JPS596523A - 油浸コンデンサ - Google Patents

油浸コンデンサ

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JPS596523A
JPS596523A JP11577082A JP11577082A JPS596523A JP S596523 A JPS596523 A JP S596523A JP 11577082 A JP11577082 A JP 11577082A JP 11577082 A JP11577082 A JP 11577082A JP S596523 A JPS596523 A JP S596523A
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JP
Japan
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paper
capacitor
resistance value
metallized
sheet resistance
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Pending
Application number
JP11577082A
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English (en)
Inventor
吉野 裕教
和田 英一
幹夫 成瀬
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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】 本発明は、金属化紙を用い絶縁油を含浸してなるコンデ
ンサに関し、そのコンデンサの高電位傾度設計を可能と
するものである。
金属化紙を用い絶縁油を含浸してなるコンデンサには次
の三種類の構成がある。第1に、片面金属化紙二枚を積
層巻回するか両面金属化紙と金属化していないコンデン
サ紙(合せ紙)とを積層巻回するもの、この場合の固体
誘電体は紙だけである。第2に、片面金属化紙ないしは
両面金属化紙と金属化されていないプラスチックフィル
ム(合せフィルム)とを積層巻回するもの、この場合の
固体誘電体は紙とプラスチックフィルムである。
第3に、両面金属化紙を一つの電極として用い、これと
プラスチックフィルムとを積層巻回するもの、この場合
の固体誘電体はプラスチックフィルムだけである。これ
ら三種類の油浸コンデンサは目的に応じて実用化されて
おシ、一般に前記第1の構成のコンデンサは比較的低い
電圧領域で使われ、第2.第3の構成のコンデンサは5
ooV〜1kvといった高い電圧領域にまで使われてい
る。
定格温度においても第1の構成のコンデンサが−番低く
第2.第3のコンデンサの順で高くなり、第3の構成の
コンデンサではコンデンサクース壁温86℃定格のもの
もある。それぞれの構成のコンデンサの誘電体厚みはそ
れぞれの定格電圧、定格温度により決定されている。
従来の金属化紙はアルミニウムまたは亜鉛によって金属
化されており、アルミニウムの場合は2〜4Ω/口程度
、亜鉛の場合は3.5〜9Ω/口程度の一様の面抵抗値
を有する。また従来の絶縁油を含浸してなるコンデンサ
に用いられる金属化紙の表面粗さの最大高さくRmaz
)は2μm未満。
0.2μm以上の突起数(RN)は36個/、、未満の
ものが使われてきた。このような従来のコンデンサに対
して例えばあらかじめ決定されている定格以上の電圧を
与え、なおかつ変わらぬ高い信頼性を得るということは
極めて難しい。現状のままで高電位傾度化をはかるとコ
ンデンサの破壊確率が増大する。これはコンデンサ内部
で定格電圧以内では見られなかった大きなセルフヒール
や多くノセルフヒールが発生することや部分放電が増大
することなどによりコンデンサ内部の温度が上昇するた
めである。大きなセルフヒールが発生したシ多くのセル
フヒールが発生するとその時多大なエネルギーが消費さ
れ発熱や誘電体の汚損をもたらし、誘電体の汚損はまた
コンデンサの発熱に寄与する。セルフヒールが発生する
と、そのエネルギーで気泡が発生し、セルフヒールの増
大はボイド放電の増大に直接つながっている。セルフヒ
ールのエネルギーを抑えることはコンデンサの発熱を抑
えることに効果があると考えられ、セルフヒールのエネ
ルギーを抑えることは金属化紙の金属層を薄くすること
に合致すると考えられる。
本発明はこのような考え方を出発点に、従来と同じ誘電
体厚みでより高い定格電圧が設定出来るコンデンサを提
供しようとするものである。しかしながら、単に金属化
紙の金属層を薄くし面抵抗値を高くしただけでは効果が
なかった。これはメタリコン金属との接着が十分ではな
くなり、したがってtanδの上昇をもたらし発熱をし
たものと考えられた。この問題を解決するrめにメタリ
コン金属との接着部側の面抵抗値を金属化紙の金属層が
アルミニウムの場合は4Ω/口以下、容量形成部側の面
抵抗値を8〜60Ω/口、金属化紙の金属層が亜鉛の場
