JPS59194306A - Oil-immersed condenser - Google Patents

Oil-immersed condenser

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JPS59194306A
JPS59194306A JP6944483A JP6944483A JPS59194306A JP S59194306 A JPS59194306 A JP S59194306A JP 6944483 A JP6944483 A JP 6944483A JP 6944483 A JP6944483 A JP 6944483A JP S59194306 A JPS59194306 A JP S59194306A
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JP
Japan
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oil
immersed
capacitor
silane coupling
deterioration
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JP6944483A
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和田 英一
吉野 裕教
浩平 塩田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高電圧用途、電力用途、電気機器用途、電子
通信用途等に供する特性向上およびより高電位傾度化を
達成した油浸コンデンサに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an oil-immersed capacitor that achieves improved characteristics and a higher potential gradient for use in high voltage applications, power applications, electrical equipment applications, electronic communication applications, etc. be.

従来例の構成とその問題点 従来、プラスチックフィルムや絶縁紙を誘電体として具
備したこの種の油浸コンデンサにおいては、長期間にわ
たって使用されるときに問題となる熱的あるいは電気的
エネルギーによる絶縁油の劣化や、その劣化生成物によ
る連鎖反応を抑止する目的で絶縁油に酸化防止剤や劣化
防止剤などの安定剤を混入しており、各種の安定剤につ
いての提案がなされている。例えば、特公昭62−24
239号公報ではエポキシ系安定剤について、特開昭5
3−35999号公報ではフェノール系安定剤とエポキ
シ系安定剤とを混入する提案などがある。これらの安定
剤は製造過程で含まれる塩素や水分あるいは使用時での
分解生成物を捕獲する作用をもち、長期寿命時や実使用
時での絶縁油や誘電体の劣化促進や連鎖反応を抑制して
長時間使用での信頼性を向上させる大きな効果が得られ
るものであるが、その反面これらの安定剤は塩素や水分
あるいは分解生成物を捕獲し劣化促進を抑制する効果が
大なるほど、逆に絶縁油の絶縁抵抗が低くなり、誘電正
接値(以下−δと記す)も悪くなり、油浸コンデンサと
して重要な−δ特性が悪く々る欠点を有しそいた。特に
エポキシ系安定剤は安定剤としての前述した捕獲作用が
大で劣化抑制効果も極めて良好である反面、油浸コンデ
ンサの伽δを悪くする度合も大であった。
Conventional structure and its problems Conventionally, in this type of oil-immersed capacitor, which is equipped with plastic film or insulating paper as a dielectric material, the insulating oil is damaged by thermal or electrical energy, which is a problem when used for a long period of time. Stabilizers such as antioxidants and deterioration inhibitors are mixed into insulating oil for the purpose of suppressing deterioration of the insulating oil and chain reactions caused by the deterioration products, and various stabilizers have been proposed. For example,
Publication No. 239 describes epoxy stabilizers in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5
No. 3-35999 proposes mixing a phenol stabilizer and an epoxy stabilizer. These stabilizers have the effect of capturing chlorine and moisture contained in the manufacturing process or decomposition products during use, and suppress the acceleration of deterioration and chain reactions of insulating oil and dielectric materials during long-term life and actual use. However, on the other hand, the more effective these stabilizers are in trapping chlorine, moisture, and decomposition products and suppressing the acceleration of deterioration, the more they have the opposite effect. In addition, the insulation resistance of the insulating oil became low, the dielectric loss tangent value (hereinafter referred to as -δ) also deteriorated, and the -δ characteristic, which is important for oil-immersed capacitors, was likely to deteriorate. In particular, the epoxy stabilizer has a large trapping effect as described above as a stabilizer and has an extremely good deterioration inhibiting effect, but on the other hand, it also has a large degree of deterioration of the δ of the oil-immersed capacitor.

したがって従来よシ各種の安定剤混入による油浸コンデ
ンサでは、劣化抑制して長期使用の信頼性の゛向上を得
られるものの、油浸コンデンサを小型とするべく、よシ
高電位傾度な設計とすることは、tanδに影響される
発熱が大となり、熱的破壊を起すことより極めて困難で
あった。
Therefore, conventional oil-immersed capacitors mixed with various stabilizers can suppress deterioration and improve long-term reliability, but in order to make oil-immersed capacitors smaller, they are designed with a higher potential gradient. This was extremely difficult since the heat generation affected by tan δ would become large and cause thermal destruction.

