JPH07192964A - 油浸金属化フィルムコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 油浸金属化フィルムコンデンサの含浸性を改
良し電気特性の向上をはかる。 【構成】 少なくとも平滑面を有する金属化ポリエチレ
ンテレフタレートフィルム１と片面粗面のポリプロピレ
ンフィルム２で組合せてなる誘電体構成、または少なく
とも平滑面を有する金属化ポリプロピレンフィルムと片
面粗面のポリエチレンテレフタレートフィルムを組合
せ、金属化フィルム１に対する非蒸着フィルムの厚さの
比が０．３から３．１倍の範囲に構成し、巻回して得た
コンデンサ素子の両端部にメタリコン電極を形成して電
極を引出し、外装ケースに収容して絶縁油を含浸してな
る油浸金属化フィルムコンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁油を含浸した油浸
金属化フィルムコンデンサの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートフィルム
（以下ＰＥＴフィルムと言う）を誘電体とした従来の油
浸金属化フィルムコンデンサは、ＰＥＴフィルム自体の
誘電率が高く大容量小形化が可能であるが、ＰＥＴフィ
ルム自体ｔａｎδが高く且つ耐電圧が低く、通電中の温
度上昇によって絶縁破壊を招き易い欠点を有していた。

【０００３】また、ポリプロピレンフィルム（以下ＰＰ
フィルムと言う）を誘電体とした従来の油浸金属化フィ
ルムコンデンサは、ＰＰフィルム自体の誘電率は上記Ｐ
ＥＴフィルムより低いが、ｔａｎδが小さく、かつ耐電
圧が高いので通電中の温度上昇が低くきわめて安定した
電気特性のコンデンサが得られる。

【０００４】しかし、ＰＰフィルムを用いた従来の油浸
金属化フィルムコンデンサは、フィルム層間の絶縁油の
含浸性がきわめて悪く、含浸不完全やボイド（残留気
層）によって誘電体内部で部分放電（コロナ放電）を生
じ、誘電体が経時劣化して絶縁破壊に至る欠点があっ
た。

【０００５】また、上記ＰＥＴフィルムとＰＰフィルム
を組合せた図５に示す誘電体の構成や、さらにＰＰフィ
ルムの表面を粗面化して含浸性を良好にする技術である
図６に示す誘電体構成が開発されているが、基本的には
ＰＥＴフィルムとＰＰフィルムの折中電気特性が得られ
る程度の改良にすぎず、上記のＰＰフィルムの欠点であ
る絶縁油の含浸不十分による誘電体内部の部分放電を阻
止しきれず、フィルムの表面を粗面化することによる絶
縁破壊電圧のバラツキを縮小することが出来ず通電中に
コンデンサが破壊に至る欠点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る課題は、上記油浸金属化フィルムコンデンサの絶縁油
の含浸性を改良し、フィルム層間の不完全含浸やボイド
を解消し、高電圧で絶縁破壊を生じない油浸金属化フィ
ルムコンデンサの信頼性を向上させることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため誘電体フィルム層間の絶縁油の含浸性を改良
し、絶縁破壊電圧のバラツキを縮小した油浸金属化フィ
ルムコンデンサを提供するもので、その手段は、少なく
とも片面が平滑であるＰＥＴフィルムと片面が粗面のＰ
Ｐフィルムを組合せてなる誘電体構成または、少なくと
も片面が平滑であるＰＰフィルムと片面が粗面のＰＥＴ
フィルムを組合せてなる誘電体構成において、蒸着電極
を平滑面側に配置した油浸金属化フィルムコンデンサの
金属化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さの比が
０．３から３．１倍の範囲としフィルムの巻回中に発生
する巻きずれや巻きしわを防止するようにしたことを特
徴とする油浸金属化フィルムコンデンサである。すなわ
ち、

【０００８】ＰＰフィルムとＰＥＴフィルムとから誘電
体が構成され、そのいずれか一方のフィルムの片面が粗
面である片面蒸着金属化フィルムコンデンサにおいて、
平滑面に蒸着電極を形成するとともに、金属化フィルム
の非蒸着面または非蒸着フィルムのいずれか一方が粗面
であり、かつ該金属化フィルムに対する非蒸着フィルム
の厚さの比が０．３から３．１倍の範囲であることを特
徴とする油浸金属化フィルムコンデンサである。

