FI65003C - Kraftkondensator och saett foer dess framstaellning - Google Patents

Kraftkondensator och saett foer dess framstaellning Download PDF

Info

Publication number
FI65003C
FI65003C FI783506A FI783506A FI65003C FI 65003 C FI65003 C FI 65003C FI 783506 A FI783506 A FI 783506A FI 783506 A FI783506 A FI 783506A FI 65003 C FI65003 C FI 65003C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
capacitor
windings
film
neocaprate
benzyl
Prior art date
Application number
FI783506A
Other languages
English (en)
Other versions
FI783506A (fi
FI65003B (fi
Inventor
Bo Stenerhag
Original Assignee
Asea Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asea Ab filed Critical Asea Ab
Publication of FI783506A publication Critical patent/FI783506A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI65003B publication Critical patent/FI65003B/fi
Publication of FI65003C publication Critical patent/FI65003C/fi

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/20Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06
    • H01G4/22Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06 impregnated
    • H01G4/221Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06 impregnated characterised by the composition of the impregnant
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/20Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06
    • H01G4/22Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06 impregnated

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

ΓΓ-Ζ^-ΓΊ f_, KUULUTUSJULKAISU , _ Λ _ _ W (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 6 5 003 ^ (51) Ky.lk.3/lnt.ci.3 Η 01 G 4/22 SUOMI —FINLAND (21) PBMnttlhtkemui — Ptt*nt«n*öknlnf 703506 (22) H»k*ml*ptlvt — Anteknlnpd·! l6.11.78 (23) AlkupUvt—GIW|h«t»d»| l6.ll.78 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offsntllf 18.05.79
Patentti- ja rekisterihallitut Nihttvtkslpwc* j. kuuLjulksUun pvm.- 8,
Patent· och regitterstyreisen An*6kan uttagd och utl.skrlfMn publlcand J J
(32)(33)(31) Pysytty etuoikeus —Begirt prlorltet 17.11.77
Ruot s i -S ve ri ge (SE) 771298*1-9 (71) ASEA Aktiebolag, S-721 83 Västeris, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bo Stenerhag, Uppsala, Ruotsi-Sverige(SE) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Voimakondensaattori ja sen valmistusmenetelmä -Kraftkondensator och sätt för dess framställning
Voimakondensaattori koostuu normaalisti useista kondensaattoriele-menteistä eli ns. käämeistä. Nämä on kytketty sarjaan ja/tai rinnakkain, niin että saadaan halutut kondensaattoriominaisuudet.
Sarjaankytkettyjen käämien ryhmät on normaalisti eristetty toisistaan eristysainevälikkeillä, jolloin eristysaineena tavallisesti on paperi tai prespaani. Käämejä ympäröi normaalisti lisäksi yhteinen ulko-eristys, joka on samoin tavallisesti paperia tai prespaania ja joka eristää käämit kondensaattorisäiliöstä.
Kondensaattorielementti tai kondensaattorikäämi koostuu useista nauhakierroksista, joita yhdistävät metallifoliot, usein alumiinifoliot ja eristekerrokset, jotka usein ovat polymeerikalvoja, kuten polypropeenikalvoja ja selluloosapapereja. Kondensaattorikäämit kyllästetään kuivauksen jälkeen sopivalla dielektrisellä usein kloorattujen difenyylien seoksella, jotta kaikki kondensaattorikäämien ontot tilat saataisiin täytetyiksi ja hohto tukahdetuksi. Sinänsä on toivottavaa välttää selluloosapaperin käyttöä, koska tällaisen paperin käyttö heikentää kondensaattorin suorituskykyä · Vaikeimpia ongelmia sellaisten kondensaattorien valmistuksessa, joissa eristeenä 65003 käytetään pelkästään polymeerikalvoa, on käämien täydellisen kyllästyksen aikaansaaminen, niin että niihin ei jää onttoja tiloja.
