JPS5972714A - 湿式コンデンサ - Google Patents

湿式コンデンサ

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JPS5972714A
JPS5972714A JP18400582A JP18400582A JPS5972714A JP S5972714 A JPS5972714 A JP S5972714A JP 18400582 A JP18400582 A JP 18400582A JP 18400582 A JP18400582 A JP 18400582A JP S5972714 A JPS5972714 A JP S5972714A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode
capacitor
plastic film
resistance value
wet
Prior art date
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Pending
Application number
JP18400582A
Other languages
English (en)
Inventor
吉野 裕教
和田 英一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/14Organic dielectrics
    • H01G4/145Organic dielectrics vapour deposited

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)

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 本発明は主に300v〜IKVの電圧領域で使われる機
器用の湿式コンデンサに関するものである。
従来例の構成とその問題点 これtで300v〜1′Kvクラスの機器用コン7’ン
サは、電極紙とポリプロピレン(PP)−yイルムを積
層巻回し、電極導出用端面電極形成、す3 ペーミ ケ ード線付4を行った後、ケークに収納し、アルキルベン
ゼン(A B)やジオクチルフタレート(nop)等の
絶縁油をコンデンサ素子のフィルム層間にまで充填した
湿式絶縁タイプのものや、9μm以上のフィルム厚を有
するPPフィルムを片面蒸着し、これを積層巻回してか
らコンデンサ素子の周辺にワックスを充填したもの等が
提供されてきた。後者のコンデンサは、いわゆる乾式絶
縁タイプのコンデンサであり、製造上乾燥や浸油といっ
だ工程がない利点があるが、反面定格電圧を高くすると
、容量減少や部分放電による絶縁劣化を起しやすく、あ
まり電圧を高くできないという欠点が存在した。一方、
前者のコンデンサは、コンデンサ素子のフィルム層間に
まで絶縁油が充填されるので、後者のコンデンサより高
電圧の定格電圧で使用できる長所があった。従来の湿式
コンデンサでは、前述したように人BやDOPが用いら
れていたが、ABはDOPに比べ電電特性が良好である
反面、誘電率が小さく油にかかる電気的ストレスは大き
くなる。コンデンサの長期寿命においでは、ABとDO
Pに大差がないこととコンデンサの実効誘電率を大きく
できるため、ABからDOPへ切り替わる方向もあシ、
一部すでに切シ替わったコンデンサが市場にでている。
第1図は、従来の湿式コンデンサの概略図であシ、絶縁
紙1に亜鉛を蒸着してなる亜鉛蒸着金属層(電極)2を
設けた電極紙とPPフィルム3とを積層巻回しフィルム
層間にDOP5を充填している。電極の引出しは電極導
出部4によって行われている。亜鉛よシなる金属層2の
抵抗値は7±2Ω/ロ程度になっている。
発明の目的 本発明は、主に30OV〜1Kvの電圧領域で使われる
絶縁油を充填してなる湿式(油入式)コンデンサの定格
電圧を同一誘電体厚みのシートを使用していてもさらに
高く設定できる(高電位傾度化のだめの)ように・した
ものであり、DOPの実効誘電率がABよシ大きくでき
る長所をほとんど低下させることなく、さらに亜鉛蒸着
電極を有するコンデンサの耐圧をより高く設定できるよ
う5 ベー、・ にしたものである。
発明の構成 上記目的を達成す不ために本発明は、電極(金属層)の
一部または全部が亜鉛よりなる金蔵化シートを積層巻回
して構成したコンデンサ素子にアジピン酸ジ2−エチル
ヘキシルを含浸してコンデンサとしたものである。
実施例の説明 以下本発明によるコンデンサの一実施例について第2図
の図面とともに第1図と同等部分には同じ番号を付し、