発明の目的 本発明は、前記欠点に鑑み、油浸コンデンサの劣化促進
を抑制すると同時VCt、u+δ特性を改良し性能向上
をはかるとともによシ高電位傾度設計が可能で、小型軽
量な油浸コンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
Purpose of the Invention In view of the above-mentioned drawbacks, the present invention provides a small and lightweight oil-immersed capacitor that suppresses the acceleration of deterioration of the oil-immersed capacitor, simultaneously improves the VCt and u+δ characteristics, improves performance, and enables a higher potential gradient design. The purpose is to provide the following.

発明の構成 そのため本発明は、一対の電極間の薄葉誘電体として少
なくとも一枚のプラスチックフィルムを含むコンデンサ
素子に絶縁油中に少なくともエポキシ系安定剤とシラン
カップリング剤とを混入した含浸油を含浸したものであ
る。
Structure of the Invention Therefore, the present invention impregnates a capacitor element including at least one plastic film as a thin dielectric between a pair of electrodes with an impregnating oil containing at least an epoxy stabilizer and a silane coupling agent in an insulating oil. This is what I did.

実施例の説明 本発明において使用するシランカップリング剤は分子中
に2個以上の官能基を有し、通常その官能基は異なる反
応性を有している硅素化合物である。このシランカップ
リング剤は通常一般式Y RSi X3 で表わすことができる。ここでxll−iS1原子に結
合した加水分解性の基を表わし、アルコキシ基。
Description of Examples The silane coupling agent used in the present invention has two or more functional groups in its molecule, and the functional groups are usually silicon compounds having different reactivities. This silane coupling agent can generally be represented by the general formula Y RSi X3. Here, xll-i represents a hydrolyzable group bonded to the S1 atom, and is an alkoxy group.

アシロキシ基(特にアセトキシ基)、ハロゲン(特にク
ロル)などがその代表的な例である。またYは各秤の有
機官能基を表わし、例えばビニ/し基。
Representative examples include acyloxy groups (especially acetoxy groups) and halogens (especially chlorine). Further, Y represents an organic functional group of each scale, for example, vinyl/shi group.

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有する有機官
能基がその代表的なものであって、有機基Rを介してま
たは直接S1原子と結合している。
Representative examples include organic functional groups containing amino groups, imino groups, chloro groups, epoxy groups, mercapto groups, peroxy groups, ureido groups, etc. ing.

シランカップリング剤の具体例としては、γ−メタアク
リロキシプロピノン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、ビニ/L’ I−’
J工トギシシラン、ビニルトリス(β−メ1゛キシエト
ギシ)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
)V)γ−7ミノプロピルトリメトキシシラン等である
Specific examples of the silane coupling agent include γ-methacryloxypropynontrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyl/L'I-'
J-engineering silane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β(aminoethyl)V)γ-7 Minopropyltrimethoxysilane and the like.

本発明者等は、エポキシ系安定剤を含む絶縁油全含浸し
てなる油浸コンデンサの−δ特性改良の研究を行い、絶
縁油にエポキシ系安定剤と前記列挙したようなシランカ
ップリング剤とを混入しだ含浸油を含浸することによシ
従来に比し油浸コンデンサの−δを著しく改良して特性
の向上をはかるとともに高電位傾度化を達成したのであ
る。
The present inventors have conducted research on improving the -δ characteristics of oil-immersed capacitors that are completely impregnated with insulating oil containing an epoxy stabilizer, and have found that the insulating oil contains an epoxy stabilizer and a silane coupling agent such as those listed above. By impregnating the capacitor with impregnating oil, the -δ of the oil-immersed capacitor was significantly improved compared to the conventional one, thereby improving the characteristics and achieving a higher potential gradient.

シランカップリング剤の混入量は、油浸コンデンサの使
用湿度や定格によって異るが、一般的には0.1〜10
重量%であることが好ましい。これは0.1重量%未満
では前述の誘電示接値の向上が少なく大きな高電位傾度
化を達成するには十分でなく、また一方、混入量を10
重量%を超える値にした場合は若干の絶縁油の固有抵抗
値が低下するのみで格別の問題はないが、経済性を考慮
すると、このシランカップリング剤は極めて高価なもの
であり、できる限り少量であることが望まれる。
The amount of silane coupling agent mixed varies depending on the operating humidity and rating of the oil-immersed capacitor, but generally it is 0.1 to 10
Preferably, it is % by weight. If it is less than 0.1% by weight, the above-mentioned dielectric dissipative value will be little improved and it will not be enough to achieve a large potential gradient.
If the value exceeds % by weight, there is no particular problem as the specific resistance value of the insulating oil will only decrease slightly, but from an economic standpoint, this silane coupling agent is extremely expensive, so it should be A small amount is desirable.