Ongelmia vaikeuttavat lisäksi polymeerikalvojen yhteentarttuminen käämejä ja niiden eristystä kuivattaessa ja polymeerikalvojen paisuminen niiden joutuessa kosketukseen dielektrisen nesteen kanssa, mikä estää nesteen jatkuvaa sisääntunkeutumista. Nesteen sisään-tunkeutumisen helpottamiseksi on ehdotettu sellaisten metallifolioi-den ja polymeerikalvojen käyttöä, jotka eivät ole sileitä, vaan joissa on sisäänpainumia tai pinnan epätasaisuuksia, niin että käämien sisälle muodostuu nestekanavia. Käytännössä on kuitenkin jouduttu sijoittamaan aiemmin mainittu huokoinen, paperin muodostama kerros polymeerikalvojen viereen. Paperikerrokset toimivat tällöin sydäminä, jotka imevät dielektrisen nesteen käämin sisäosiin, niin että siellä olevat polymeerikalvot tulevat kyllästetyiksi. Paperi-kerrosten käyttö tekee kuivausprosessista hyvin aikaa vievän, jolloin se kestää useita päiviä matalassa paineessa ja korkeassa lämpötilassa. Prespaanin tai paperin käyttö käämien ympärillä olevassa eristyksessä pidentää osaltaan huomattavasti kuivausaikaa. Paperikerros-ten käyttö on tietysti myös epäkohta sen takia, että se määrätyn jännitteen ja kapasitanssin kohdalla merkitsee kondensaattorin ulkomittojen huomattavaa suurenemista.
Esillä olevan keksinnön mukaisesti on osoittautunut mahdolliseksi valmistaa voimakondensaattori, jonka käämit täytetään täydellisesti dielektrisellä nesteellä käyttämättä paperikerroksia polymeerikalvojen vieressä ja jossa kuivaus ja käämien kyllästys dielektrisellä nesteellä voi tapahtua lyhyessä ajassa ja alhaisessa lämpötilassa. Keksinnön mukaiseen tulokseen päästään käyttämällä polymeerikäIvon, dielektrisen nesteen ja eristyksen (ulkoeristyksen) erityistä aineyhdistelmää käämien eristämiseksi kondensaattorisäiliöstä.
Tarkemmin sanottuna esillä olevan keksinnön kohteena on voimakondensaattori, joka käsittää useita kondensaattorikäämejä, jotka kukin koostuvat metallifoliokerroksista ja polymeerikalvokerroksista ja jotka on sovitettu kondensaattorisäiliöön sekä eristetty tästä ulkoeristyksellä ja kyllästetty dielektrisellä nesteellä, jolla kon-densaattorisäiliö on täytetty, tunnettu siitä, että polymeerikalvo on polyolefiinikalvo, että dielektrinen neste on bentsyylineokapraat-tia sekä että ulkoeristys on huokoista ainetta, joka muodostuu toisiinsa sidotuista polyolefiinikuiduista. Bentsyylineokapraati 11a on 3 65003 kaava R2 - ? - C02 - CH2 - (o) R3 jossa R^, ja R^ ovat yhteensä 8 hiiliatomia sisältäviä alkyyli-ryhmiä.
Erityisesti suositellaan polymeerikalvoksi polypropeenikalvoa ja ulkoeristyksen huokoisen aineen polymeerikuiduiksi polypropeeni-kuituja tai polyeteenikuituja. Esimerkkejä polymeerikalvon muista käyttökelpoisista polyolefiineista ovat polyeteeni, eteeni ja propee-nin kopolymeraatit sekä polymetyylipenteeni ja polymeerikuiduissa eteenin ja propeenin kopolymeraatit sekä polymetyylipenteeni.
