JPH0348412A - ガス充填フィルムコンデンサ - Google Patents

ガス充填フィルムコンデンサ

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JPH0348412A
JPH0348412A JP1183944A JP18394489A JPH0348412A JP H0348412 A JPH0348412 A JP H0348412A JP 1183944 A JP1183944 A JP 1183944A JP 18394489 A JP18394489 A JP 18394489A JP H0348412 A JPH0348412 A JP H0348412A
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film
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film capacitor
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JP1183944A
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Takeo Fujiwara
武男 藤原
Kengo Fujiwara
健吾 藤原
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Shizuki Electric Co Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はガス充填フィルムコンデンサに係り、特にそ
の絶縁構造に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図は従来のフィルムコンデンサの内部構造を簡略化
して示す構成図である.図において、(1)は金属板を
適宜整形してなるケース、(■はケース(1)内に収容
され相互に直列に接続されたフィルムコンデンサ素子(
以下単に素子と略称する〉で、その誘電体材料としては
、ポリオレフィン系のボリブロビレンフィルムやポリエ
ステル系のポリエチレンテレフタレートフィルム等が使
用される。
(3)は引出端子、(4)はケース(1)内に充填され
た絶縁媒体で、絶縁油を使用する場合と絶縁ガスを使用
する場合とがある.(5lは各素子(2)とケース(1
)との間の耐電気絶縁性能を担う主絶縁層で、第3図の
斜視図に示すように、組立てられた複数個の素子(2)
を一括して、シート状の絶縁物で包み込んでいる.この
絶縁シートとしては、耐電気絶縁性能が高く、また素子
(2)にも採用されている経済性、加工件の良いポリプ
ロピレンフィルム等が通常使用される.なお、第3図で
は、素子(2)間の結線の図示は省略している。
以上のように、素子(21自体および素子(2)と素子
(つどの間の絶縁はその誘電体材料で、そして素子(2
)とケース(1)との間の絶縁は主絶縁Jl!f(5で
行う絶縁設計が採用されている。
次に、コンデンサの絶縁破壊故障を想定することにより
、上記主絶縁M(51の役割について説明する。今、特
定の素子(2)に、例えば材料欠陥が存在しており、コ
ンデンサの運転中にこの素子(2)が絶縁破壊した場合
を想定する.この故障素子(2)の破壊部分は次第に拡
大されていくことになるが、所定時間後、図示しない外
部の故障検出装置がこのコンデンサの内部故障の発生を
検出すると、直ちに電源側の回路遮断器を開放して故障
コンデンサを回路から切り離す.なお、この故障検出の
方式としては、絶縁媒体(4)および故障素子(2)の
熱的分解に基づくケース(1)の膨らみを機械的に検出
して行う方式や、素子短絡に基づく回路の電流または電
圧の変化を電気的に検出して行う方式等がある.しかし
、この故障検出時点までに、素子(2)の破壊個所が拡
大してケース(1)に達すると、地絡事故に発展して回
路に及ぼす影響が大幅に拡大することになる。
従って、主絶縁層(51としては、故障素子伐)からの
類焼を食い止め、少なくとも、故障検出までの時間内は
その絶縁性能を維持するという保謹協調を達成する必要
がある訳である. 〔発明が解決しようとする課題〕 従来のフィルムコンデンサは以上のようにitされてい
るので、特に絶縁媒体(4)として絶縁ガスを使用した
場合、上記保護協調の達成が困難になるという問題点が
あった。
即ち、絶縁媒体(4)として絶縁油を使用した場合には
、素子(2)の破壊部分の発熱で絶縁油が気化し、その
体積が大福に増大するので、ケース(1)が急速に変形
し、故障検出が比較的迅速かつ確実に行われる.また、
絶縁油の気化潜熱は破壊部分の発熱を抑制する方向で働
くので、結果として、上記した保護協調の実現が比較的
容易となる.しかし、絶縁ガスを使用したガス充填フィ
ルムコンデンサの場合、比熱の大きい油が存在しないの
で、素子(2)の破壊部分の温度は急激に上昇する一方
、その故障検出時間も長くなる傾向にある.この結果、
融点が160〜260℃程度の素子用フィルムは上記温
度で溶融し、流動化して主絶縁層(5)に接触する。こ
のため、主絶縁層{勺の一部が溶融して貫通孔が発生し
、短時間で地絡事故に至り目標とする保護協調が達戒で
きなくなる可能性が高くなる訳である. この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、故障検出装置との保護協調を達成し、地絡事
故への発展を防止することができるガス充填フィルムコ
