JP2002190423A - コンデンサ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電体フィルムと端部を折り曲げた導電箔と
を交互に重ね合わせ、これを巻回して形成したコンデン
サ素子において、誘電体と導電箔の各層間の絶縁油の流
通性が良く、高耐電圧・高品質のコンデンサ素子を提供
すること。 【解決手段】 端部を折り曲げた導電箔２、４と誘電体
フイルム３ａ、３ｂとを交互に重ね合わせて巻回してコ
ンデンサ素子に形成する際、折り曲げ端部２ａ、４ａの
ある導電箔２、４の折り曲げ端部２ａ、４ａを除く平滑
面に含油率の高い紙シートを５ａ、５ｂ又は表面に金属
膜を形成した含油率の高い紙シートを挿入し、折り曲げ
端部２ａ、４ａと誘電体フイルム３ａ、３ｂとの間に紙
シートを５ａ、５ｂを介して多くの絶縁油を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体フィルムと
導電箔とを巻回して形成したコンデンサ素子に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】送配電系統の無効電力調整、インダクタ
ンス負荷の力率改善、交直流系統の高調波フィルタ回路
などに使用される電力用コンデンサは、所要数のコンデ
ンサ素子をそれぞれ適宜に結線し、絶縁油を充填した金
属製の容器内に収納して構成されている。そしてコンデ
ンサ素子は、通常、ポリプロピレンなどのプラスチック
フイルムからなる誘電体フィルムとアルミニウムなどか
らなる導電箔とを交互に重ね合わせ、これを巻回して形
成されている。この場合、導電箔をそのまま誘電体に重
ねて巻回すると、導電箔の端縁が尖端部となり、その尖
端部に電界が集中し部分放電が発生しやすい。そこでこ
の電界集中を緩和するために、導電箔の端部の数ｍｍ程
度を折り曲げて端縁部にまるみを付けて電界緩和処理を
行なう場合がある。

【０００３】図３は、このような導電箔の端部を折り曲
げて電界緩和処理したコンデンサ素子の概略の構成を示
す斜視図である。コンデンサ素子１は、ポリプロピレン
等の誘電体フィルム３ａに一方のコンデンサ電極となる
アルミニウム等の導電箔２を、その導電箔２にポリプロ
ピレン等の誘電体フィルム３ｂを、その誘電体フィルム
３ｂに他方のコンデンサ電極となるアルミニウム等の導
電箔４をと、誘電体フィルム３ａおよび３ｂと導電箔２
および４とを交互に重ね合わせて巻回し、巻回後空気抜
きプレスして完成されている。

【０００４】それぞれの導電箔２および４は、互いに反
対側に位置する一方の端部２ａおよび４ａが電界を緩和
する目的で折り曲げられており、この折り曲げ端部２ａ
および４ａの反対側の端部２ｂおよび４ｂは、端子を接
続するために誘電体フィルム３ａ、３ｂから突出してい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
導電箔の端部を折り曲げて巻回したコンデンサ素子１
は、数多くの試験により折り曲げた端部２ａ、４ａにお
ける部位が折り曲げのない他の部位よりも低い電圧で絶
縁破壊することが判明した。その理由は、図４（図３の
Ａ−Ａ′の拡大断面）に示すように折り曲げた端部２
ａ、４ａがコンデンサ素子１の厚み方向に重なり、巻回
後のプレス圧が折り曲げのない他の部位よりもきつくか
かり、絶縁油を含浸した際、折り曲げた部位の含油率が
低く（１〜２％と考えられている。）、絶縁破壊の根本
となる絶縁油中の放電現象が発生しやすいためと考えら
れる。

【０００６】本発明は、上記の実情に鑑みなされたもの
で、誘電体フィルムと端部を折り曲げた導電箔とを交互
に重ね合わせ、これを巻回して形成したコンデンサ素子
において、誘電体と導電箔の各層間の絶縁油の流通性が
良く、耐電圧の高い安定した品質のコンデンサ素子を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る本発明
は、誘電体フィルムと端縁部を折り曲げ処理した導電箔
とを交互に重ね合わせて巻回してなるコンデンサ素子に
おいて、前記導電箔と前記誘電体フィルムとの間に前記
導電箔の折り曲げ処理部を外して含油率の高い紙シート
を挿入してなることを特徴とする。