Ulkoeristyksen huokoinen aine on normaalisti arkin muodossa, ja se voi olla ns. "non-woven,,-kangasta. Se voi muodostua polymeerikuiduis-ta, jotka on suunnattu mielivaltaisesti yhdessä tasossa samalla tavoin kuin paperin selluloosakuidut tai jotka on suunnattu määrättyihin suuntiin ko. tasossa. Kuidut voidaan sitoa toisiinsa mm. mekaanisesti yhteenhuopautuksella tai sulattamalla tai jonkin liima-aineen avulla, kuten butadieenin ja akryylinitriilin kopolymeraa-tilla tai butadieenin ja styreenin kopolymeraatilla. Ulkoeristysai-neessa on läpimenevät huokoset, niin että se päästää helposti läpi kaasuja ja kosteutta kondensaattorisäiliön sisältöä evakuoitaessa ja sallii helposti dielektrisen nesteen läpikulun käämejä kyllästettäessä. Huokoisuus on 10-60, edullisesti 10-30 tilavuusprosenttia. Päinvastoin kuin selluloosapaperilla esillä olevan keksinnön mukaisella ulkoeristyksellä on hyvin vähäinen taipumus pidättää vettä, ja se voidaan helposti vapauttaa vedestä.
Esillä olevan keksinnön edullinen tulos johtuu huomattavassa määrin bentsyylineokapraatin ja polyolefiiniaineen yhteistoiminnasta kalvossa ja ulkoeristyksessä. Bentsyylineokapraatti tunkeutuu tehokkaasti käämien sisään osaksi pienen viskoosisuuden takia ja osaksi sen takia, etteivät polyolefiinikalvot paisu, ennen kuin neste on ehtinyt tunkeutua kalvojen väliin. Kun tällainen sisään-tunkeutuminen on tapahtunut, esiintyy paisumista, mutta se ei enää tällöin estä kyllästystä. Kalvosta tai ulkoeristyksestä ei liukene aineosia, jotka voivat vaikuttaa nesteeseen haitallisesti.
4 65003
Bentsyylineokapraatin yllä mainitun suotuisan sisääntunkeutumisen ansiosta voidaan esillä olevan keksinnön mukaisesti käyttää myös sileitä polyolefiinikalvoja. Samasta syystä on myös mahdollista valita kalvoja, joilla on sopiva paksuus, ja niin ollen kalvoja, jotka kestävät suuria rasituksia. Koska bentsyylineokapraatilla on hyvät hohto-ominaisuudet yhdistettynä suureen lujuuteen, tämän nesteen käytön ansiosta voidaan määrätyn eristeen ominaisuutta käyttää hyväksi, niin että se määrätyn paksuisena kestää suurempia rasituksia. Käämeillä on sopivasti täyttökerroin, joka on korkeintaan 90 % ja edullisesti 80-88 % teoreettisesti mahdollisesta arvosta, jotta varmistetaan nesteen sisääntunkeutuminen ilman käytännön vaikeuksia.
Dielektriseen nesteeseen voidaan sisällyttää lisäaineita, kuten stabilisaattoreja. Käyttökelpoisista stabilisaattoreista mainittakoon epoksiyhdisteet kuten bisfenoli A:n diglysidyylieetteri, 1-epoksi-etyyli-3,4-epoksisykloheksaani, styreenioksidi, 1,3-bis-(2,3-epoksi-propoksi)bentseeni ja di-2-etyyliheksyyli-4,5-epoksitetrahydro-ftalaatti. Stabilisaattorin määrä voi sopivasti olla 0,01-1 prosenttia nesteen painosta.
Kondensaattorikäämien ja kondensaattorisäiliön muun sisällön kuivaus saunoin kuin kyllästys bentsyylineokapraatilla tapahtuvat edullisesti huoneen lämpötilassa, mutta voivat myös tapahtua hieman alemmissa tai hieman korkeammissa lämpötiloissa. Lämpötila saa kuitenkin olla korkeintaan 70°C kuivauksen aikana. Nesteen ja eristeen lämpötila saa olla korkeintaan 50°C kyllästyksen aikana. Kun nyt voidaan käyttää näin alhaista lämpötilaa, vältytään täysin käämien polymee-rikalvojen yhteentakertumiselta ja lisäksi myös siltä vaaralta, että bentsyylineokapraatti aiheuttaisi polymeerikäIvojen paisumista, ennen kuin neokapraatti on ehtinyt tunkeutua sisään ja kyllästää käämejä täysin. Kuivauksen ja kyllästyksen aikana ulkoeristys sallii, kuten jo mainittiin, kaasujen ja vastaavasti dielektrisen nesteen läpikulun ilman, että nesteeseen luovutetaan vettä.
