DE975070C

DE975070C - Verfahren zum Beseitigen oder Unschaedlichmachen von elektrisch leitenden Fehlstellen bei selbstausheilenden Kondensatoren

Info

Publication number: DE975070C
Application number: DEB9426D
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl-Ing Straeb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1942-03-22
Filing date: 1942-03-22
Publication date: 1961-08-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beseitigen oder Unschädlichmachen von in elektrischen Kondensatoren mit metallisierten Dielektrikumslagen vorhandenen, elektrisch leitenden Fehlstellen durch Ausbrennen mittels elektrischer Stromstöße vor der Inbetriebnahme der Kondensatoren. Ist ein derartiger Kondensator z. B. nur aus metallisierten Bändern hergestellt ohne weitere isolierende Zwischenlagen, so wird er als Einlagenkondensator bezeichnet, und es liegt auf der Hand, daß an den Isolationswert der metallschichttragenden Bänder eines Einlagenkondensators wesentlich höhere Anforderungen gestellt werden müssen als an einen Kondensator, der außer den metallisierten Bändern noch weitere nichtmetallisierte Bänder enthält. Es ist bekannt, daß als Kondensatordielektrikum verwendete Papierbänder zahlreiche elektrisch leitende Fehlstellen haben. Werden zwei oder mehrere solcher Papiere zusammen als Dielektrikum angewendet, so ist es höchst unwahrscheinlich, daß sich zwei elektrisch leitende Fehlstellen so überdecken, daß ihre Isolation dadurch unterbrochen wird. Anders liegt der Fall im Einlagen-

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kondensator, bei dem die elektrisch leitenden Fehlstellen in einer einzigen Lage die Isolation der metallisierten Belegungen gegeneinander unterbrechen.

Es ist nun bekannt, daß man bei Kondensatoren mit .metallisierten Dielektrikumsbändern unter der Voraussetzung, daß der Belag genügend dünn ist, die in diesen Bändern vorhandenen elektrisch leitenden Fehlstellen durch kräftige, durch die Fehlstellen fließende Stromstöße unschädlich machen kann;

Durch kräftige Stromstöße, wie sie z. B. bei einem Durchschlag eintreten, wird dabei an den Stellen, die noch eine, wenn auch kleine elektrische Leitfähigkeit besitzen, die Metallschicht in einem gewissen Bereich um die Fehlstelle herum weggebrannt. Wenn die Zahl der Fehlstellen sehr groß ist und diese mit Sicherheit beseitigt werden sollen, ist dazu aber eine höhere Energie erforderlich, als sie üblicherweise bei Betriebsspannung im Kondensator aufgespeichert ist. Werden die elektrisch leitenden Fehlstellen während des Betriebs nicht alle oder wegen zu geringen Energieinhalts eines Kondensators nicht vollkommen beseitigt, so können in dem Kondensator noch Stellen mit merkbarer restlicher Leitfähigkeit vorhanden sein, welche die Isolation des Kondensators verschlechtern. Aus diesem Grunde hat es sich bei den Einlagenkondensatoren als zweckmäßig erwiesen, das Ausbrennen der elektrisch leitenden Fehlstellen im Dielektrikum bereits vor der Inbetriebnahme mit höherer als der im Betrieb gebrauchten Energie vorzunehmen. Dieses Ausbrennen kann in bekannter Weise dadurch erfolgen, daß man ein oder mehrere die Ausbrennenergie liefernde Kondensatoren in Reihe geschaltet über den auszubrennenden Kondensator entlädt und diesem dadurch die nötige Ausbrennenergie zuführt. Dieses Vorausbrennen hat also den doppelten Zweck, möglichst alle Fehlstellen zu entfernen und sie so gründlich zu beseitigen, daß bei der Betriebsspannung in dem Kondensator keine Durchschläge mehr stattfinden und die Isolation praktisch konstant bleibt.

Wird ein Kondensator während des Betriebs erwärmt, so nimmt sein Isolationswiderstand bekanntlich mit steigender Temperatur ab und geht beim Abkühlen wieder auf seinen alten Wert zurück. Aus bisher unerklärlichen Gründen zeigten nun aber selbst sorgfältig vorausgebrannte Kondensatoren nach ihrer Erwärmung und Wiederabkühlung eine ganz erhebliche Verschlechterung ihrer Isolationswerte, wie durch zahlreiche Messungen festgestellt wurde. Diesem Mißstand wird gemäß der Erfindung dadurch begegnet, daß das Ausbrennen bei zusätzlich von außen erhöhter, nicht aber die Zersetzungs- bzw. Schmelztemperatur des Dielektrikums oder des Tränkmittels überschreitender Temperatur erfolgt. Die zusätzliche Temperaturerhöhung soll also nicht durch Vorgänge im Kondensator bedingt sein.

