DE975866C

DE975866C - Self-healing AC electrical capacitor

Info

Publication number: DE975866C
Application number: DEB13805A
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Ing Maylandt; Hermann Dipl-Ing Straeb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1951-02-18
Filing date: 1951-02-18
Publication date: 1962-11-08

Description

Selbstausheilender elektrischer Wechselspannungskondensator Die Erfindung hat einen elektrischen Wechselspannungskondensator zum Gegenstand mit mindestens einer metallischen Belegung, welche auf ein bandförmiges Dielektrikum aufgedampft und so dünn ist, daß das Belagmetall bei einem Durchschlag um die Durchschlagstelle herum wegbrennt, und der mit einem Zusatzdielektrikum getränkt ist.Self-healing AC electrical capacitor. The invention has an electrical alternating voltage capacitor as its object with at least a metallic coating, which is vapor-deposited onto a strip-shaped dielectric and is so thin that the covering metal around the point of penetration in the event of a breakdown burns away around, and which is soaked with an additional dielectric.

Ein derartiger, unter Verwendung von Papier als Dielektrikum hergestellter Kondensator ist nicht ionisierungsfrei, sein Verlustfaktor steigt vielmehr mit zunehmender Spannung an. Es ist dies darauf zurückzuführen, daß an den Spitzen und Kanten der auf die poröse, unebene Papieroberfläche aufgedampften metallischen Belegungen so hohe Feldstärken auftreten, daß das Tränkmittel ionisiert und die Lebensdauer der Kondensatoren verkürzt wird. Dies ist um so mehr der Fall, je feinkörniger die aufgedampften Metallschichten sind und je besser daher die Unebenheiten der Papieroberfläche durch die aufgedampften Metallschichten abgebildet werden. Durch einen von der Metallisierung auf die Papieroberfläche aufgebrachten glättenden Überzug aus Lack gelangt man zwar zu einem spitzenfreien Metallbelag und damit zu einem weitgehend ionisierungsfreien Metallpapierkondensator. Das Lackieren des Kondensatorpapiers muß aber in einem besonderen Arbeitsgang vorgenommen wer-und verteuert die Kondensatoren wesentlich.Such a one made using paper as the dielectric Capacitor is not ionization-free; rather, its loss factor increases with increasing Voltage on. This is due to the fact that at the tips and edges of the on the porous, uneven paper surface vaporized metallic coverings like this high field strengths occur that the impregnating agent ionizes and the life of the Capacitors is shortened. This is all the more the case, the finer-grained the vapor-deposited Metal layers are, and therefore the better, the unevenness of the paper surface through the vapor-deposited metal layers are imaged. By one of the metallization A smooth coating of varnish applied to the paper surface can be reached to a point-free metal coating and thus to a largely ionization-free one Metal paper capacitor. The painting of the capacitor paper must be done in one special operation is carried out and the capacitors are significantly more expensive.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Glättung der durch die Papierfasern bedingten Unebenheiten durch den Metallbelag selbst zu bewirken. Dies wird dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung die metallische Belegung aus einer grobkörnigen Zinkschicht mit einer Korngröße von mindestens ioo m#x besteht. Durch derartig grobkörnige Schichten werden die Unebenheiten in der Papieroberfläche weitgehend abgedeckt oder zumindest mit wesentlich größeren Krümmungsradien abgebildet als mit feinkörnigen Metallschichten.The invention is based on the task of smoothing the by the To bring about unevenness caused by paper fibers through the metal covering itself. this is achieved in that according to of the invention, the metallic coating consists of a coarse-grained zinc layer with a grain size of at least 100 m # x. Such coarse-grained layers remove the unevenness in the paper surface largely covered or at least shown with significantly larger radii of curvature than with fine-grain metal layers.

An sich ist die Verwendung von silberglänzenden und blauglänzenden Zinkschichten für selbstausheilende Kondensatoren mit Vor- und Nachteilen schon erörtert worden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß durch die Verwendung von grobkörnigen Zinkschichten mit einem Korngrößendurchmesser von mindestens ioo m#t infolge ihrer Grobkörnigkeit eine Verbesserung des Verlustfaktors bei Wechselspannungskondensatoren erzielt wird.In itself is the use of shiny silver and shiny blue Zinc layers for self-healing capacitors with advantages and disadvantages been discussed. The invention is based on the knowledge that by using of coarse-grained zinc layers with a grain size diameter of at least 100 m # t an improvement in the dissipation factor in AC capacitors due to their coarseness is achieved.

Als feinkörnige Zinkschichten sind demgegenüber solche mit einem Korngrößendurchmesser von 20 mu anzusehen.In contrast, fine-grain zinc layers are those with a grain size diameter from 20 mu to view.