Keksintöä selitetään seuraavassa lähemmin suoritusesimerkin avulla viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää esillä olevan keksinnön mukaista selluloosatonta kondensaattoria kohtisuorana leikkauksena kondensaattorin pituussuuntaa vastaan ja kuvio 2 leikkausta metallifolioista ja polymeerikalvosta koostuvasta nauhasta, 5 65003 jota käämi sisältää useita kierroksia.
Kuvion 1 mukaisessa kondensaattorissa on käämejä merkitty viitenumerolla 10. Käämien kukin kierros muodostuu kuvion 2 mukaisesti kahdesta alumiinifoliosta 11 ja 12 sekä neljästä polypropeenikalvosta 13, 14, 15 ja 16. Kunkin alumiinifolion paksuus on 5-10 ^um ja kunkin polypropeenikalvon paksuus 10-20 ^,um. Kuviosta 2 käy ilmi, että folio 11 on vedetty sisään nauhan toiselta reunalta 17 ja folio 12 nauhan toiselta reunalta 13. Valmiissa kondensaattorikää-missä on sen tähden tavanomaiseen tapaan vapaat reunat päädyissä, jolloin vältytään elektrodien välisiltä läpilyönneiltä. Elektrodien väliset läpilyönnit nauhan alku- ja loppupäässä estetään sopivasti sijoittamalla väliin erillisiä polymeerikalvoja tai leikkaamalla toinen folio hieman siirretysti toisen folion suhteen.
Viereisten kondensaattorikäämien väliin on sovitettu välike 20, joka koostuu kahdesta kerroksesta 25 ^,um paksua polypropeenikalvoa.
Kuviossa 1 on esitetty vain kaksi tällaista välikettä. Puolet kondensaattorielementeistä on kytketty keskenään rinnakkain ryhmäksi 21 ja jäljellä olevat kondensaattorielementit on kytketty rinnakkain toiseksi ryhmäksi 22. Nämä kaksi ryhmää on kytketty sarjaan keskenään. Ne on eristetty toisistaan välikkeellä 23, joka koostuu neljästä kerroksesta 25 ^um paksua polypropeenikalvoa. Kussakin ryhmässä on kunkin käämin toiselle sivulle ulkoneva folio kytketty varok-keen 24 välityksellä kokoomakiskoon 25 ja vastaavasti 26. Kummankin kokoomakiskon alle on sovitettu polypropeenikalvoliuska 27 ja vastaavasti 28. Kokoomakisko 25 on yhdistetty läpiviennin 29 kärkeen 30. Vastaavasti koontikisko 26 on yhdistetty toisen samanlaisen, esittämättä jätetyn läpiviennin kärkeen. Käämien takasivulla on kunkin käämin takasivulle ulkoneva folio yhdistetty ryhmien yhteiseen, esittämättä jätettyyn kokoomakiskoon. Käämipakettia ympäröi joka puolella, siis myös esitetyllä etusivulla ja esittämättä jätetyllä takasivulla, ulkoeristys 32, joka eristää paketin kondensaattorisäi-liöstä 31. Ulkoeristys koostuu 10 kerroksesta 68 ^um paksua, arkki-maista, huokoista, polynropeenikuituainetta, jossa kuituja pidetään koossa ilman sideainetta, (esim. Wibril E 1488, valmistaja The Kendall Company, USA).
Käämien ja kondensaattorin muun sisällön kuivauksen aikana aukko 33 on liitetty tyhjöpumnpuun, jolloin pumpun paine on esim. 8 Pa.
65003
Kuivausaika voi olla esim. 12 tuntia. Kondensaattori voidaan tällöin pitää huoneen lämpötilassa. Kuivauksen päätyttyä lisätään bent-syylineokapraattia, joka sisältää 0,3 paino-% 1-epoksietyyli-3,4-epoksisykloheksaanin muodostamaa stabilisaattoria, aukon 33 kautta 5 tunnin ajan ja samalla kuivattua kondensaattoria pidetään jatkuvasti mainitun tyhjön alaisena. Yhteyttä nestelähteeseen ylläpidetään vielä 15 tunnin ajan.
Kondensaattori saadaan tällöin kokonaan täytetyksi ja sen käämit täysin kyllästetyiksi bentsyylineokapraatilla. Bentsyylineokapraat-tia lisättäessä voidaan sekä kondensaattori että neokapraatti edullisesti pitää huoneen lämpötilassa. Aukon 33 sulkemisen jälkeen kondensaattoria lämpökäsitellään ainakin 8 tunnin ajan lämpötilassa 90°C, jotta varmistetaan, että kaikki kondensaattorissa mahdollisesti olevat kaasumaiset aineet liukenevat täysin nesteeseen.