【０００８】請求項２に係る本発明は、誘電体フィルム
と一方の端縁部を折り曲げ処理した導電箔とを交互に、
前記導電箔の他方の端縁部を前記誘電体フィルムから突
出させて重ね合わせて巻回してなるコンデンサ素子にお
いて、前記導電箔と前記誘電体フィルムとの間に前記導
電箔の折り曲げ処理部を外して前記誘電体フィルム側に
位置する表面に金属膜を形成した含油率の高い紙シート
を挿入してなることを特徴とする。

【０００９】本発明では、誘電体フィルムと端縁部を折
り曲げ処理した導電箔とを交互に重ね合わせて巻回する
際、導電箔の折り曲げ側で折り曲げ部のない平滑面に、
例えば導電箔の厚みとほぼ同程度の厚みを有するクラフ
ト紙などの含油率の高い紙シートを重ね、これを巻回し
てコンデンサ素子を形成する。この紙シートの挿入によ
り、巻回後のプレス圧が折り曲げ部位に集中してかかる
ことがなくなり、かつ導電箔と誘電体フィルムとの間に
充分な絶縁油の流通路が形成され、導電箔の折り曲げ端
部と誘電体フィルムとの間に多くの絶縁油を供給するこ
とができ、折り曲げた部位の放電現象の発生電圧を高め
ることができる。

【００１０】また、含油率の高い紙シートの誘電体フィ
ルム側に位置する表面に金属膜を形成しておくと、この
金属膜と導電箔とを同電位とすることができ、この場
合、折り曲げた部位の放電現象の発生電圧を高めるとと
もに、紙シートの挿入による誘電体損失の増大を抑制す
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１および図２を参照して説明する。図１は本発明
の一実施の形態に係るコンデンサ素子の構成を示す拡大
断面図、図２は本発明の他の実施の形態に係るコンデン
サ素子の構成を示す拡大断面図である。なお、図３およ
び図４に示す従来のコンデンサ素子と対応する部分には
同一の符号を付している。

【００１２】図１に示す実施の形態に係るコンデンサ素
子は、図３に示すコンデンサ素子と同様にポリプロピレ
ン等の誘電体フィルム３ａに端部２ａを折り曲げたアル
ミニウム等の導電箔２を、その導電箔２にポリプロピレ
ン等の誘電体フィルム３ｂを、その誘電体フィルム３ｂ
に端部４ａを折り曲げたアルミニウム等の導電箔４を
と、誘電体フィルム３ａおよび３ｂと導電箔２および４
とを交互に重ね合わせて巻回して形成しているが、巻回
の際、導電箔２および４の折り曲げ端部２ａおよび４ａ
と重ならない幅寸法の、誘電体フィルム３ａ、３ｂの含
油率（平面部で７〜８％程度）よりも大幅に高いクラフ
ト紙（クラフト紙の含油率は通常４０〜６０％）からな
る紙シート５ａ、５ｂを、導電箔２および４の折り曲げ
側で折り曲げ部のない平滑面上に重ね、この紙シート５
ａ、５ｂとともに巻回して形成している。

【００１３】紙シート５ａ、５ｂの厚さは適宜であって
よいがこの実施の形態では導電箔２および４の厚みとほ
ぼ同じ厚さとし、コンデンサ素子の寸法の増大を抑制し
ている。なお、厚さを変更することによって折り曲げ部
位のプレス圧力、含油量を調整することができる。ま
た、クラフト紙に限られるものでなく含油率の高い紙で
あればよい。

【００１４】以上のように形成したコンデンサ素子は、
従来と同様の巻回後のプレス圧をかけても、その圧力が
折り曲げ部位にきつくかかることがなくなり、また、導
電箔の平滑面に誘電体フィルムが密着することがなく、
導電箔と誘電体フィルムとの間に充分な絶縁油の流通路
が形成される。これにより導電箔の折り曲げ端部と誘電
体フィルムとの間に多くの絶縁油を供給することがで
き、折り曲げた部位の放電現象の発生電圧を高めること
ができる。

【００１５】ところで、導電箔２および４間に紙シート
５ａ、５ｂを挿入すると、紙は誘電体フィルムに比し誘
電体損失（ｔａｎδ）が大きく、コンデンサの温度が高
くなりその対策を考慮しなければならない場合がある。
この場合、図２に示すように挿入する紙６ａ、６ｃの表
面に金属膜６ｂ、６ｄを形成し、この金属膜６ｂ、６ｄ
をそれぞれの導電箔２および４と同電位に固定する。