エポキシ系安定剤については、従来より各種の安定剤が
アシ、それらは全て本発明に使用されるエポキシ系安定
剤となる。例えば、ジペンテンジオキサイド、ビニルシ
クロヘキセンジオキサイド。
Regarding epoxy stabilizers, there have been various types of stabilizers, all of which can be used in the present invention. For example, dipentene dioxide, vinylcyclohexene dioxide.

ビス(2,3)エポキシシクロベンチlレエーテlし。Bis(2,3)epoxycyclobenzene.

3.4−エポキシシクロへキシルメチル3.4−エボキ
シンクロヘキサンカルポキシレート、ビス(3,4−エ
ポキシ6−メチルヘキシルメチ)V)アツベ−1−,ジ
(2−エチルヘキシ/1/)’−4.6エボギシンクロ
ヘキサンー1.2ジカーボキシレ−1・等である。
3.4-Epoxycyclohexylmethyl 3.4-Evoxinclohexanecarpoxylate, bis(3,4-epoxy6-methylhexylmethy)V) Atsube-1-,di(2-ethylhexyl/1/)' -4.6 evogycinchlohexane-1.2 dicarboxylene-1, etc.

エポキシ系安定剤の混入量は、0.05重量%〜10重
琵%であることが好ましい。0.05重世%未満では絶
縁油の劣化抑制効果が殆んど認められず、また10重量
%を超える値では本発明の目的とする油浸コンデンサの
−δ向上効果が少なくなり、高電位傾度化が十分に達成
されないのである。
The amount of the epoxy stabilizer mixed is preferably 0.05% by weight to 10% by weight. If the value is less than 0.05% by weight, almost no effect of suppressing the deterioration of the insulating oil is observed, and if the value exceeds 10% by weight, the -δ improvement effect of oil-immersed capacitors, which is the object of the present invention, will be reduced, and Graduation is not achieved sufficiently.

また、これらシランカップリング剤とエポキシ系安定剤
とを混入する絶縁油は、フタル酸エステル、フマル酸エ
ヌテル、マレイン酸エステル、脂肪酸エステル等のエス
テル絶縁油やアルキルベンゼン、ジアリルエタン、トリ
アリルジエタン、ジベンジルトルエン、ジアルキルジフ
ェニル、アルキルナフタレン、鉱物油、流動パラフィン
、ポリブテン等の炭化水素化合物である。
Insulating oils mixed with these silane coupling agents and epoxy stabilizers include ester insulating oils such as phthalate ester, fumarate ester, maleate ester, fatty acid ester, alkylbenzene, diallylethane, triallyl diethane, etc. Hydrocarbon compounds such as dibenzyltoluene, dialkyldiphenyl, alkylnaphthalene, mineral oil, liquid paraffin, and polybutene.

つぎに本発明の具体的実施例について説明する。Next, specific examples of the present invention will be described.

薄葉誘電体としてポリプロピレンフィルムを捲回したコ
ンデンサ素子にエポキシ系安定剤として、ジ(2−エチ
ルヘキγ/L/)’−4,5エポキシシクロヘキサン−
1,2ジ力−ボギシレート3重量%とシランカップリン
グ剤として、γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン2重量%とを混入したフタル酸エステルを含浸
した油浸コンデンサ人と、前記エポキシ系安定剤のみを
同量混入したフタル酸エステルを含浸した油浸コンデン
サBと、エポキシ系安定剤もシランカップリング剤も混
入しないフタル酸エステルを含浸しだ油浸コンデンサC
とを多数個作成し、80°Cの雰囲気中で高電圧(、1
20v/lL)  を印加して寿命試験をしたところ、
第1図に示すようにコンデンサCは100時間以内にそ
の全部が破壊しだが、コンデンサ人、Bは1000時間
を経過してもその殆んどが完全であった。なお第1図に
おけるA、B。
Di(2-ethylhexγ/L/)'-4,5 epoxycyclohexane- was used as an epoxy stabilizer in a capacitor element wound with polypropylene film as a thin dielectric material.
An oil-immersed capacitor impregnated with a phthalate ester mixed with 3% by weight of 1,2 dihydro-bogysylate and 2% by weight of γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane as a silane coupling agent, and the epoxy stabilizer. Oil-immersed capacitor B is impregnated with phthalate ester mixed with the same amount of phthalate ester, and oil-immersed capacitor C is impregnated with phthalate ester without epoxy stabilizer or silane coupling agent mixed in.
A high voltage (,1
20v/lL) was applied and a life test was performed.
As shown in Figure 1, all of capacitor C was destroyed within 100 hours, but most of capacitor B was intact even after 1000 hours. Note that A and B in FIG.

