DE970257C

DE970257C - Verfahren zur Herstellung selbstheilender elektrischer Kondensatoren

Info

Publication number: DE970257C
Application number: DES15400D
Authority: DE
Inventors: Hedwig Gross; Dipl-Ing Gotthard Portner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-12-05
Filing date: 1942-12-05
Publication date: 1958-09-04

Description

Verfahren zur Herstellung selbstheilender elektrischer Kondensatoren Selbstheilende elektrische Kondensatoren enthalten Belegungen, deren Stärke so gering ist, daß an Durchschlagsstellen eine Zerstörung des Belages erfolgt. Üblicherweise bestehen derartige Belegungen aus auf den dielektrischen Bändern aufgebrachten dünnen Metallschichten, die vorzugsweise aufgedampft sind. Im Interesse einer leichten Durchführbarkeit dieses Metallisierungsverfahrens benutzt man für die Bildung der Belegungen Metalle, die einen niedrigen Siedepunkt besitzen, insbesondere Zink.
Um die Spannungsfestigkeit derartiger Kondensatoren groß zu machen, werden diese in der gleichen Weise, wie es bei anderen Kondensatoren bekannt ist, innerhalb eines Imprägniervorganges mit Imprägniermitteln behandelt. Da man solche Kondensatoren auch für höhere Betriebstemperaturen verwenden will, wählt man Imprägniermittel mit hohem Schmelzpunkt. Diese sind jedoch fest und zeigen daher den Nachteil der sogenannten Lunker-und Rißbildung, so daß eine Nachimprägnierung mit einem nicht rißbildenden Mittel, wie es an sich in der Kondensatortechnik üblich ist, auch hier erforderlch ist.
Es zeigte sich nun, daß selbst sehr sorgfältig in dieser Weise hergestellte, selbstheilende Kondensatoren unerklärliche Änderungen in ihren elektrischen Werten besaßen, insbesondere nahm die Kapazität ab, erhöhte sich der Belagswiderstand, erfolgten frühzeitige Durchschläge und wurde die selbstheilende Eigenschaft im Laufe der Zeit schwächer. Wie an geöffneten; längere Zeit in Betrieb befindlichen Kondensatoren festgestellt wurde, zeigten die dünnen, auf dem Dielektrikum aufgebrachten Belegungen stark korrodierte Stellen, die im Falle- der Verwendung von Zink als Belegungsinetall im wesentlichen aus Zinkoxyd bestanden. Diese Korrosionen sind, wie ohne weiteres einleuchtet, der Grund für die vorbeschriebenen nachteiligen Eigenschaften.
Wie mit größter Wahrscheinlichkeit zu vermuten ist, entstehen die Korrosionen in den Belegungen durch geringe Feuchtigkeitsspuren, die sich im Kondensator befinden und die unter dem Einfluß erhöhter Betriebstemperatur und der zwischen den Belegungen befindlichen Spannung die Umwandlung der Belegung in die Umsetzungsprodukte hervorrufen. Es müßte demnach durch einwandfreie Entfernung jeglicher Feuchtigkeitsspur aus dem Kondensator eine Vermeidung der aufgezählten Mißstände möglich sein. Wie die Prüfungen ergeben haben, besteht diese Vermutung zu Recht.
Um daher Feuchtigkeit auch in derart geringer Menge, wie sie bei normalen Kondensatoren nicht stört, bei selbstheilenden Kondensatoren auszuschalten, geht man erfindungsgemäß bei der Herstellung so vor, daß man die in der üblichen Weise hergestellten und mit dem bei Zimmertemperatur festen Imprägniermittel behandelten Kondensatorenkörper in das Kondensatorgehäuse einsetzt und dieses bis auf eine oder mehrere Imprägnieröffnungen verschließt. Hiernach werden sie bei Unterdruck einer nochmaligen Trocknung und der Nachimprägnierung mit dem nicht rißbildenden Mittel unterworfen, worauf dann unmittelbar anschließend Imprägnieröffnungen verschlossen werden.
Während bei den mit selbständigen Belegungsfolien hergestellten Kondensatoren die kurze Zeit zwischen Imprägnierung bzw. Nachimprägnierung und dichtem Einbau in den Behälter auf die Funktion des Kondensators ohne Wirkung ist, genügen bei den selbstheilenden Kondensatoren die vom Kondensatorenkörper aufgenommenen bzw. beim Einbau mit eingeschlossenen, in der Luft befindlichen geringen Feuchtigkeitsspuren, um im Laufe der Zeit zwar nicht unmittelbar die Werte des Kondensators zu beeinflussen, jedoch durch ihren korrodierenden Einfluß auf die Belegung sekundär ähnliche Nachteile zu bewirken. Um daher diese geringen Feuchtigkeitsmengen restlos auszuschalten, wird das vorstehend angegebene Herstellungsverfahren empfohlen, das, wie Dauerversuche ergeben haben, jeglichen Feuchtigkeitseinschluß vermeidet, was dadurch bewiesen wurde, daß die Belegungen selbst nach längsten Zeiten keine angegriffenen Stellen mehr aufweisen.