Claims (4)

7 65003
1. Voimakondensaattori, joka käsittää useita kondensaattorikääme-jä, jotka kukin koostuvat metallifoliokerroksista ja polymeerikalvo-kerroksista ja jotka on sovitettu kondensaattorisäiliöön sekä eristetty tästä ulkoeristyksellä ja kyllästetty dielektrisellä nesteellä, jolla kondensaattorisäiliö on täytetty, tunnettu siitä, että polymeerikalvo on polyolefiinikalvo, että dielektririen neste on bentsyylineokapraattia sekä että ulkoeristys on huokoista ainetta, joka muodostuu toisiinsa sidotuista polyolefiinikuiduista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen voimakondensaattori, tunnet-t u siitä, että polyolefiinikalvo on polypropeenikalvo ja polyole-fiinikuidut ovat polypropeeni- tai polyeteenikuituja.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen voimakondensaattorin valmistusmenetelmä, tunnettu siitä, että kondensaattorikäämejä valmistetaan käämimällä metallifoliota ja polyolefiinikalvoa, että kondensaattorikäämit ympäröidään ulkoeristyksellä,joka koostuu huokoisesta polyolefiinikuituaineesta, ja sijoitetaan kondensaattori-säiliöön, että kondensaattorikäämit kuivataan evakuoimalla kondensaattorisäiliö korkeintaan 70°C:n lämpötilassa, edullisesti huoneen lämpötilassa, ja että kondensaattorikäämit kyllästetään ja kondensaattorisäiliö täytetään bentsyylineokapraatilla polymeerikalvon ja bentsyylineokapraatin ollessa korkeintaan 50°C:n lämpötilassa, edullisesti huoneen lämpötilassa.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kondensaattorille suoritetaan, kun se on täytetty bentsyylineokapraatilla ja suljettu, lämpökäsittely, jolla varmistetaan, että kaikki mahdollisesti esiintyvät kaasumaiset aineet liukenevat täysin bentsyylineokapraattiin.
FI783506A 1977-11-17 1978-11-16 Kraftkondensator och saett foer dess framstaellning FI65003C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7712984A SE408974B (sv) 1977-11-17 1977-11-17 Kraftkondensator och sett for dess framstellning
SE7712984 1977-11-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI783506A FI783506A (fi) 1979-05-18
FI65003B FI65003B (fi) 1983-10-31
FI65003C true FI65003C (fi) 1984-02-10

Family

ID=20332896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI783506A FI65003C (fi) 1977-11-17 1978-11-16 Kraftkondensator och saett foer dess framstaellning

Country Status (4)

Country Link
DE (1) DE2848180A1 (fi)
FI (1) FI65003C (fi)
GB (1) GB2009509B (fi)
SE (1) SE408974B (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4467397A (en) * 1981-08-18 1984-08-21 Westinghouse Electric Corp. Multi-section power capacitor with all-film dielectric
US4813116A (en) * 1981-08-18 1989-03-21 Westinghouse Electric Corp. Method of making a multi-section power capacitor with all-film dielectric
US4480286A (en) * 1982-01-25 1984-10-30 Sangamo Weston, Inc. Capacitor case insulation and method of installation
GB2378320B (en) * 1998-05-26 2003-04-02 Gen Electric Thixotropic dielectric fluid for capacitors

Also Published As

Publication number Publication date
SE408974B (sv) 1979-07-16
GB2009509B (en) 1982-02-10
SE7712984L (sv) 1979-05-18
DE2848180A1 (de) 1979-05-23
FI783506A (fi) 1979-05-18
FI65003B (fi) 1983-10-31
GB2009509A (en) 1979-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0048567B1 (en) Modified round roll capacitor
US3077514A (en) Power cables
US3987348A (en) Partially impregnated capacitor
DE3125762A1 (de) Elektrisches isolieroel und oelgefuellte elektrische vorrichtung
FI65003C (fi) Kraftkondensator och saett foer dess framstaellning
US2549770A (en) Electrical condenser
FI77741C (fi) Kraftkondensator.
US3484664A (en) Electrical capacitors
US2307488A (en) Electric capacitor
US3594489A (en) Extra high voltage cables
JPH0463483B2 (fi)
US3508128A (en) Series-connected capacitor sections
US3093775A (en) Series wound capacitor
US3362861A (en) Method of making electrical insulation of wound layers of paper and dry resin film
US3970904A (en) Impregnated capacitor and method of manufacture
US4037298A (en) Method of making a partially impregnated capacitor
US3522496A (en) Combination capacitor having a porous dielectric strip between a metallized dielectric strip and a foil strip electrode
US2018522A (en) Electrolytic condenser
GB1033816A (en) Improvements in or relating to electrical capacitors
KR102611469B1 (ko) 커패시터의 제조방법
US4262322A (en) Impregnated electric capacitor
US3854182A (en) Process for manufacturing electrical condensers
GB2111749A (en) Improvements in or relating to a power capacitor
JPH0160929B2 (fi)
ES2234742T3 (es) Procedimiento de fabricacion de una lamina compuesta y lamina compuesta fabricada conforme a este.

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: ASEA AB