Zweckmäßig wird das Vorausbrennen bei einer Temperatur vorgenommen, die wenig unter der Schmelztemperatur des verwendeten Kondensatortränkmittels liegt oder gleich der Schmelztemperatur des verwendeten Tränkmittels ist. Es ist daher vorteilhaft, wenn bei erhöhter Temperatur vorauszubrennende Kondensatoren mit einem Tränkmittel mit hoher Schmelztemperatur getränkt sind.

Die Ausbrenntemperatur darf lediglich nicht über diejenige Temperatur hinausgehen, bei welcher z. B. das als Dielektrikum verwendete Papier beginnt, sich zu zersetzen oder so zu verändern, daß es andere Isolationswerte annimmt. Daraus ergibt sich bei Verwendung von Papier als Kondensatordielektrikum eine Höchsttemperatur von 120⁰C für den Ausbrennvorgang.

Die bei höherer als Raumtemperatur vorausgebrannten Kondensatoren zeigen im Betrieb nicht nur bei Raumtemperatur eine gute Konstanz ihrer Isolationswerte, sondern auch dann, wenn sie bei höherer als Raumtemperatur benutzt werden und wenn sie sich zeitweilig erwärmen und wieder abkühlen. Auch die Isolationswerte selbst sind bei unter höherer Temperatur vorausgebrannten Wickeln höher als bei unter Raumtemperatur vorausgebrannten.

In weiterer Verfolgung der Erfindung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Kondensatoren zuerst wie üblich bei Raumtemperatur und danach nochmals bei erhöhter Temperatur auszubrennen. Man kann die Kondensatoren auch zwischen den beiden Ausbrennvorgängen einem Temperaturwechsel unterwerfen, derart, daß sie z. B. auf —40⁰C abgekühlt und danach auf +100⁰C erwärmt werden, wodurch die durch Ver-Schiebung der Dielektrikumsbänder gegeneinander entstehenden Fehlstellen durch das nochmalige Ausbrennen bei erhöhter Temperatur erfaßt und beseitigt werden.

Die zum Erfassen aller dieser Fehlstellen und ihrer richtigen Beseitigung erforderliche Energie ist beträchtlich. Sie kann nur dadurch aufgebracht werden, daß zum Vorausbrennen eine Spannung an den Kondensator angelegt wird, die höher ist als die für den normalen Betrieb zugelassene Spitzenspannung.

Wird das Ausbrennen nur bei erhöhter Temperatur vorgenommen, so ist dazu eine größere Energie erforderlich, als wenn nur bei gewöhnlicher Temperatur ausgebrannt wird. Wird dagegen zuerst bei gewöhnlicher Temperatur vorausgebrannt und dadurch schon ein Teil der Fehlstellen erfaßt, so kommt man bei nachfolgendem Ausbrennen bei erhöhter Temperatur mit geringerer Energie aus, als erforderlich wäre, wenn nur bei erhöhter Temperatur ausgebrannt würde.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Beseitigen oder Unschädlichmachen von in elektrischen Kondensatoren mit metallisierten Dielektrikumslagen vorhandenen elektrisch leitenden Fehlstellen durch Ausbrennen mittels elektrischer Stromstöße vor der Inbetriebnahme der Kondensatoren, dadurch gekenn zeichnet, daß das Ausbrennen bei zusätzlich von außen erhöhter, nicht aber die Zersetzungs- bzw. Schmelztemperatur des Dielektrikums oder des Tränkmittels überschreitender Temperatur erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren zuerst ohne zusätzliche Erwärmung und hierauf bei erhöhter Temperatur ausgebrannt werden.

3· Verfahren nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhöhte Temperatur so gewählt wird, daß sie wenig unter der Schmelztemperatur des verwendeten Kondensatortränkmittels liegt oder gleich der Schmelztemperatur des Tränkmittels ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: _:

Deutsche Patentschriften Nr. 695 905, 695169, 600, 582 670.

In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 943 141.