【０００９】

【作用】フィルムを粗面化すれば含浸性の向上が図れる
が、フィルムを粗面化すると粗面度が大になる程フィル
ムの巻回中に巻きずれや巻きしわが発生し易くなり凹凸
巻きのコンデンサ素子になる。誘電体の対向面が巻きず
れやしわで凹凸状になると該部分の絶縁油の含浸性が悪
くなり、かつボイド（気層）が残留するなどして油浸金
属化フィルムコンデンサのコロナ開始電圧を低下させ、
絶縁破壊電圧が低下する。

【００１０】油浸金属化フィルムコンデンサにおいて、
金属化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さの比を
０．３〜３．１倍の範囲にすれば、フィルムの巻回工程
中で発生する巻きずれや巻きしわをきわめて少なくする
ことができ油浸金属化フィルムコンデンサの耐電圧特性
の向上と安定化が図れる。

【００１１】

【実施例】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの１
実施例である図１の実施例について説明する。ＰＥＴフ
ィルムと片面が粗面のＰＰフィルムの誘電体構成におい
て、ＰＥＴフィルムの片側にアルミニウムを蒸着（以下
金属化ＰＥＴフィルムと言う）して電極とした金属化フ
ィルムと、片面が粗面のＰＰフィルムとを重ね合せて巻
回してコンデンサ素子を形成し、該コンデンサ素子を押
圧偏平して該素子の両端面にメタリコン金属を溶射して
電極引出し部を形成するとともに、該コンデンサ素子を
直並列結線して外装ケースに収容し、植物油を含浸して
油浸金属化フィルムコンデンサを製作した。

【００１２】上記油浸金属化フィルムコンデンサの定格
は、定格電圧３８１０ＶＤＣ・容量１０μＦで、試料コ
ンデンサは誘電体フィルムの構成別に各２０台づつ合計
２００台製作し試料コンデンサとした。試料の詳細は、
表１に示す通りである。

【００１３】

【表１】

【００１４】図７は、上記表１の試料コンデンサの金属
化フィルムと非蒸着フィルムの厚さの比−コロナ開始電
位傾度特性である。また図８は、本発明の代表的試料コ
ンデンサである試料Ｎｏ．６と従来のコンデンサである
試料コンデンサＮｏ．９、１０を比較した上記特性であ
る。

【００１５】上記の結果図７によれば、金属化フィルム
に対する非蒸着フィルムの厚さの比が０．３倍未満で
は、フィルムの巻回中にしわが発生し易くなり、このよ
うなコンデンサ素子は、含浸性が低下しまたボイドが生
じ易くなってコロナ開始電位傾度が大きく低下し、かつ
そのバラツキも大きくなる。

【００１６】また金属化フィルムに対する非蒸着フィル
ムの厚さの比が３．１倍を超えると巻取中のフィルムが
蛇行して巻きずれを生じ、これを防止するために強テン
ション巻きとすれば含浸性が悪くなりコロナ開始電位傾
度が低下し、かつそのバラツキも大きくなる。

【００１７】なお、上記コロナ開始電位傾度特性は図８
に示す結果から本発明の油浸金属化フィルムコンデンサ
が従来品と比べてその特性が向上していることが分る。

【００１８】図９は、上記表１の試料コンデンサの金属
化フィルムと非蒸着フィルムの厚さの比−直流絶縁破壊
電位傾度特性である。また図１０は、本発明の代表的試
料コンデンサである試料Ｎｏ．６と従来のコンデンサで
あるＮｏ．９、１０を比較した上記特性である。

【００１９】上記の結果図９によれば、金属化フィルム
に対する非蒸着フィルムの厚さの比が０．３倍未満では
直流絶縁破壊電位傾度が急激に低下しかつバラツキも大
きくなる。

【００２０】また、金属化フィルムに対する非蒸着フィ
ルムの厚さの比が３．１倍を超えると、直流絶縁破壊電
位傾度が低下し、かつバラツキも大きくなる。

【００２１】なお、上記直流破壊電位傾度特性は図１０
に示す結果から本発明の油浸金属化フィルムコンデンサ
が従来品と比べてその特性がいちじるしく向上している
ことが分る。

【００２２】上記結果から明らかなように金属化フィル
ムに対する非蒸着フィルムの厚さの比が０．３から３．
１倍の範囲であればコロナ開始電位傾度も直流絶縁破壊
電位傾度も安定かつ高水準の特性を維持でき、かつバラ
ツキを小さくすることができる。

