【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
産業上の利用分野
本発明は、力率改善用やモータの駆動用および
運転用あるいは照明機器の安定器にと広く用いら
れている油浸コンデンサの改善に関するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
第１図は従来のコンデンサの構成の一断面図を
示したもので、電極紙１の両面に蒸着電極２を形
成し、誘電体であるプラスチツクフイルム３と重
ねて巻回する。また層間には非ハロゲン化絶縁油
４が充填されている。さらに電極の引出しは電極
導出用金属溶射部５によつて行う。
このような油浸コンデンサの高電位傾度化をは
かることは、プラスチツクフイルムの薄手化のみ
ならず、絶縁油やコンデンサ容器の消費量の低減
さらにはコンデンサの低価格化に有利になり、産
業的、省資源的に大きな効果が期待できる。
従来、油浸コンデンサにおいては、絶縁油を含
浸することによつて、対向電極間の空気層や気体
ボイドを除去し、課電時の部分放電の発生を低減
させることができる。したがつて、絶縁油を含浸
しない構成である乾式コンデンサに比してより高
い電位傾度に設定することができる。
また、電極紙として両面に蒸着電極を形成した
場合には、非ハロゲン化絶縁油の含浸性が高ま
り、また蒸着金属電極層特有の自己回復性も有し
ているため、油浸コンデンサの中でも金属箔や金
属化フイルムを用いた場合に比してさらに高い電
位傾度に設定することができる。
しかしながら、このような電極紙を用いた油浸
コンデンサにおいても、高温高電圧では誘電正接
値が増大して発熱量が増し、熱劣化や熱破壊をお
こしやすくなることが知られており、従来品にお
ける問題点となつていた。したがつて、油浸コン
デンサの電位傾度を従来以上に高め小型軽量化を
実現するためには、高温高電圧下での誘電正接値
を低減し、発熱をおさえることが極めて重要な課
題である。
発明の目的
本発明は、前記油浸コンデンサの従来よりの問
題点であつた高温高電圧下での誘電正接値の増大
を改善し、従来を大きく上回る高電位傾度に耐え
得る油浸コンデンサを実現することを目的とする
ものである。
発明の構成
そのための構成として、本発明は、両面に蒸着
電極を有する電極紙と、誘電体であるプラスチツ
クフイルムとを重ねて巻回したコンデンサ素子に
シランカツプリング剤を１種類以上添加した非ハ
ロゲン化絶縁油を含浸したものである。
実施例の説明
シランカツプリング剤とは、通常一般式
YRSiX3で表わすことができる。ここでＸはSi原
子に結合した加水分解性の基であり、例えばアル
コキシ基、アシロキシ基、ハロゲン等がある。ま
たＹは有機官能基であり、例えばビニル基、アミ
ノ基、イミノ基、クロル基、エポキシ基、メルカ
プト基、ペルオキシ基、ウレイド基などを含むも
のが代表的である。なおＹは有機基Ｒを介して、
または直接にSi原子と結合している。
本発明に使用されるシランカツプリング剤とし
ては、例えば、γ−メタアクリロキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメト
キシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピル
トリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ
−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ビニ
ルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン
等があり、これらの１種類以上を非ハロゲン化絶
縁油に添加した場合に、本発明の目的を達成する
ことができる。さらにシランカツプリング剤の添
加量としては、絶縁油に対し、0.1〜10重量％程
度が望ましい。これは0.1％未満の添加量では顕
著な効果があらわれにくくなり、また10％を超え
て混入した場合には、絶縁抵抗が若干低下するの
みで特性上の問題を生じるわけではないが、シラ
ンカツプリング剤は一般に高価なためコスト面で
問題を生じる。
本発明において使用される非ハロゲン化絶縁油
としては、例えば、芳香族炭化水素系絶縁油や脂
肪族炭化水素系絶縁油あるいはこれらの混合油等
がある。例えばフタル酸エステルやマレイン酸エ
ステル、フマル酸エステル、アルキルベンゼン
油、シリコン油等が代表的であり、これらの１種
や混合油さらには他の非ハロゲン化絶縁油との混
合油を使用した場合に、顕著な効果を得ることが
できる。
さらに、前記のような非ハロゲン化絶縁油に熱
安定剤、電圧安定剤あるいは酸化劣化防止剤とし
てエポキシ系添加剤を数％以内添加することも広
く行われているが、この場合にも絶縁油中にシラ
ンカツプリング剤を混入することにより本発明の
目的を達成することができる。
また本発明において使用されるプラスチツクフ
イルムとしては、例えば、ポリプロピレンフイル
ム、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリ
カーボネートフイルム、ポリエチレンフイルム等
があり、これらの１種あるいは混合品を用いた場
合に顕著な効果を得ることができる。
本発明の具体的実施例として、第１図の構成か
らなる油浸コンデンサに、誘電体として6μｍ厚
のポリプロピレンフイルム（PPフイルム）を、
また絶縁油としてフタル酸ジオクチル（DOP）
を用いた10μFのコンデンサの場合を以下に説明
する。
第２図は、100℃における印加電圧と誘電正接
値の関係を示したものである。Ｐは絶縁油として
DOPのみを用いた従来品であり、、、は
DOPに次の表に示すシランカツプリング剤を１
重量％添加した本発明品である。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to an improvement in oil-immersed capacitors that are widely used for power factor correction, motor drive and operation, and ballasts for lighting equipment. Structure of a conventional example and its problems Figure 1 shows a cross-sectional view of the structure of a conventional capacitor, in which vapor-deposited electrodes 2 are formed on both sides of an electrode paper 1, and are overlapped with a plastic film 3, which is a dielectric. Wind. Moreover, non-halogenated insulating oil 4 is filled between the layers. Further, the electrodes are drawn out by means of a metal sprayed part 5 for leading out the electrodes. Increasing the potential gradient of such oil-immersed capacitors is advantageous not only in making the plastic film thinner, but also in reducing the consumption of insulating oil and capacitor containers, as well as in lowering the price of capacitors. Great effects can be expected in terms of resource conservation. Conventionally, in an oil-immersed capacitor, by impregnating the capacitor with insulating oil, an air layer or gas void between opposing electrodes can be removed, and the occurrence of partial discharge when electricity is applied can be reduced. Therefore, it is possible to set a higher potential gradient than in a dry type capacitor which is not impregnated with insulating oil. In addition, when vapor-deposited electrodes are formed on both sides of the electrode paper, the impregnability of non-halogenated insulating oil increases, and it