DE970331C - Elektrischer Kondensator mit ausbrennfaehigen Belegungen - Google Patents

Description

• Elektrischer Kondensator mit ausbrennfähigen Belegungen Es gibt bekanntlich Kondensatoren mit auf ein Dielektrikum aufmetallisierten Belegungen, von denen mindestens eine so dünn ist, daß der Metallbelag bei einem Durchschlag des Dielektrikums um die Durchschlagstelle herum wegbrennt und dadurch den Kurzschlußstrom unterbricht. Bei den Durchschlägen entstehen aber aus den durch die Durchschlagsfunken hoch erhitzten Dielektrikumsschichten Gase, die aus dem Kondensatorkörper austreten und sich in dem ihn umgebenden Gehäuse ansammeln. Da die Kondensatoren eine sehr große Anzahl von Durchschlägen überdauern können, andererseits aber infolge der Empfindlichkeit ihrer Metallbelegungen gegen atmosphärische Einflüsse außerordentlich empfindlich sind und daher durch luftdichte Gehäuse gegen das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit geschützt sein müssen, können die sich in dem Gehäuse ansammelnden Gase zu Druckstauungen und nach längerer Betriebszeit zu Deformationen oder gar Zerstörungen des Gehäuses führen.
• Aus diesem Grunde war man bisher gezwungen, mit der Betriebsfeldstärke der Kondensatoren bei verhältnismäßig niedrigen Werten zu bleiben, um die Zahl der Durchschläge im Betrieb nicht zu stark anwachsen zu lassen. Die Kondensatoren waren aber infolgedessen verhältnismäßig schlecht ausgenutzt, und es bestand trotz alledem die Gefahr, daß z. B. infolge von während des Betriebs auftretender zufälliger Überlastung die Anzahl der Durchschläge so groß wurde, daß sich allmählich doch beträchtliche Gasmengen im Gehäuse ansammelten und dieses schließlich zerstörten, bevor der Kondensatorkörper selbst etwa infolge der in ihm aufgetretenen Durchschläge oder infolge der natürlichen Alterung seines Dielektrikums unbrauchbar wurde.
• Gemäß der Erfindung setzt man daher den Kondensator in ein gasdichtes Gehäuse, in das ein den darin möglichen Überdruck auf mindestens 10 kg/cm2 begrenzendes Überdruckventil eingebaut ist.
• Der innere Überdruck birgt aber nicht nur Gefahren für das Gehäuse in sich, sondern ergibt auch beträchtliche Vorteile, und zwar insofern, als die unter Überdruck ausheilenden Durchschläge sauberer ausfallen, d. h. eine geringere Restleitfähigkeit ergeben, und ebenso der dabei entstehende Kapazitätsverlust verringert wird, weil die während des Durchschlags weggebrannte Metallfläche kleiner ist als eine von einem unter Atmosphärendruck verlaufenden Durchschlag ausgebrannte Fläche. Die Erfindung ermöglicht es daher, Kondensatoren herzustellen, die eine größere Lebensdauer haben als die bisher hergestellten Kondensatoren. Denn einmal halten solche Kondensatoren eine wesentlich größere Anzahl von Durchschlägen aus, weil bei den unter erhöhtem Druck stattfindenden Durchschlägen Restleitfähigkeit und Kapazitätsverluste nach jedem Durchschlag geringer sind als bei unter Atmosphärendruck stattfindenden Durchschlägen und weil wegen der für einen höheren Druck bemessenen Dimensionierung eine größere Anzahl von Durchschlägen stattfinden muß, bis sich eine für das verstärkte Gehäuse schädliche Gasmenge angestaut hat.
• Daraus ergibt sich auch die Möglichkeit, die Belastung der Kondensatoren wesentlich zu steigern und mit der Belastungsfeldstärke des Dielektrikums wesentlich höher, unter Umständen sogar bis nahe an die Durchschlagsfeldstärke des verwendeten Dielektrikums heranzugehen. Da der Überdruck im Gehäuse mit der Zeit steigt, wird auch die Neigung des Dielektrikums zu Durchschlägen immer geringer werden und der Druckanstieg daher wesentlich langsamer vonstatten gehen als am Anfang.
• Man hat auch bisher schon, wie bereits erwähnt wurde, Kondensatoren mit luft- und feuchtigkeitsdichten Gehäusen hergestellt. Diese Gehäuse waren aber aus verhältnismäßig dünnem Blech und nicht geeignet, größere Drücke auf die Dauer auszuhalten, ohne entweder undicht oder deformiert zu werden. Auch die Ausführung der Kondensatoranschlüsse erlaubte einen höheren Cberdruck auf die Dauer nicht, während die gasdichten Gehäuse gemäß der Erfindung so ausgebildet sind, daß sie einen Überdruck von mindestens io kg/cm2 im Innern des Kondensatorgehäuses dauernd aushalten können. Dabei findet der Einbau der Kondensatorkörper in diese Gehäuse bei normalem Luftdruck statt, während die Drucksteigerung durch die im Kondensatorkörper auftretenden Durchschläge erst allmählich hervorgerufen wird Im Gegensatz dazu ist bei einem bekannten Kondensator, dessen Belegungen aus nicht selbstausheilenden Metallfolien bestehen, die durch gitterartige Stoffe im Abstand voneinander gehalten werden, unter einem Druck von 16 Atm stehendes, schon bei der Herstellung des Kondensators in das Kondensatorgehäuse hineingepreßtes Gas ein ausschlaggebender Bestandteil des Kondensatordielektrikums, das durch seinen erhöhten Druck die Überschlagspannung zwischen den Belegungen erhöhen soll.
• Um zu verhindern, daß trotz der im Laufe der Zeit und mit wachsendem Druck geringer werdenden Zahl der Durchschläge der Druck im Kondensator einen übermäßig hohen Wert annimmt, wird in das Gehäuse ein Überdruckventil eingebaut, das man auf einen bestimmten Überdruck einstellt. Es entsteht noch der weitere Vorteil eines in seinem Gehäuse unter einem Überdruck von io kg/cm2 stehenden Kondensatorwickels dahin, da.ß seine Glimmeinsatzspannung durch den im Gehäuse vorhandenen: Druck erhöht und gegebenenfalls über die Betriebsspannung hinaufgesetzt werden kann. Sollen die überschüssigen Gase durch das Überdruckventil nicht unmittelbar ins Freie austreten, so wird hinter dem Überdruckventil ein von dem Kondensatorgehäuse mit umschlossener Expansionsraum angeordnet, in den die überschüssigen Gase austreten können. Das Fassungsvermögen dieses Raumes kann dadurch vergrößert werden, daß er mit einem gasabsorbierenden Stoff, wie z. B. Aktivkohle, gefüllt wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. In ein luftdichtes Gehäuse eingeschlossener elektrischer Kondensator, von dessen Belegungen mindestens eine so dünn ist, daß sie bei einem Durchschlag des Dielektrikums an oder in der Nähe der Durchschlagstelle wegbrennt und dadurch den Kurzschlußstrom unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß in das Gehäuse ein den darin möglichen Überdruck auf mindestens i0 lcg/cm2 begrenzendes Überdruckventil eingebaut ist.
2. 2. ElektrischerKondensator nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im Kondensatorgehäuse entstehende Überdruck durch die bei Durchschlägen des Kondensators entstehenden Gasmengen erzeugt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 526489; österreichische Patentschrift Nr. i53 989; Journal Test. El. Eng., 1908, S. 554# 555.