Als Imprägnieröffnung für die Nachbehandlung der Kondensatoren können besondere Behälteröffnungen dienen, es können jedoch auch in an sich bekannter Weise die für die Stromdurchführungen vorgesehenen Öffnungen in den Durchführungsisolatoren benutzt werden, beispielsweise die in den Glasperlendurchführungen angebrachten Metallröhrchen. Diese dürfen dann naturgemäß erst nach Beendigung der Nachbehandlung des Kondensators mit den Stromzuführungsleitern verlötet oder sonstwie verschlossen werden.
Um zwischen den Anschlußpolen eines Kondensators und dem Gehäuse, sofern dieses aus Metall besteht, eine genügende Spannungssicherheit zu schaffen, werden die Metallgehäuse im Innern finit Isolierstoffeinlagen ausgekleidet. Weiterhin werden die Wickelkörper, um einen sogenannten schüttelsicheren Einbau zu gewährleisten, mit Hilfe zusätzlicher Mittel festgesteckt. Um durch diese Maßnahme hinsichtlich des behandelten Problems die Wirkungsweise der selbstheilenden Kondensatoren nicht zu gefährden, empfiehlt es sich, als Isolation solche Stoffe zu wählen, die ein lockeres Gefüge besitzen und daher leicht feuchtigkeitsfrei zu gestalten und einfach zu imprägnieren sind. Insbesondere haben sich stark saugfähige Papiere, wie sie im Elektrolytkondensatorenbau Verwendung finden, bewährt.
Für die Durchführung des Verfahrens nach dein Kennzeichen der Erfindung haben sich folgende Werte als günstig herausgestellt, mit welchen die Herstellung selbstheilender Kondensatoren mit einwandfreien Belegungen möglich ist. Die nochmalige Trocknung der bereits eingebauten Kondensatoren wird mindestens 2 Stunden bei einer Temperatur von 70° C und einem Unterdruck von mindestens o,i mm Ouecksilbersäule vorgenommen. Danach wird das nicht rißbildende Nachimprägniermittel zugeführt, welches mindestens 15 Minuten bei einer Temperatur zwischen 70 und So' C und einem Unterdruck von mindestens o, i mm Ouecksilbersäule auf die Kondensatoren einwirkt. Darauf werden die Kondensatoren aus dem Imprägnierbehälter entfernt und unmittelbar anschließend die Tinprägnieröffnungen verschlossen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung selbstheilender elektrischer Kondensatoren, bei welchen die Belegungen aus auf dem Dielektrikum aufgebrachten dünnen Metallschichten, insbesondere Zinkschichten, bestellen und welche mit einem hei Zimmertemperatur festen Imprägniermittel und einem nicht rißbildenden Nachimprägniermittel behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in der üblichen Weise hergestellten und mit dem festen Imprägniermittel behandelten Kondensatorenkörper in das Kondensatorgehäuse eingesetzt werden und dieses bis auf eine oder mehrereImprägnieröffnungen verschlossen wird, daß danach bei Unterdruck eine nochmalige Trocknung und anschließend die Nachimprägnierung mit dem nicht rißbildenden Mittel durchgeführt wird und unmittelbar anschließend die Imprägnieröffnungen verschlossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Imprägnieröffnungen des Kondensatorgehäuses die Durchführungsöffnungen für die Stromleitungen, z. B. die Metallröhrchen von Glasperlendurchführungen, benutzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, das als Isolierung bzw. zum schüttelsicheren Einbau der Wickelkörper zwischen diesen und der Becherwandung lockere, leicht feuchtigkeitsfrei zu gestaltende und einfach zu imprägnierende Stoffe, wie z. B. saugfähiges Papier u. dgl., benutzt werden.
4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die nochmalige Trocknung der eingebauten Kondensatoren mindestens 2 Stunden bei 70° C und einem Unterdruck von mindestens o, i mm Quecksilbersäule und die Nachimprägnierung mit dem nicht rißbildenden Material mindestens 15 Minuten bei einer Temperatur von 7o bis 8o° C und einem Unterdruck von mindestens o, i mm Quecksilbersäule vorgenommen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 582 670, 701 574, 714 366, 582 049, 601510, 575 433. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 9i i 298.