JPH0546261Y2

JPH0546261Y2 -

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Publication number: JPH0546261Y2
Application number: JP5381888U
Authority: JP
Priority date: 1988-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1993-12-03
Anticipated expiration: 2003-04-20
Also published as: JPH01156529U

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 考案の目的この考案は内部に絶縁ガスを充填したモールド
コンデンサに関するものである。

［従来技術］プラスチツクフイルムを誘電体とし、これに金
属を蒸着した金属化フイルムを積み重ねながら巻
き取つた、所謂、巻回型コンデンサ素子は、無極
性であり誘電損失が少ないこと、等から電力用に
用いられる。しかし、高電圧下に用いられるとき
巻回両端面部にコロナ放電を生じ易いことはよく
知られている。

ところで、巻回型コンデンサ素子の巻回両端面
部に絶縁ガスを滞留させコロナ放電特性の向上を
目的にした、特開昭60−72212号公報に記載のモ
ールドコンデンサの製造法がある。

この製造法は、コンデンサ素子を真空高温槽に
入れて加熱処理および真空処理を行い、処理後の
コンデンサ素子に絶縁ガスを充填し、絶縁ガスを
充填したコンデンサ素子をモールド樹脂の中に埋
設して取り出す製法であり、このモールドコンデ
ンサの製造法はコンデンサ素子の巻回両端面の凹
凸部に僅かながら絶縁ガスの滞留が期待でき、コ
ンデンサ素子に絶縁ガスを充填しないものに較べ
てコロナ放電特性が向上すると同時に絶縁耐力が
向上する利点がある。

［考案が解決しようとする問題点］しかしながら、上記モールドコンデンサの製造
法は、絶縁ガスを充填したコンデンサ素子をモー
ルド樹脂の中に埋設する際に、コンデンサ素子を
モールド樹脂液の中に入れた段階でコンデンサ素
子の巻回両端面の凹凸部に滞留していた絶縁ガス
がモールド樹脂液により浮力を得て一部はモール
ド樹脂液中を気泡となつて出て行き、更に、モー
ルド樹脂液を硬化反応温度に上げて硬化反応を進
める段階で残留している絶縁ガスは暖められ一層
大きな浮力を得てモールド樹脂液中を気泡となつ
て更に外に出て行くので、コンデンサ素子の巻回
両端面の凹凸部に絶縁ガスの滞留をあまり期待す
ることができなくなるという問題点もある。

また、モールドの際に充填したSF₆ガスが浮力
によりモールド樹脂液中を気泡となつて外に出て
行く現象はモールド樹脂の硬化温度が高くなるほ
ど助長される関係にあり、コロナ放電の改善に悪
影響を与えると云う問題点がある。

さらに、モールド樹脂の硬化温度（約50℃〜
120℃）から室温に戻すことにより絶縁耐力弱点
部の絶縁ガスのガス圧が下つて大気圧以下とな
り、このことがコロナ放電開始電圧を下げる結果
をもたらすと云う問題点がある。

さらにまた、このようなモールドコンデンサは
周囲温度が低くなるとガス圧が更に下つてコロナ
放電開始電圧が下がり、寒冷地での使用が不可能
になると云う問題点がある。

そこで、この考案は巻回型コンデンサ素子の巻
回両端面部の金属薄膜縁面まわりの絶縁耐力弱点
部に絶縁ガスを正圧状態に密封してコロナ放電特
性の改善を計りうるモールドコンデンサを提供し
ようとするものである。

(ロ) 考案の構成［問題点を解決するための手段］この考案は、上記の問題点を解決するために、
収容室の周壁を二重構造として内壁と外壁との間
に気筒室を形成し、この気筒室の下端部に外部に
向かう開口を形成し、上端部に内壁に向かい収容
室に通ずる貫通孔を形成した容器の収容室に巻回
型コンデンサ素子を巻回両端面に面して各別の間
隙部を設けて収容し、かつ収容室内および気筒室
内に絶縁ガスを充填すると共に、容器のまわりを
合成樹脂でモールドするに際して気筒室内に合成
樹脂を流入させ加圧状態とすることにより収容室
内の絶縁ガスを正圧状態に密封せしめて一体にモ
ールドしたのである。

［作用］容器の収容室にコンデンサ素子を収容し、容器
の収容室および気筒室内に絶縁ガスを充填して容
器のまわりを合成樹脂でモールドするに際に、容
器のまわりに合成樹脂液を注入して行くと、先
ず、気筒室の下部開口が合成樹脂液で封口される
ことにより、収容室および気筒室内に絶縁ガスを
絶縁ガス充填時のガス圧に封入できる。

また、容器のまわりに更に合成樹脂液を注入し
て行くと気筒室の下部に生じている合成樹脂液の
自由表面に注入合成樹脂液の重力が加わつて加圧
状態となることにより、気筒室の上の方向に合成
樹脂液を押し上げて流入させ流入室内の絶縁ガス
のガス圧を上昇させることができる。