CばそれぞれコンデンサA、B、Cの特性である。C is the characteristic of capacitors A, B, and C, respectively.

このことよシ木発明においては、シランカップリング剤
とエポキシ系安定剤とを混入しても、エポキシ系安定剤
の有する前述の捕獲効果、劣化抑制効果を十分に具備し
ていることがわかる。さらにi’lfl 浸コンデンサ
A 、BKついての100″CKおけるtanδの電圧
特性を測定した結果を第2図に示す。
This shows that in the present invention, even if a silane coupling agent and an epoxy stabilizer are mixed, the above-mentioned trapping effect and deterioration suppressing effect of the epoxy stabilizer are sufficiently achieved. Furthermore, the results of measuring the voltage characteristics of tan δ at 100″CK for i'lfl immersion capacitors A and BK are shown in FIG.

この結果より従来のエポキシ系安定剤のみを混入したフ
タル酸エステル含浸の油浸コンデンサBでは高電圧域で
の−δが著しく増大しているのに対し、本発明油浸コン
デンサAでは、明らかに−δが小さくなり、非常に良好
な鵬δ特性となることが認められた。553図は80℃
雰囲気中で油浸コンデンサA、Bに印加した電圧とその
破壊に至るまでの時間の関係(V−を特性)の結果を示
す。
These results show that in the conventional oil-immersed capacitor B, which is impregnated with phthalate ester and mixed only with an epoxy stabilizer, -δ increases significantly in the high voltage range, whereas in the oil-immersed capacitor A of the present invention, it is clear that -δ increases significantly in the high voltage range. It was observed that -δ became small and very good Peng δ characteristics were obtained. Figure 553 is 80℃
The results of the relationship between the voltage applied to oil-immersed capacitors A and B in an atmosphere and the time until their breakdown (characterized by V-) are shown.

この結果、第3図で明らかなように本発明油浸コ認めら
れた。
As a result, as is clear from FIG. 3, the oil immersion method of the present invention was confirmed.

なお、他のシランカップリング剤やエポキシ系安定剤に
ついてもほぼ同様の効果が認められた。
Note that almost similar effects were observed with other silane coupling agents and epoxy stabilizers.

さらに、他のエステル絶縁油やその他の炭化水素化合物
絶縁油の場合についても同様の効果を得だ。
Furthermore, similar effects were obtained with other ester insulating oils and other hydrocarbon compound insulating oils.

発明の効果 以上のように本発明によれば、薄葉誘電体として少なく
とも一枚のプラスチックフィルムを含む油浸コンデンサ
の劣化促進や分解生成物による連鎖反応を抑制し信頼性
の高いコンデンサとするとともに極めて−δ特性の良い
コンデンサを提供し、よシ高電位傾度設計を可能とし、
小型軽母な油浸琥 コンデンサを具体化できる優れた効果を奏するものであ
る。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, an oil-immersed capacitor containing at least one plastic film as a thin dielectric can be prevented from accelerating deterioration and chain reactions caused by decomposition products, and can provide a highly reliable capacitor. We provide capacitors with good −δ characteristics and enable high potential gradient designs.
This has the excellent effect of realizing a small and light oil-immersed capacitor.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例における油浸コンデコンデン
サと従来品との印加電圧一時間特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 11I寺  聞  CHrジ 第2図 □電工
FIG. 1 is an applied voltage one-hour characteristic diagram of an oil-immersed conde capacitor according to an embodiment of the present invention and a conventional product. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 11I Temple CHrji Figure 2 □ Electrician

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一対の電極間の薄葉誘電体として少なくとも一枚のプラ
スチックフィルムを含むコンデンサ素子に絶縁油中に少
なくともエポキシ系安定剤とシランカップリング剤とを
混入した含浸油を含浸した油浸コンデンサ。
An oil-immersed capacitor in which a capacitor element including at least one plastic film as a thin dielectric between a pair of electrodes is impregnated with impregnating oil containing at least an epoxy stabilizer and a silane coupling agent in insulating oil.
JP6944483A 1983-03-14 1983-04-19 Oil-immersed condenser Granted JPS59194306A (en)

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AU25543/84A AU547842B2 (en) 1983-03-14 1984-03-13 Oil impregnated capacitor
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61171004A (en) * 1985-01-23 1986-08-01 松下電器産業株式会社 Capacitor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61171004A (en) * 1985-01-23 1986-08-01 松下電器産業株式会社 Capacitor

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