説明する。
絶縁紙1に亜鉛を蒸着してなる亜鉛蒸着金属層6.7を
設けた電極紙とPPフィルム3とを積層巻回しシート(
フィルム)層間にアジピン酸ジ2出部4によって行う。
従来例と異なるのは、充填剤にDO人を用いている点と
蒸着金属層の厚み(言い換えれば抵抗値)が電極導出部
4との接着部個人が厚く(抵抗値で7±2Ω/口)、容
量形6 ベージ 酸部側Bが薄い(抵抗値で20〜800Ω/口)点であ
る。ここで有効電極全幅Cに対して容量形成部側の電極
幅Bは少なくとも半分以上設ける必要がある。なぜなら
半分よシ狭くすると、2枚の電極紙の7±20/口の抵
抗値の部分が重なってしまい従来の構成と同じものが部
分的に存在するからである。これは後述するようにセル
フヒール(自己回復)性を悪くする。
電極導出部4との接着部側の金属層6はすべて亜鉛で構
成してもよいし異種金属との多層構造としてもよい。た
だ容量形成部側の金属層7は亜鉛よシなる金属層とする
必要がある。これは容量減少を抑えるために必要な構成
であり、20〜800Ω/口という高い抵抗値を確保す
る上からも亜鉛単独の方かやシやすい。また充填剤DO
Aにエポキシ系の添加剤を5重量%以内添加すれば寿命
的に安定する事実があシ、本発明におけるDOAはそう
した添加割入fiDOAも含まれる。
第3図は100℃における各種コンデンサの論δ−電圧
特性を示す。11は従来の構成(第1図7ベーミ゛ の構成)よりなるコンデンサの特性、 12は電極紙(
コンデンサ素子)だけは本発明よりなる構造であるが、
充填剤がDOPであるコンデンサの特性、 13は従来
の構成とほとんど同じであるが、金属層がアルミニウム
よシなるコンデンサの特性、14は従来の構成とほとん
ど同じであるが、充填剤がDOAであるコンデンサの特
性をそれぞれ示している。 13の特性は11,12に
比べて改善されているが、寿命試験における容量減少が
大きいという間頭点がある。11と14は充填剤がDO
PとDOAの違いだけであるが、大きく特性が違うこと
がわかる。ここではっきり亜鉛蒸着電極下における湿式
コンデンサには、DOAが充填剤(含浸剤)として適し
ていることが判る。
第4図は、80℃無風恒温槽内における各種コンデンサ
の温度上昇曲線であり、 15は容量形成部側の電極の
抵抗値が800Ω/口、電極導出部との接着部側の電極
の抵抗値が7Ω/口で、電極導出部との接着部側の電極
幅が有効電極全幅の1/1oであるコンデンサであり、
この場合は発熱が大きく50OVを印加してもケース壁
の温度は急上昇し熱破壊に至る。この場合、全電極や抵
抗値の−δ寄与分は0.1%をはるかに超えている。
なお、特性15のコンデンサはPP5μフィルムを誘電
体として使用しておシ、DOAが含浸されている。 1
6は容量形成部側の電極の抵抗値が600Ω/口、電極
導出部との接着部側の電極の抵抗値が7Ω/Ωで、電極
導出部との接着部側の電極幅f゛ d有効電極全幅の1/10であるコンデンサであシ、5
00Vを印加すると発熱は大きいが破壊はさ せずeooVに昇1して直ちに破壊した。この場合の全
電極抵抗値の−δ寄与分は0・1チ前後となっている。
このコンデンサもPP5μフィルムを使用しており、D
OAが含浸されている。 β7は従来のDOPを含浸し
た従来のコンデンサであり、PP6μフィルムを誘電体
として使用している。500Vでの発熱はi5. 7!
6のものより低く600vにおいても熱破壊はするが長
時間耐え得る。この従来のコンデンサの全電極抵抗値の
−δ寄与分は0.0014%程度となっている。 18
は9 ページ 本発明よりなるコンデンサであシ、PP5μフイルムを
誘電体として使用し、DOAを含浸している。従来のコ
ンデンサ(特性J7)よシ誘電体厚は諜 薄いが、esoov、eoov誘電時誘発時が少なく、
従来のコンデンサと同等以上の耐圧を有していることが
わかる。なお、第4図のコンデンサの容量はすべて20
μFである。
第5図は、容量形成部側の電極の抵抗値RHをパラメー
タに有効電極幅りに対するRu部の幅LIIHの割合と
全電極抵抗値の−δ寄与分との関係を表わす。本発明よ
りなるコンデンサの電極紙は全電極抵抗値の−δ寄与分
が第5図の斜線内に収まるようにRHおよび′RHの幅
LR)Iが決定される。すなわちRiは20〜800Ω
/口の範囲でかつ容量形成部側の電極の幅LIIBは有
効電極幅りに対して少なくとも半分以上設け、これら全
電極抵抗値の一δ寄与分がo、ooo6以下(0,05
チ以下)となるような第2図に示す電極紙を構成する。
従来のコンデンサのような蒸着電極の金属層厚みがほと
んど一定で5〜9Ω/口程度の抵抗値を有す10 べ−