【００２３】上記結果は、蒸着金属がアルミニウムとし
た場合の特性であるが亜鉛または、亜鉛とアルミニウム
の混在物、あるいは亜鉛とアルミニウムとの組合せでも
よく、また上記亜鉛とアルミニウムの混在物と亜鉛もし
くはアルミニウムとの組合せでも同等の特性が得られ、
上記以外の金属であろうと蒸着金属を特定するものでは
ない。

【００２４】また、上記試料コンデンサの含浸剤は植物
油を用いたが、他に芳香族炭化水素系化合物のほか、植
物油と芳香族炭化水素系化合物の混合物でも上記と同等
の特性が得られ、含浸剤の種類は上記いずれでもよい。

【００２５】また、誘電体フィルムの構成は、上記試料
コンデンサである図１によるほか図２、図３、図４の組
合せでも金属化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さ
の比を０．３から３．１倍とすることにより、上記同等
の安定した特性の油浸金属化フィルムコンデンサが得ら
れる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の金属化フィルムコンデンサは、
ＰＥＴフィルムとＰＰフィルムとから誘電体構成され、
そのいずれか一方のフィルムが片面粗面フィルムである
片面蒸着金属化フィルムコンデンサにおいて、平滑面に
蒸着電極を形成するとともに、該蒸着電極を形成した金
属化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さの比を０．
３〜３．１の範囲にすれば、フィルムの巻回中に発生す
る巻きずれや巻きしわを発生することなくフィルム層間
の絶縁油の含浸性を良好にし含浸剤の未含浸部分やボイ
ドを解消してコロナ開始電位傾度と直流絶縁破壊電位傾
度の水準値の向上とそのバラツキを縮小することができ
る。

【００２７】上記の結果、従来の油浸金属化フィルムコ
ンデンサの最大の課題であった絶縁油の含浸不完全が起
因とする誘電体の突発的絶縁損傷によるコンデンサの故
障を解消することが出来るなどの効果があり、工業的な
らびに実用的価値大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの誘電
体構成の実施例で、金属化ポリエチレンテレフタレート
フィルムと、片面が粗面のポリプロピレンフィルムで構
成した誘電体の断面図である。

【図２】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの誘電
体構成の他の実施例で、金属化ポリプロピレンフィルム
と、ポリエチレンテレフタレートフィルムで構成した誘
電体の断面図である。

【図３】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの誘電
体構成の他の実施例で、片面が粗面である金属化ポリエ
チレンテレフタレートフィルムと、ポリプロピレンフィ
ルムで構成した誘電体の断面図である。

【図４】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの誘電
体構成の他の実施例で、片面が粗面である金属化ポリプ
ロピレンフィルムと、ポリエチレンテレフタレートフィ
ルムで構成した誘電体の断面図である。

【図５】従来の油浸金属化フィルムコンデンサの誘電体
構成の一例で、粗面化していない金属化ポリエチレンテ
レフタレートフィルムを重ね合せて構成した誘電体の断
面図である。

【図６】従来の油浸金属化フィルムコンデンサの誘電体
構成の一例で、片面をそれぞれ粗面化して金属化ポリプ
ロピレンフィルムを重ね合せて構成した誘電体の断面図
である。

【図７】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの金属
化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さの比−コロナ
開始電位傾度特性図である。

【図８】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサと従来
の金属化フィルムコンデンサのコロナ開始電位傾度特性
の比較図である。

【図９】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサの金属
化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さの比−直流絶
縁破壊電位傾度特性図である。

【図１０】本発明の油浸金属化フィルムコンデンサと従
来の金属化フィルムコンデンサの直流絶縁破壊電位傾度
の比較図である。

【符号の説明】

１ ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム ２ 片面粗面ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム ３ 蒸着電極 ４ 片面粗面ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フ
ィルム ５ ポリプロピレン（ＰＰ）フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 正明 京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目 仲保利町191番地の４ 上原ビル３階 ニ チコン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレンテレフタレートフィルムと
   ポリプロピレンフィルムとから誘電体が構成され、その
   いずれか一方のフィルムの片面が粗面である片面蒸着金
   属化フィルムコンデンサにおいて、平滑面に蒸着電極を
   形成するとともに、金属化フィルムの非蒸着面または非
   蒸着フィルムのいずれか一方が粗面であり、かつ該金属
   化フィルムに対する非蒸着フィルムの厚さの比が０．３
   から３．１倍の範囲であることを特徴とする油浸金属化
   フィルムコンデンサ。