DEP0023211DA - Elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

Als Dielektrikum von elektrischen Kondensatoren sind gewisse Kunststoffe mit ihren außerordnentlich geringen Verlustfaktoren bekanntlich besonders geeignet. Derartige Kunststoffe sind z.B. Polystyrol und Triacetatzellulose. Es wurden daher auch schon Kondensatoren hergestellt, welche z.B. aus Polystyrolbändern mit im Vakuum als dünne Niederschläge aufgedampften metallischen Belegungen gewickelt waren. Bei derartigen Kondensatoren brennen bei einem Durchschlag die Belegungen an der Durchschlagstelle weg, nach dem Ausbrennen weisen sie aber eine gewisse Leitfähigkeit auf, die einen dauernden fließenden Kriechstrom und eine dadurch verursachte starke Erhitzung an der Durchschlagstelle zur Folge hat. Es wurde daher schon vorgeschlagen, die Polystyrolbänder vor ihrer Metallisierung mit einer Lackschicht zu versehen, welche bei Durchschlägen Gase und nichtleitende Rückstände bildet, aber auch damit waren die vorhandenen Schwierigkeiten nicht ganz zu beheben. Eine wesentliche Verbesserung der Ausbrennfähigkeit und damit der Betriebssicherheit ergab sich dagegen bei einem Kondensator, der gemäß der Erfindung aus doppelseitigem lackierten und metallisierten Bändern eines Kunststoffes mit kleinstem Verlustfaktor hergestellt ist. Außer den bereits erwähnten Polystyrolbändern können z.B. auch Triacetatzellulosefolien Verwendung finden, welche ähnliche dielektrische Eigenschaften haben wie das Polystyrol.

Ein gemäß der Erfindung aufgebauter Kondensator, welcher darüber hinaus auf Grund der neuzeitlichen Entwicklung im Kondensatorenbau eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung erfahren hat, ist i der Figur schematisch in gegenüber der Wirklichkeit stark ver- zerrten Größenverhältnissen dargestellt. Nach der Figur bilden beispielsweise zwei Bänder 1 und 1a aus Polystyrol, die unter der Bezeichnung Styroflexbänder bekannt sind, das Dielektrikum eines Wickelkondensators. Die Bänder sind auf beiden Seiten mit einer dünnen Schicht 2 von Aceto-Butyratlack versehen, auf welche ebenfalls sehr dünne Cadmiumschichten 3 und 4 aufgedampft sind. Die Metallisierung mit Cadmium auf einer Butyratlackunterlage bietet eine Gewähr dafür, dass der Kondensator auch bei besonders ungünstigen Betriebsbedingungen nicht schmort und infolge niederohmiger Leitfähigkeit ausfällt. Versuche haben ergeben, dass bei doppelseitiger Lackierung und Metallisierung der Styroflexbänder sich wesentlich saubere Ausbrennstellen ergeben als bei einseitiger Lackierung und Metallisierung. Die Lackschichten haben nämlich eine rasche Löschung der Durchschlaglichtbögen zur Folge, während durch die doppelseitige Metallisierung die Kondensation der beim Durchschlag entstehenden Metalldämpfe auf der Rückseite der dielektrischen Bänder vermieden wird.

Die doppelseitige Metallisierung bringt aber noch weitere Vorteile mit sich. Bekanntlich ist es unvermeidlich, dass Kondensatorwickel zwischen den aufgewickelten Bändern Lufträume enthalten, welche beispielsweise durch Tränken mit einem Zusatzdielektrikum ausgefüllt werden können. Bei Verwenduung mit einem Zusatzdielektrikum ausgefüllt werden können. Bei Verwendung doppelseitiger metallisierter Dielektrikumsbänder ist das Tränken nicht mehr erforderlich, weil in diesem Fall die Lufteinschlüsse in einem feldfreien Raum liegen- Wird jedoch auf eine Beseitigung der Lufteinschlüsse Wert gelegt, so ist diese durch Anwendung eines an sich bekannten Wärmebehandlungsverfahren ermöglicht, welches eine Entstreckung der Styroflexbänder und eine damit verbundene Verdichtung der Kondensatorwickler und Austreibung der Lufteinschlüsse zur Folge hat.