Ein gewisser Nachteil grobkörniger Metallschichten besteht darin, daß sie weniger gut ausbrennen als feinkörnige Metallschichten. Dieser Nachteil kann aber dadurch vermieden werden, daß die metallischen Belegungen eines Kondensators aus zwei übereinanderliegenden Metallschichten hergestellt werden, von denen die eine z. B. aus einer grobkörnigen, blauglänzenden und die andere aus einer feinkörnigen, silberglänzenden Zinkschicht besteht.A certain disadvantage of coarse-grained metal layers is that that they burn out less well than fine-grained metal layers. This disadvantage but it can be avoided that the metallic coatings of a capacitor are made of two superimposed metal layers, of which the a z. B. from a coarse-grained, shiny blue and the other from a fine-grained, shiny silver zinc layer.

In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand dargestellt, und zwar zeigt Fig. i den Aufbau eines Kondensators mit grobkörnigem Metallbelag in schematischer Darstellung und Fig. 2 zwei Kurven, durch welche die Abhängigkeit des Verlustfaktors tg ö von mit Öl getränkten, selbstausheilenden Kondensatoren von der Feldstärke E und von der Korngröße der aufgedampften Metallschichten unter sonst gleichen Bedingungen veranschaulicht ist.In the figures, the subject of the invention is shown, namely Fig. i shows the structure of a capacitor with a coarse-grained metal coating in a schematic manner Representation and FIG. 2 two curves through which the dependence of the loss factor tg ö of oil-soaked, self-healing capacitors of the field strength E and the grain size of the vapor-deposited metal layers under otherwise identical conditions is illustrated.

Nach Fig. i ist ein Papierband io ohne glättende Zwischenschicht unmittelbar mit einem durch Aufdampfen hergestellten blauglänzenden Zinkbelag i i mit einer Korngröße von ioo ml, versehen'. Ein weiteres Papierband 2o mit einem ebenfalls unmittelbar aufgedampften blauglänzenden Zinkbelag 21 ist mit dem Band io zu einem Wickelkondensator verarbeitet, dessen Dielektrikum also aus den Papierbändern io und 2o und dessen Metallbeläge aus den Zinkschichten ii und 2r bestehen.According to FIG. I, a paper tape 10 without a smoothing intermediate layer is immediately with a shiny blue zinc coating i i with a Grain size of 100 ml "provided". Another paper tape 2o with one too immediately vapor-deposited blue glossy zinc coating 21 is one with the band io Processed wound capacitor, the dielectric of which is therefore made from the paper tapes io and 2o and its metal coatings consist of zinc layers ii and 2r.

Von den in Fig. 2 enthaltenen Kurven stellt die Kurve i den Verlauf des Verlustfaktors eines Kondensators dar, dessen Metallbeläge aus silberglänzenden Zinkschichten mit einer Korngröße von 20 Mit bestehen, und Kurve :2 den Verlauf des Verlustfaktors eines Kondensators, dessen Metallbeläge aus einer blauglänzenden Zinkschicht mit einer Korngröße von ioo m#t bestehen. In beiden Fällen sind die Metallschichten unmittelbar auf das Dielektrikum aufgedampft. Wie aus den Kurven zu entnehmen ist, nimmt der Verlustwinkel bei konstanter Feldstärke mit zunehmender Korngröße der Metallschicht derart ab, daß z. B. bei einer Feldstärke von 24.o kV/cm der Verlustfaktor eines Kondensators mit blauglänzenden Zinkschichten als Metallbelägen nicht einmal halb so groß ist wie derjenige eines Kondensators, dessen Metallbeläge aus silberglänzenden Zinkschichten bestehen.Of the curves contained in FIG. 2, curve i represents the course the dissipation factor of a capacitor, the metal coverings of which are made of shiny silver Zinc layers with a grain size of 20 with exist, and curve: 2 the course the dissipation factor of a capacitor, the metal coverings of which consist of a shiny blue Zinc layer with a grain size of 100 m # t exist. In both cases they are Metal layers vapor-deposited directly onto the dielectric. Like out of the curves it can be seen that the loss angle increases with constant field strength Grain size of the metal layer in such a way that, for. B. at a field strength of 24.o kV / cm the loss factor of a capacitor with shiny blue zinc layers as metal coatings is not even half the size of that of a capacitor, the metal coverings of which consist of shiny silver zinc layers.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electrical AC capacitor with at least a metallic coating, which directly on a band-shaped dielectric vapor-deposited and so thin that the covering metal in the event of a breakdown around the breakdown point burns away around, and which is impregnated with an additional dielectric, characterized in that that the metallic coating consists of a coarse-grained zinc layer with a grain size diameter consists of at least ioo m # x.

2. Capacitor according to claim i, characterized in that the coatings of the capacitor are made of two superimposed metal layers, one of which consists of a coarse-grained (grain size at least 100 m # t) and the other of a fine-grained metal layer. Documents considered: German Patent No. 701 65o; ETZ 7o (1949) 9 , pp. 287 to 2 9 3. Older patents considered: German Patent No. 974 8.4q ..