また、容器のまわりに合成樹脂液を満たした後
に、合成樹脂液を外力により加圧しながら更に注
入すると、合成樹脂液の自由表面に加圧注入力が
加わつて、更に大きな加圧状態となることによ
り、絶縁ガスを圧縮させ、その圧縮反発力に抗し
て絶縁ガスを気筒管の上の方向に押しやりながら
合成樹脂液が侵入して行き、絶縁ガスは気筒管内
に入り込んだ合成樹脂液量だけ圧縮され絶縁ガス
のガス圧を更に上昇させることができる。

容器内の絶縁ガスのガス圧が所望の値になると
その加圧状態を保ちながら注入した合成樹脂液を
反応硬化させることにより、収容室内に絶縁ガス
を所望の高圧に密封することができる。

収容室内に絶縁ガスを所望の高圧に密封できる
ことにより、巻回型コンデンサ素子の絶縁耐力弱
点部のコロナ放電開始電圧をパーシエン
（Paschen）則に従つて高くできるので、この考
案のモールドコンデンサのコロナ放電開始電圧を
向上させることができる。

［実施例］以下、本願考案を実施例により図面の第１図、
第２図を用いて説明する。なお、第１図は実施例
を説明するモールドコンデンサの断面図、第２図
はモールドコンデンサの製作に用いる注型金型装
置の切り欠き断面図を示している。

モールドコンデンサは、収容室１の周壁を二重
構造として内壁２と外壁３との間に気筒室４を形
成し、この気筒室４の下端部に外部に向かう開口
４ａを形成し、上端部に内壁２に向かい収容室１
に通ずる貫通孔１ａを形成した容器６の収容室１
に巻回型コンデンサ素子７を巻回両端面７ａ，７
ｂに面して各別の間隙部を設けて収容し、かつ収
容室１内および気筒室４内に絶縁ガス、例えば、
SF₆ガス９を充填すると共に、容器６のまわりを
合成樹脂、例えば、エポキシ樹脂１０でモールド
するに際して気筒室１内にエポキシ樹脂１０を流
入させ加圧状態とすることにより収容室１内の
SF₆ガスを正圧状態に密封せしめて一体にモール
ドして構成したものである。

上記収容室１内にSF₆ガス９を正圧状態に密封
するには次の方法で行うことができる。

まず、収容室１の周壁を二重構造として内壁２
と外壁３との間に気筒室４を形成し、この気筒室
４の下端部に外部に向かう開口４ａを形成し、上
端部に内壁２に向かい収容室１に通ずる貫通孔１
ａを形成した容器６を用意し、この容器６の収容
室１内に巻回型コンデンサ素子７を巻回両端面７
ａ，７ｂに面して各別の間隙部を設けるように位
置決めして収容する。

容器６の収容室１部はその下面に巻回型コンデ
ンサ素子７を入れるための蓋体２ａを設け、収容
室１の上面２ａと下面の蓋体２ｂには収容する巻
回型コンデンサ素子７の引き出し線８ａ，８ｂを
挿通し半田付け封止を可能にするためのハトメ５
ａ，５ｂを打つてある。また、この収容室１は巻
回型コンデンサ素子５の外径寸法より少し大きめ
の内径を有し、収容される巻回型コンデンサ素子
５の巻回両端面５ａ，５ｂに面してそれぞれに間
隙７ａ，７ｂを形成する高さの内法り寸法に設定
してある。容器６の気筒室４部は内壁２と外壁３
との間に形成され、上部において貫通孔１ａによ
り収容室１に通じ下部は外部に向かう開口４ａが
設けてある。

容器６の収容室１の中に巻回型コンデンサ素子
７を位置決めして収容した後、蓋体２ａを封止状
態に固着し、ハトメ５ａ，５ｂ部に引き出し線８
ａ，８ｂを挿通し半田付けして封止状態にしてお
く。

次に、これを、第２図に示すようにその外径寸
法より大きな内径寸法を有する金型１１内にセツ
トし、バルブ１２，１４，１５を閉じ、バルブ１
３を開いて真空ポンプ１６を作動させて、金型１
１内を真空脱気する。

収容室１内の空気は貫通孔１ａより気筒室４を
通じて外に脱気し、収容室１および気筒室４内を
10^-2mmHg程度の真空度まで引く。

次いで、バルブ１３を閉じバルブ１４を開いて
真空状態の金型１１内にSF₆ガスボンベ１８より
SF₆ガス９を流入させて気筒室４内および収容室
１内にSF₆ガス９を充填し、その後に、バルブ１
４を閉じバルブ１５を開いて金型１１と容器６と
の間にエポキシ樹脂液１０′を注入する。