also has the self-healing property unique to vapor-deposited metal electrode layers. It is possible to set a higher potential gradient than when using foil or metallized film. However, even in oil-immersed capacitors using such electrode paper, it is known that at high temperatures and high voltages, the dielectric loss tangent value increases and the amount of heat generated increases, making it easier to cause thermal deterioration and thermal breakdown. This has become a problem in . Therefore, in order to increase the potential gradient of oil-immersed capacitors more than before and make them smaller and lighter, it is extremely important to reduce the dielectric loss tangent value and suppress heat generation under high temperature and high voltage conditions. Purpose of the Invention The present invention improves the problem of conventional oil-immersed capacitors, which is the increase in dielectric loss tangent under high temperature and high voltage conditions, and realizes an oil-immersed capacitor that can withstand high potential gradients far greater than conventional oil-immersed capacitors. The purpose is to Structure of the Invention As a structure for that purpose, the present invention provides a non-halogen capacitor element in which an electrode paper having vapor-deposited electrodes on both sides and a plastic film as a dielectric material are layered and wound, and one or more types of silane coupling agents are added to the capacitor element. It is impregnated with synthetic insulating oil. Description of Examples Silane coupling agents usually have the general formula
It can be expressed as YRSiX 3 . Here, X is a hydrolyzable group bonded to a Si atom, such as an alkoxy group, an acyloxy group, or a halogen. Further, Y is an organic functional group, typically including a vinyl group, an amino group, an imino group, a chloro group, an epoxy group, a mercapto group, a peroxy group, a ureido group, and the like. In addition, Y via the organic group R,
Or it is directly bonded to the Si atom. Examples of the silane coupling agent used in the present invention include γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, and γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. , γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ
-aminopropylmethyldimethoxysilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, etc., and when one or more of these is added to non-halogenated insulating oil, the object of the present invention can be achieved. can be achieved. Further, the amount of the silane coupling agent added is preferably about 0.1 to 10% by weight based on the insulating oil. If the amount added is less than 0.1%, it will be difficult to have a noticeable effect, and if it is added more than 10%, the insulation resistance will only slightly decrease and there will be no problem with the properties, but the silane cup Ring agents are generally expensive, which poses a cost problem. Examples of the non-halogenated insulating oil used in the present invention include aromatic hydrocarbon insulating oil, aliphatic hydrocarbon insulating oil, and mixtures thereof. Typical examples include phthalate esters, maleate esters, fumarate esters, alkylbenzene oils, and silicone oils. , remarkable effects can be obtained. Furthermore, it is widely practiced to add up to several percent of epoxy additives to non-halogenated insulating oils as heat stabilizers, voltage stabilizers, or oxidative deterioration inhibitors, but in this case as well, the insulating oil The object of the present invention can be achieved by incorporating a silane coupling agent therein. Furthermore, the plastic film used in the present invention includes, for example, polypropylene film, polyethylene terephthalate film, polycarbonate film, polyethylene film, etc., and remarkable effects can be obtained when one or a mixture of these is used. . As a specific embodiment of the present invention, a 6 μm thick polypropylene film (PP film) is used as a dielectric material in an oil-immersed capacitor having the configuration shown in FIG.