′ る電極紙からなるコンデンサではセルフヒール時のエネ
ルギーが大きく油の汚損を大きくし、−δ値の増大をも
たらし、特に高温雰囲気中での耐圧低下が著しいが、本
発明よシなるコンデンサでは第4図に示すようにPP5
μフイルムでPP6μフィルムと同程度以上の耐圧を発
揮する。セルフヒールエネルギーを小さく抑える効果が
明確になるのは、20Ω/口以上の抵抗値からであり、
電極抵抗値の−δ寄与分がコンデンサ発熱に影響しない
○、os%以下にするためには800Ω/口以下に容量
形成部側の電極抵抗値を設定する必要がある。
なお、本発明はコンデンサを構成するシートが紙とプラ
スチックフィルムである場合でかつ紙が電極紙として使
用される場合を中心に述べたが、片面蒸着紙とプラスチ
ックフィルムによる構成としてもよいし、従来、巻回後
のシート層間にまで含浸剤を充填することが困難であっ
たプラスチックフィルムのみによる構成でも巻回時にシ
ート層間にDOAを挟在させる形で充填させてコンデン
11  ヘーン サとしてもよい。また、シート層間に容易に含浸剤を巻
回後充填できる粗面化プラスチックフィルムのみによる
構成や粗面化プラスチックフィルムとプラスチックフィ
ルムからコンデンサを構成してもよい。
発明の効果 このように本発明によれば、従来と同様の誘電なり、省
資源化に大きく貢献できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の湿式コンデンサの要部断面図、第2図は
本発明の湿式コンデンサの要部断面図、第3図は各種コ
ンデンサの−δ−電圧特性図、第4図は各種コンデンサ
のケース壁の温度特性図、第5図はコンデンサの全電極
抵抗値とそれの−δ寄与分との関係を表わす特性図であ
る。 1・・・・・・絶縁紙、3・・・・・・プラスチックフ
ィルム(ポリプロピレンフィルム)、4・・・・・・電
i導出部、6.7・・・・・・電極(亜鉛蒸着金属層)
、8・・・・・・アジピン酸ジ2−エチルヘキシル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第3図 、 貫圧(V)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極の一部または全部が亜鉛よジなる金属化シー
    トを積層巻回したコンデンサ素子にアジピン酸ジ2−エ
    チルヘキシルを含浸したととを特徴とする湿式コンデン
    サ。
  2. (2)  コンデンサ素子の電極導出部側の電極の抵抗
    値が7±20/口で容量形成部側の電極の抵抗値が20
    〜800Ω/口であシ、容量形成部側の電極の幅を有効
    電極全幅に対して少なくとも半分以上設け、かつ電極導
    出部側と容量形成部側の電極の両方を含む全電極の抵抗
    値の−δ寄与分がo、ooos以下であることを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項に記載の湿式コンデンサ
  3. (3)  コンデンサ素子を構成するシートが紙とプラ
    スチックフィルムであることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項または第(2)項に記載の湿式コンデンサ
    。 2 ベーラ″
  4. (4)  コンデンサ素子を構成するシートがプラスチ
    ックフィルムのみであることを特徴とする特許請求の範
    囲第(1)項または第(2)項に記載の湿式コンデンサ
  5. (5)プラスチックフィルムが粗面化ブラフチックフィ
    ルムのみであることを特徴とする特許請求の範囲第(4
    )項に記載の湿式コンデンサ。
  6. (6)  プラスチックフィルムがプラスチックフィル
    ムと粗面化プラスチックフィルムであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第(イ)項に記載の湿式%式%
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142907A (ja) * 1984-08-06 1986-03-01 ニチコン株式会社 油浸コンデンサ
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JPS61121313A (ja) * 1984-11-16 1986-06-09 松下電器産業株式会社 金属化フイルムコンデンサ

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