合はメタリコン金属との接着部側の面抵抗値を9Ω/口
以下、容量形成部側の面抵抗値を20〜200Ω/口に
設定した。これによりメタリコン金属と電極(金属層)
との接触が良くなり、この部分に起因する発熱は抑えら
れた。
結果的にコンデンサの破壊に対しては極めて効果があり
、高電位傾度設計が可能、すなわち従来と同じ誘電体厚
みでよシ高い定格電圧が設定できる可能性がでた。コン
デンサ内部の部分放電も小さくなり、部分放電に起因す
る発熱も減ったと考えられた。しかしながら、コンデン
サにとって重要なもう一つの特性である容量減少の点か
らいえば全く実用に供し得ない結果となった。これは金
属化紙上の金属層が水玉模様状に金属光沢を失い光の透
過度があがる部分が発生し、この部分の導電りが失なわ
れるために容量減少として現われていることが判明した
。この原因は未だ解明されていないが、微小なパルス状
放電ないしはグロー状放電が関係していると考えられる
本発明は、このような容量減少か発生しにくく、かつ高
電位傾度設計を可能とする新しい油浸コンデンサを提供
するものであり、以下図面とともに説明する。
第1図〜第6図は本発明よりなる油浸コンデンサの各実
施例である。第1図〜第6図において用いる絶縁紙1の
Rmaxは2〜6μm 、 2μm以上のRNは35〜
80個/卿である。この紙1はアルミニウムまたは亜鉛
によって金属化された金属層2を有するが、この金属層
2はメタリコン金属4との接着部側の面抵抗値がアルミ
ニウムの場合は4Ω/口以下、亜鉛の場合は9Ω/口以
下、容量形成部側の面抵抗値がアルミニウムの場合は8
〜60Ω/口、亜鉛の場合は20〜200Ω/口となる
ように金属化されたものである。第1図の場合は片面金
属化紙を二枚積層巻回した実施例であシ、第2図の場合
は両面金属化紙と合せ紙6とを積層巻回した実施例であ
る。また第3図の場合は両面金属化紙と合せフィルム6
とを積層巻回した実施例であり、第4図の場合は片面金
属化紙と合せフィルム6とを積層巻回した実施例である
さらに第5図の場合は一つの電極として用いられた両面
金属紙と合せフィルム6とを積層巻回した実施例である
。第1図、第2図の実施例において固体誘電体は紙のみ
であり、第3図、第4図の実施例においては紙とプラス
チックフィルム、第6図の場合はプラスチックフィルム
のみが固体誘電体として使われている。いずれの場合も
電極の引出しはメタリコン金属4によって行われ、絶縁
油3が含浸されている。絶縁油3の粘度は100センチ
ストークス以下のものが良い。
本発明の特徴は、Rmaxが2〜6μmで2μm以上の
RNが36〜80個/rrrJnの紙を本発明において
規定する抵抗値でもって金属化し絶縁油を含浸してなる
ところにある。これにより従来と同じ誘電体厚みでより
高い定格電圧を破壊確率を高め量減少に対しても従来と
変わらない特性を得ることができた。しかし紙のRma
xが2〜5μm。
RNが36〜8011i!il / mmの範囲にない
と破壊確率が高くなったり、容量減少が大きくなったり
して高い信頼性でもってコンデンサを供給できなくなる
。この原因は未だ解明されていないが、本発明者は次の
ように考えている。紙はカレンダーにより所定の厚みの
紙となるが、一般にRmaxとRNは比例関係にあり、
強いカレンダーによってRmaxが小さくなると、RN
も小さくなる。
Rmaxが2μm未満、RNが36個/關未満になると
油浸状態が悪くなり、微少な放電が発生しやすくなり、
これによって電極の導電性が失なわれ容量減少を大きく
してしまうと考える。一方、Rmaxが5pmを超えた
シ、RNが80個/胴を超えるとセルフヒールが発生し
やすくなり、本発明よシなる抵抗値の電極下で発生する
セルフヒールでさえ回復できなくなるためであると考え
られる。また容量形成部の金属層の抵抗値をあまり高く
すると連続して一様な金属層の形成が困難になると同時
にtanδも高くなり、コンデンサの発熱しやすくなる
第6図は電極紙(金属化紙)のRmaz、)INとAt
蒸着された電極紙の電極紙面抵抗値(容量形成部側の面
抵抗値)を変化させた場合の第6図の構成よりなるコン
デンサの80℃無風恒温槽内におけるステップアップ昇
圧破壊電圧であシ、含浸剤はDOPを用いている。コン
デンサの容量は全て20μFであり、試作品の誘電体(
ポリプロビレ7フイルム)厚みは6μmである。図中、
■はZn蒸着電極紙(面抵抗値#i7±2Ω/口のベタ
蒸着)を用い、6μm厚のポリプロピレンフィルムを誘
電体としDOPを含浸したコンデンサである。第6図か
ら明らかなように容量形成部側の面抵抗値が低すき゛て
も高すぎても高電位傾度化が不可能であるが、8〜5o
Ω/口にすることにょシロμmと同等の耐圧を有するこ
とがわかった。し・かじながら、電極紙のRmaxが6
〜1011m。
RNが90〜200個/!ll11程度になると耐圧の
低下が見られる。
第7図は第6図で良好な結果を得ること゛ができた8〜
6oΩ/口の面抵抗値を有する電極紙のRmaX、RN
と容量減少の関係を示している。この試験は70℃送風
恒温槽内で行い、コンデンサ構成、誘電体厚み、蒸着金
属、含浸剤等は第6図の場合と同じである。fcだし、