Dioctyl phthalate (DOP) is also used as an insulating oil.
The case of a 10 μF capacitor using FIG. 2 shows the relationship between the applied voltage and the dielectric loss tangent value at 100°C. P as insulating oil
This is a conventional product that uses only DOP.
Add 1 silane coupling agent shown in the table below to DOP.
This is a product of the present invention in which % by weight was added.
【表】
従来品においては、高温高電圧下で誘電正接値
が急激に増大するが、本発明品においてはこれが
大きく抑制されていることがわかる。
第３図は前記コンデンサＰ、、、の100
℃におけるＶ−ｔ試験の結果を示したものであ
る。
第３図において縦軸は印加電圧（Ｖ）であり、
横軸はその電圧（Ｖ）で破壊に至るまでの時間
（分）を表わしている。明らかに、本発明の実施
例品においては、従来品を大きく上回る高耐圧が
得られている。
以上の結果は、表に示したシランカツプリング
剤を添加した場合について説明したものである
が、他のシランカツプリング剤を添加した場合に
も同様の結果を得た。また絶縁油としてDOP以
外のエステル系絶縁油やアルキルベンゼン油等を
使用した場合にも同様の結果を得た。さらに誘電
体としてPPフイルム以外に、ポリエチレンフイ
ルム、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポ
リカーボネートフイルム等を用いた場合にも同様
の結果を得た。
発明の効果
本発明によれば、油浸コンデンサの絶縁油にシ
ランカツプリング剤を１種類以上添加することに
より、従来品を大きく上回る高電位傾度に耐え得
る画期的なコンデンサを実現することが可能とな
る優れた効果を奏するものである。[Table] It can be seen that in the conventional product, the dielectric loss tangent value increases rapidly under high temperature and high voltage, but this is greatly suppressed in the product of the present invention. Figure 3 shows the capacitor P, , 100
The results of the Vt test at ℃ are shown. In Figure 3, the vertical axis is the applied voltage (V),
The horizontal axis represents the time (minutes) until breakdown occurs at that voltage (V). Clearly, in the example products of the present invention, a high withstand voltage far exceeding that of the conventional products is obtained. The above results were explained for the case where the silane coupling agent shown in the table was added, but similar results were obtained when other silane coupling agents were added. Similar results were also obtained when ester type insulating oil or alkylbenzene oil other than DOP was used as the insulating oil. Furthermore, similar results were obtained when polyethylene film, polyethylene terephthalate film, polycarbonate film, etc. were used as the dielectric material in addition to PP film. Effects of the Invention According to the present invention, by adding one or more types of silane coupling agents to the insulating oil of an oil-immersed capacitor, it is possible to realize an epoch-making capacitor that can withstand high potential gradients far superior to conventional products. It is possible to achieve excellent effects.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図は油浸コンデンサの一部断面図、第２図
は本発明の実施例における油浸コンデンサと従来
のコンデンサの印加電圧と誘電正接値の関係を示
す比較特性図、第３図は同印加電圧対時間試験の
結果を示す比較特性図である。
１……電極紙、２……蒸着電極、３……プラス
チツクフイルム、４……非ハロゲン化絶縁油、５
……電極導出用金属溶射部。
Fig. 1 is a partial sectional view of an oil-immersed capacitor, Fig. 2 is a comparative characteristic diagram showing the relationship between applied voltage and dielectric loss tangent value of an oil-immersed capacitor in an embodiment of the present invention and a conventional capacitor, and Fig. 3 is the same. FIG. 3 is a comparative characteristic diagram showing the results of an applied voltage versus time test. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electrode paper, 2... Evaporated electrode, 3... Plastic film, 4... Non-halogenated insulating oil, 5
...Metal sprayed part for electrode lead-out.