【００１６】すなわち、図２に示す他の実施の形態で
は、前記の実施の形態で挿入したクラフト紙などの含油
率の高い紙シート６ａ、６ｃの表面にアルミニウムなど
の金属を蒸着して金属膜６ｂ、６ｄを形成し、コンデン
サ素子の巻回時にこの金属膜６ｂ、６ｄの表面を誘電体
フィルム側に挿入して巻回する。金属膜６ｂ、６ｄを形
成した紙シート６ａ、６ｃの幅寸法は、この実施の形態
では導電箔２および４の誘電体フィルム３ａ、３ｂから
突出する端部２ｂ、４ｂの端縁まで延びる寸法としてお
り、突出する端部２ｂ、４ｂをそれぞれ束ねて図示しな
い圧着端子で圧着するとき、同時に各金属膜６ｂ、６ｄ
はそれぞれの導電箔２および４と短絡接続する。

【００１７】なお、各金属膜６ｂ、６ｄとそれぞれの導
電箔２および４とを短絡接続する限り、金属膜６ｂ、６
ｄを形成した紙シート６ａ、６ｃの幅寸法は前記の実施
の形態で挿入した紙シート５ａ、５ｂと同じであっても
よい。また、金属膜６ｂ、６ｄを形成した紙シート６
ａ、６ｃの厚さは前記の実施の形態で挿入した紙シート
５ａ、５ｂと同様である。

【００１８】以上のように金属膜６ｂ、６ｄを形成した
紙シート６ａ、６ｃを挿入して形成したコンデンサ素子
は、導電箔の平滑面に誘電体フィルムが密着することが
なく、導電箔と誘電体フィルムとの間に充分な絶縁油の
流通路が形成される。これにより導電箔の折り曲げ端部
と誘電体フィルムとの間に多くの絶縁油を供給すること
ができ、折り曲げた部位の放電現象の発生電圧を高める
ことができる。また、金属膜と導電箔との間に位置する
紙シートはコンデンサの誘電体として機能せず、したが
って紙の挿入による誘電体損失（ｔａｎδ）の増大を抑
制することができる。

【００１９】なお、以上の実施の形態では導電箔の一方
の端部を折り曲げ、他方の端部を誘電体フィルムから突
出させたコンデンサ素子としているが、導電箔の両側の
端部を折り曲げたコンデンサ素子であってもよいことは
勿論である。

【００２０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、導
電箔の折り曲げた部位の絶縁油が枯渇することがなく、
誘電体フィルムの弱点部が解消され、耐電圧性能が向上
した高品質の油浸コンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るコンデンサ素子の構
成を示す拡大断面図である。

【図２】本発明の他の実施の形態に係るコンデンサ素子
の構成を示す拡大断面図である。

【図３】導電箔の端部を折り曲げて電界緩和処理したコ
ンデンサ素子の概略の構成を示す斜視図である。

【図４】図３のＡ−Ａ′における拡大断面図である。

【符号の説明】

２、４ 導電箔 ２ａ、４ａ 折り曲げ端部 ２ｂ、４ｂ 突き出し端部 ３ａ、３ｂ 誘電体フィルム ５ａ、５ｂ 紙シート ６ａ、６ｃ 紙シート ６ｂ、６ｄ 金属膜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体フィルムと端縁部を折り曲げ処理
   した導電箔とを交互に重ね合わせて巻回してなるコンデ
   ンサ素子において、前記導電箔と前記誘電体フィルムと
   の間に前記導電箔の折り曲げ処理部を外して含油率の高
   い紙シートを挿入してなることを特徴とするコンデンサ
   素子。
2. 【請求項２】 誘電体フィルムと一方の端縁部を折り曲
   げ処理した導電箔とを交互に、前記導電箔の他方の端縁
   部を前記誘電体フィルムから突出させて重ね合わせて巻
   回してなるコンデンサ素子において、前記導電箔と前記
   誘電体フィルムとの間に前記導電箔の折り曲げ処理部を
   外して前記誘電体フィルム側に位置する表面に金属膜を
   形成した含油率の高い紙シートを挿入してなることを特
   徴とするコンデンサ素子。