エポキシ樹脂液１０′は、例えばエポキシ樹脂
に無機質の充填材を混入して密度ρが1.3グラ
ム／c.c.のものを用いる。このエポキシ樹脂液１
０′を金型１１と容器６との間に注入して行くと、
先ず、気筒室４の下部開口４ａがエポキシ樹脂液
１０′で封口されて、容器６の収容室１および気
筒室４にSF₆ガス９を封入できる。第２図はほぼ
この状態を描いてある。この状態の時のSF₆ガス
９の封入圧をP_p［Torr］とし、この封入圧P_pは適
宜に定めることが出来る。エポキシ樹脂液１０′
を更に注入して行き、金型１１と容器６との間の
空間に満たされると、気筒室４内に生じている合
成樹脂液１０′の自由表面に注入した合成樹脂液
１０′の重力が加わり加圧状態となる。気筒室４
の高さを12cmとすると、この自由表面に加わる重
力P_hは、ほぼ、 P_h＝ρgh ＝15288［dyn／cm²］となり、この重力P_hが容器１および気筒室２内
のSF₆ガス９のガス圧P_xをP_pから、 P_x＝p_p＋0.015288［Torr］に上昇させた加圧状態になつて釣り合つている。
金型１１と容器６との間の空間にエポキシ樹脂液
１０′を満たしたこのような加圧状態に、更にエ
ポキシ樹脂液１０′を外力で加圧しながら注入し
て行くと、自由表面に更に外力による加圧力が加
わつた加圧状態となり、このことによりSF₆ガス
９を圧縮させて中に押し込みながらエポキシ樹脂
液１０′が気筒室６の上の方向に侵入して行き、
中のSF₆ガス９は気筒室４内に入り込んだエポキ
シ樹脂液量だけ圧縮し、このため中のSF₆ガス９
のガス圧P_xはP_pから更に上昇した加圧状態とな
る。

エポキシ樹脂液１０′の注入加圧力を、例えば
1.5×10⁶dyn／cm²、2.0×10⁶dyn／cm²の２種類に設
定し、気筒室４の内容積を収容室１の内容積より
巻回型コンデンサ素子７の体積を引いた値とほぼ
等しい値に設定すると、容器６内のSF₆ガスのガ
ス圧P_xは、（P_p＋0.015288）Torr から、それぞれ、約（1.4＋P_p＋0.015288）Torr、（1.9＋P_p＋0.015288）Torr に上昇することになる。

このようにして、収容室１内のSF₆ガス９のガ
ス圧を所望の値に上昇させ、その加圧状態を保ち
ながら注入したエポキシ樹脂液１０′を反応硬化
させると、収容室１内にSF₆ガス９を所望の高圧
に密封できる。その後金型１１より取り出し必要
により後加工を施してこの考案のモールドコンデ
ンサを得ることができる。

容器１内のSF₆ガスのガス圧P_xが、1.015Torr、
1.4Torr、1.9Torrのモールドコンデンサを作成
し、此れ等のコロナ放電開始電圧を、従来例の製
造法で作成したモールドコンデンサのコロナ放電
開始電圧に較べると、それぞれ1.4倍、1.9倍、2.4
倍高いコロナ放電開始電圧が得られた。

(ハ) 考案の効果この考案のモールドコンデンサは気筒管の下部
開口よりモールド用の合成樹脂液を加圧状態にし
て流入させることにより、巻回型コンデンサ素子
を収容する容器内に絶縁ガスを正圧状態に密封し
てあるので、巻回型コンデンサ素子の巻回両端面
の絶縁耐力弱点部に絶縁ガスを高密度に介在させ
ることができ、コロナ放電開始電圧の向上を計る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例におけるモールドコンデンサの
断面図、第２図は注型金型装置の切欠き断面図で
あることを示す。１……収容室、２……内壁、３……外壁、４…
…気筒室、５ａ，４ｂ……それぞれハトメ、６…
…容器、７……巻回型コンデンサ素子、７ａ，７
ｂ……それぞれ巻回端面、８ａ，８ｂ……それぞ
れ引き出し線、９……SF₆ガス、１０′……エポ
キシ樹脂液、１０……エポキシ樹脂、１１……金
型、１２，１３，１４，１５……それぞれバル
ブ、１６……真空ポンプ、１７……合成樹脂液タ
ンク、１８……SF₆ガスボンベ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

収容室の周壁を二重構造として内壁と外壁との
間に気筒室を形成し、この気筒室の下端部に外部
に向かう開口を形成し、上端部に内壁に向かい収
容室に通ずる貫通孔を形成した容器の収容室に巻
回型コンデンサ素子を巻回両端面に面して各別の
間隙部を設けて収容し、かつ収容室内および気筒
室内に絶縁ガスを充填すると共に、容器のまわり
を合成樹脂でモールドするに際して気筒室内に合
成樹脂を流入させ加圧状態とすることにより収容
室内の絶縁ガスを正圧状態に密封せしめて一体に
モールドしたことを特徴とするモールドコンデン
サ。