この場合のコンデンサ容量は1.8μF 、印加電圧は
ACeooVである。第7図より明らかなようにRma
xが0.5〜1.5μm、RNが10〜30個/胴では
容量減少が大きくなってくるが、Rmaxが2〜6μm
、  RNが36〜80個/wR程度であればほとんど
容量減少しなくなる。なお、メタリコン金属との接着部
側の面抵抗値をAtの場合は4Ω/口以下にしなければ
通常のAt蒸着フィルム並みの接触抵抗値が得られない
ためtanδ値の上昇をもたらし耐圧低下の方向にコン
デンサに対して働くためメタリコン金属との接着部側の
面抵抗値は蒸着金属がAtの場合は4Ω/口以下にする
必要がある。
第6図、第7図から明らかなようにAt蒸着電極紙を使
用する場合、容量形成部側の面抵抗値を8〜50Ω/口
、電極紙のRmaxを8〜s μm。
RNを36〜80個/聴とすることにより誘電体(ポリ
プロピレンフィルム)厚み6μmの場合と同等の破壊電
圧、容量減少を5μmで達成することができた。本発明
をポリプロピレンフィルム以外の誘電体や6μmよりも
厚い誘電体に対しても適用でき、必要な定格電圧を有す
るコンデンサを高電位傾度化して供給することができる
。第8図。
第9図はZn蒸着電極紙を使用した場合の結果で、この
場合は容量形成部側の面抵抗値を20〜200Q/口、
Rmaxを2〜5 pm、RNを36〜80個/議とす
れば良いことがわかる。なお、図において、■は20〜
200Ω/口、■は260〜400Ω/ロ、◎は2〜7
Ω/口のものであり、従来品とあるのは第6図、第7図
のそれと同じである。
以上述べてきたように本発明によれば、従来不可能であ
った高電位傾度設計が可能となり、同一誘電体厚みで高
い定格電圧を印加することができるため省資源化に対し
て十分寄与することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第6図は本発明による油浸コンデンサの各実施
例の断面図、第6図、第8図は金属化紙の表面粗さの最
大高さ、突起数に対する破壊電圧の特性図、第7図、第
9図は同容量減少率特性図である。 1・・・・・・絶縁紙、2・・・・・・金属層、3・・
・・・・絶縁油、4・・・・・・メタリコン金属、6・
・・・・・合せ紙、6・・・・・・合せフィルム(プラ
スチックフィルム)0代理人の氏名 弁理士 中 尾 
敏 男 ほか1名第1図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属化紙の表面粗さの最大高さく、Rmax)が
    2〜6μmで0.2μm以上の突起数が36〜80個/
    朋あり、かつ前記金属化紙がアルミニウムによってメタ
    リコン金属との接着部側の面抵抗値が4Q/口以下、容
    量形成部側の面抵抗値が8〜5゜Ω/口に金属化されて
    おり、かつ絶縁油が含浸されていることを特徴とする油
    浸コンデンサ〇(2)金属化紙の表面粗さの最大高さく
     Rmax)が2〜5μmで0.2μm以上の突起数が
    36〜80個/間あシ、かつ前記金属化紙が亜鉛によっ
    てメタリコン金属との接着部側の面抵抗値が9Ω/口以
    下、容量形成部側の面抵抗値が20〜200Ω/口に金
    属化されており、かつ絶縁油が含浸されていることを特
    徴とする油浸コンデンサ。
JP11577082A 1982-07-02 1982-07-02 油浸コンデンサ Pending JPS596523A (ja)

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JP11577082A JPS596523A (ja) 1982-07-02 1982-07-02 油浸コンデンサ

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ID=14670616

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JP11577082A Pending JPS596523A (ja) 1982-07-02 1982-07-02 油浸コンデンサ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6144417A (ja) * 1984-08-08 1986-03-04 ニチコン株式会社 油浸コンデンサ

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JPS4710366U (ja) * 1971-02-23 1972-10-06
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JPS5272458A (en) * 1975-12-15 1977-06-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Capacitor
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