen Kondensatoren nicht zu beobachten, so daß die Werte eines Kondensators mit nichtleitenden Metallverbindungen als Dielektrikum in ganz ungewöhnlichem Maße von dem feuchtigkeitsdichten Einbau abhängen.
• Zur Herstellung elektrostatischer Kondensatoren mit nichtleitenden Metallverbindungen als Dielektrikum (beispielsweise mit Oxydschichten), dessen Verlustwinkel kleiner als r °/o bei 50 Hz und 2o° C ist und die diese Werte während ihrer Betriebszeit auch beibehalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Kondensatorkörper nach seiner Herstellung, insbesondere durch eine thermische Behandlung bei sehr hohen Temperaturen, zu entfeuchten und ihn in diesem Zustand, ohne weiterer Feuchtigkeit Zutritt zu gestatten, in eine vollkommen feuchtigkeitsdicht schließende Umhüllung einzusetzen.
• Die Entfeuchtung eines derartigen Kondensators kann deswegen in größerem Umfang durchgeführt werden; weil das Dielektrikum anorganischer Natur ist und deswegen höhere Temperaturen ohne Schädigung aushalten kann. Es ist daher möglich, einen Kondensator, dessen Dielektrikum aus Aluminiumoxyd besteht, ohne Schwierigkeiten beispielsweise bei .4oo bis 500° zu entfeuchten und ihn dann anschließend vollkommen feuchtigkeitsdicht zu kapseln.
• Da, wie bereits erwähnt, derartige Kondensatoren selbst i-on geringen Feuchtigkeitsmengen besonders stark beeinflußt werden, ist es zweckmäßig und unter Umständen sogar notwendig, die nicht vom Wickelkörper ausgefüllten Hohlräume der Umhüllung mit einem vollkommen feuchtigkeitsfrei gestalteten Gas. z. B. Luft, anzufüllen. Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, neben den Kondensationskörpern in die Umhüllung begierig Feuchtigkeit aufnehmende Mittel oder Stoffe unterzubringen, damit gegebenenfalls noch vorhan-Jene Feuchtigkeftsreste oder unter dem Einfluß eines über den Kondensator fließenden Stromes entstehende, d. h. aus Kapillaren herausgetriebene Feuchtigkeit vom Kondensatorkörper ferngehalten wird. Als solche Mittel oder Stoffe kommen die bekannten hygroskopischen Stoffe in Betracht, z. B. kolloidale Kieselsäure.
• Die einen vollkommenen Feuchtigkeitsschutz darstellende Umhüllung für den Kondensatorkörper kann ebenfalls in an sich bekannter Weise aufgebaut sein, z. B. aus einem nahtlosen oder durch Verschweißung oder Verlötung dicht gestalteten metallischen Behälter bestehen, bei welchem die Stromdurchführungen durch die Behälterwand mittels eingelöteter, angeschweißter oder durch Glasfluß od. dgl. abgedichteter Isolierstoffe isoliert sind. Beispielsweise kann man für diesen Zweck Keramik-oder Glasteile, die mit eingebrannten Metallschichten versehen sind, an die metallenen Gehäuseteile anlöten. Diese Ausführung ist jedoch, soweit es sich um eine Weichlötung handelt, unzweckmäßig, weil die Temperaturbeständigkeit des Wickelkörpers nicht ausgenutzt werden kann, da das Lot bereits bei tieferen Temperaturen flüssig -wird. Es ist darum empfehlenswerter, Hartlötungen oder Verschweißungen zu benutzen, die temperaturbeständiger sind. Auch ist es möglich, die sogenannten Glasdurchführungen zu verwenden, bei welchen ein Glasstück mit einem Metallröhrchen, das zur Aufnahme des Durchführungsleiters dient, und einem Metallflansch verschmolzen ist. Der Durchführungsleiter wird einerseits mit dem eingeschmolzenen Röhrchen und andererseits der eingeschmolzene Flansch reit dem metallischen Gehäuse durch Verschweißung od. dgl. verbunden. Auch ist es möglich, die gesamte Gehäusefläche, durch welche Stromdurchführungen hindurchtreten, mittels eines aufgetragenen Glasflusses abzudichten.
• In der Zeichnung ist ein stabförmiger Kondensator entsprechend dem Kennzeichen der Erfindung dargestellt. a ist der Kondensatorkörper, dessen Dielektrikum eine nichtleitende Metallverbindung ist, b ist ein rohrförmiges Metallgehäuse, c und d sind teilweise metallisierte Keramikscheiben, die durch eine Verlötung sowohl mit dem Gehäuse b als auch mit den Durchführungsleitern e und f dichtend wer- . bunden sind. Zur Aufrechterhaltung des feuchtigkeitsdichten Abschlusses sind zwischen c und a und d und a Mittel bzw. Stoffe g angebracht,, die besonders stark hygroskopisch sind.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Elektrostatischer Kondensator mit einem Dielektrikum aus einem nichtleitenden Metallumsetzungsprodukt, vorzugsweise mit einer auf einer Belegung aufgewachsenen Oxydschicht, dessen Verlustwinkel kleiner als i % bei 5o Hz und 2o° C ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensatorkörper nach seiner Herstellung, insbesondere durch eine thermische Behia.ndlung bei sehr hohen Temperaturen, entfeuchtet und in diesem Zustand in eine vollkommen feuchtigkeitsdicht schließende Umhüllung eingesetzt ist.
2. 2. Kondensator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kondenisatorkörper nicht angefüllten Hohlräume der feuchtigkeitsdichten Umhüllung mit einem feuchtigkeitsfrei gestalteten Gas, beispielsweise Luft, angefüllt sind.
3. 3. Kondensator nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Kondensatorkörper begierig Feuchtigkeit aufnehmende Mittel, z. B. kolloidale Kieselsäure, in der Umhüllung untergebracht sind. q.. Kondensator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vollkommen feuchtigkeitssichere Umhüllung aus einem verlöteten oder verschweißten Metallgehäuse besteht und daß die Stromdurchführungen durch die Gehäusewand mittels eingelöteter, eingeschweißter oder durch Glasfluß od. dgl. abgedichteter Isolierstoffe isoliert sind.