ンデンサを得ることを目的とする. 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係るガス充填フィルムコンデンサは、その主
絶縁層を、フィルムコンデンサ素子に使用するフィルム
と同等の耐熱性能を有し耐電気絶縁性能を担う第1のフ
ィルム層と、この第1のフィルム層の内側に配置され上
記フィルムコンデンサ素子の溶融温度より高い温度の耐
熱性能を有ずる第2のフィルム層とで構成したものであ
る.更に具体化したものでは、第2のフィルム層をポリ
イミドフィルムまたはアラミドフィルムで構成している
〔作  用〕
一部のフィルムコンデンサ素子に絶縁破壊が発生すると
、その破壊部分の発熱で素子のフィルムが溶融して流動
し主絶縁層に至り得る.しかし、主絶縁層はその内側が
耐熱性の高い第2のフィルム層(更に具体化したもので
はポリイミドフィルムまたはアラミドフィルム)で楕戊
されているので、この第2のフィルム層が第1のフィル
ム層の損傷を防止し、主絶縁層としての本来の耐電気絶
縁性能が維持される。
〔実 施 例〕
第1図はこの発明の一実施例によるガス充填フィルムコ
ンデンサの要部を示す斜視図で、従来の第3図に相当す
るものである.図において、従来と異なるのは主絶縁層
f51を、第1のフィルム層としてのボリプロビレンフ
ィルムからなる絶縁シート(5a)と第2のフィルム層
としてのポリイミドフィルムからなる絶縁シー1−(5
b)との2重構造としている点である.そして、絶縁シ
ート(5b)を内側に配置している。この場合、一括し
た素子(2)を先ず絶縁シート(5b)で包み込み、次
に、その上から絶縁シート(5a)で包み込むようにし
てもよいが、予め両シート(5a) (5b)を重ねて
おき絶縁シ一ト(5b〉を内側にして素子(2)を包み
込むようにしてもよい. ここで、ポリイミドフィルムとしてはカプトン(米国デ
ュポン社製のポリイミドフィルムの商品名)が有名で、
このカブトンは400℃以上での使用が可能となる耐熱
性能を有している.従って、通常、素子(21に使用し
ているボリブロビレンフィルム等の溶I!IifA度よ
り十分高い耐熱性能を有しており、たとえ、素子(21
の絶縁破壊によりそのフィルムの溶融物が流れてきても
、この絶縁シート(5b)は全く損傷を受けない.この
結果、絶縁シー} (5a)がその耐電気絶縁性能を維
持し、故障検出時点までの素子(2)とケース(1)と
の間の絶縁が確保され上述した保護協調が達或される。
もっとも、耐熱性能のみの観点からすれば、主絶縁M(
5)をすべてポリイミドフィルムで楕戒することも考え
られる.しかし、ポリイミドフィルムは、ボリプロビレ
ンフィルム等に比較して、その耐電気絶縁性能、特に耐
コロナ放電寿命が劣り、かつ価格が極めて高い.従って
、上記したシ一ト(5a)および(5b)による2重構
造とすることによ゛り、価格の上昇を最小限に抑え、か
つ保護協調が確実に達成できる経済的で信頼性の高いガ
ス充填フィルムコンデンサを実現することができる訳で
ある.なお、上記実施例では、素子(2]の誘電体材料
としてボリプロビレンやポリエチレンテレフタレートを
使用した場合について説明したが、例えばボリフェニレ
ンサルファイド等であってもよい.従って、第1のフィ
ルム層についても同様である.また、第2のフィルム層
としてはポリイミドフィルムに限らず、例えばアラミド
フィルム等であってもよい。
即ち、このアラミドフィルム(芳香族ポリアミドフィル
ム)も上述のポリイミドフィルムに近い高い耐熱性能を
有し、例えば260℃2分間の半田浴に晒しても全く変
化しない. 〔発明の効果〕 以上のように、この発明では、その主絶縁層を、所定の
第1のフィルム層と第2のフィルム層とで構或したので
、内部故障時、故障検出装置との保護協調が確実に達戒
でき経済的で信頼性の高いガス充填フィルムコンデンサ
を実現することができる.
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるガス充填フィルムコ
ンデンサの要部を示す斜視図、第2図は従来のフィルム
コンデンサの内部構造を簡略化して示す楕成図、第3図
は第2図のものの要部を示す斜視図である. 図において、(1)はケース、(2)はフィルムコンデ
ンサ素子、(41は絶縁ガス、(句は主絶縁層、(5a
)および(5b)はそれぞれ第1および第2のフィルム
層としての絶縁シートである。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す.

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ケース、このケース内に絶縁ガスとともに収容さ
    れたフィルムコンデンサ素子、およびこのフィルムコン
    デンサ素子を包み込み上記フィルムコンデンサ素子とケ
    ースとの間の耐電気絶縁性能を担う主絶縁層を備えたも
    のにおいて、 上記主絶縁層を、上記フィルムコンデンサ素子に使用す
    るフィルムと同等の耐熱性能を有し上記耐電気絶縁性能
    を担う第1のフィルム層と、この第1のフィルム層の内
    側に配置され上記フィルムコンデンサ素子の溶融温度よ
    り高い温度の耐熱性能を有する第2のフィルム層とで構
    成したことを特徴とするガス充填フィルムコンデンサ。
  2. (2)第2のフィルム層をポリイミドフィルムまたはア
    ラミドフィルムとしたことを特徴とする請求項1記載の
    ガス充填フィルムコンデンサ。
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