Die doppelseitige Metallisierung der Dielektrikumsbänder ist auch deshalb vorteilhaft, weil sie das Vorausbrennen der schwachen Stellen des Dielektrikums von dem Wickeln der Kondensatoren ermöglicht. Dabei werden die schwachen Stellen mit größerer Sicherheit ausgebrannt, als wenn das Ausbrennen erst an fertigen Wickeln vorgenommen wird. Um dabei die erforderlichen Energien klein zu halten, ist es zweckmäßig, die Metallisierung 4, auf der Rück- seite der dielektrischen Bänder in geringerer Stärke vorzunehmen als die Metallisierung 3 auf der Vorderseite oder der Rückseite nicht durchgehend, sondern mit Unterbrechungen beispielsweise in Form von schmalen Streifen zu metallisieren.

Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, sind die beiden Styroflexbänder im Wickel so angeordnet, dass auf jeder Stirnseite des Wickels die Ränder je einer Belegung übersehen (es handelt sich dabei um etwa 0,5 mm). Außerdem sind die Metallbeläge 3 an diesen Rändern 3' gegenüber der übrigen Metallisierung verstärkt. Diese beiden Maßnahmen haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen, um eine sichere Kontaktgebung der einzelnen Windungen des Kondensators mit auf den Stirnseiten aufgespritzten Anschlussbrücken 5 auf einfache Weise zu gewährleisten. Durch die verstärkte Metallisierung der Ränder wird zudem die Stromstoßfestigkeit der Kondensatorwickel wesentlich verbessert. Um einen Kurzschluss zwischen den beiden belegen zu verhindern, ist der nicht zum Anschluss verwendete Rand jeder Belegung metallfrei gehalten.

Kondensatoren mit den im vorstehenden beschriebenen Merkmalen haben besonders hervorragende Eigenschaften. Ausschlaggebend ist dabei die Verwendung von Kunststofffolie mit kleinstem Verlustfaktor für das Dielektrikum und die doppelseitige Lackierung und Metallisierung, welche ein einwandfreies und sauberes Ausbrennen der schwachen Stellen des Dielektrikums zur Folge haben, wodurch eine hohe Betriebssicherheit auf die Dauer gewährleistet ist.

Claims (12)

1. Kondensator mit bandförmigem, metallisiertem Dielektrikum, dessen Belegung bei einem Durchschlag um die Durchschlagstelle herum wegbrennen, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens zwei doppelseitig lackierten und metallisierten Bändern aus Kunststoffen mit kleinstem Verlustfaktor hergestellt ist.

2. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Bänder aus Polystyrol bestehen.

3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Bänder aus Triacetatzelleulose bestehen.

4. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den dielektrischen Bändern und den Metallschichten eine Schicht von Aceto-Butyratlack vorgesehen ist.

5. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisierten Bänder im Kondensator gegeneinander versetzt angeordnet sind.

6. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Bänder an ihren überstehenden Rändern verstärkt metallisiert sind.

7. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht zum Anschluss bestimmte Seite der Dielektrikumsbänder dünner metallisiert ist als die andere.

8. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht zum Anschluss bestimmte Seite der Metallisierung der Dielektrikumsbänder metallfreie Zwischenräume aufweist.

9. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht zum Anschluss verwendeten Ränder der Dielektrikumsbänder metallfrei gehalten werden.

10. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die metallisierten Dielektrikumsbänder vor dem Wickeln der Kondensatoren vorausgebrannt sind.

11. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung der lackierten Dielektrikumsbänder aus aufgedampften Cadmium besteht.

12. Kondensator nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die fertigen Wickel durch eine an sich bekannte Wärmebehandlung verdichtet sind.