JPS6170708A - 油入式コンデンサ - Google Patents

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、電力用、電気機器用２通信用等に使われる油
入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 従来の油入式小判形コンデンサは、電極と誘電体を所定
の外径を有する巻取軸に巻始め部１巻終り部の保護用フ
ィルムとともに巻回し、一定量巻取った後、巻取軸から
抜取りプレスして小判状とし、電極がアルミ箔の場合に
はリード箔を挾み込んで電極を引出し、電極が蒸着によ
って形成されている場合には金属溶射を施し、これにリ
ード線を半田付けし電極を引出しケースに収納し絶縁油
を含浸していた。

絶縁油としては、フタル酸エステル等のエステル油やア
ルキルベンゼン（ＡＢ）やジアリルアルカン（ＤＡＡ）
等の炭化水素系絶縁油などを単独でまたは混合して使用
していた。これら従来の絶縁油には絶縁油中の残留不純
物や分解生成物と化学反応して連鎖分解反応を止める安
定剤が多くの場合添加され初期の電気特性を長期にわた
って維持してきた。しかしながら、これら従来の油入式
小判形コンデンサでは、高温でかつ電位傾度を高くした
場合に−δが急激に増大する特性を有してていた。

一方、最近になって前記の従来の絶縁油にシランカップ
リング剤を少なくとも１種類添加した新しい絶縁油が提
案され定格温度９０°Ｃといった高温での使用に耐えた
り、フィルムの薄手化を可能としたりするような油入式
小判形コンデンサが出現するに至った。

第１図はこれら従来の油入式小判形コンデンサの１００
”Ｃにおけるーδ−電圧特性を示しておシ、この場合の
コンデンサ構成は紙の両面に亜鉛を蒸着した電極紙２枚
と厚み８μのポリプロピレンフィルム２枚とを巻回して
なる小判形コンデンサ構成で、それぞれの含浸剤は、ジ
オクチルフタレー）　（ＤＯＰ　）７０ｖｏ２（体積）
チ、ジアリルエタン（ＤＡＥ）３０ｖｏｊ！％の混合油
にエポキシ化大豆油を安定剤として１ｖ０２％添加した
もの（特性Ａ　）　、　ＤＯＰ　７０ｖｏｊ！％、ＤＡ
Ｅ３０ｖｏＡ％の混合油にエポキシ化大豆油を１ｖ０２
％とγ−グリシドキシグロビルトリメトキシシランを１
ｖ０２％添加したもの（特性Ｂ）であり、容量は３２μ
Ｆである。これによればシランカップリング剤を添加し
ていない特性Ａのものでは全体に−δが高く特に高電界
領域で極めて−δが悪くなシ使用温度。

使用電圧が低いところに限定される。これに対してシラ
ンカップリング剤を添加した特性Ｂのものでは−δ特性
が著しく改善されており、９０’Ｃの定格温度、５ｓｏ
ｖの定格電圧に充分耐えさらには１００°Ｃ，７１５Ｖ
の高温過電圧試験にも耐えるコンデンサとなっている。

しかしながら、従来の油入式小判形コンデンサでより一
層高い温度、高い電位傾度の条件で稼動させることは現
在のところ不可能である。

第２図は第１図と同じ油入式小判形コンデンサ（特性Ａ
およびＢ）の構成で周囲温度１１０’Ｃ。

印加電圧７８０Ｖの場合の−δの経時変化を示しておシ
、この条件下ではいずれの場合も最終破壊に至っておシ
、このような条件下では従来の油入式小判形コンデンサ
は稼動不能となっている。

発明の目的 本発明は、高温高電位傾度下での−δが極めて低くかつ
高耐熱構造の油入式小判形コンデンサを提供しようとす
るものである。

発明の構成 そのだめの構成として本発明は、積層巻回した電極と誘
電体の中心部の巻孔に金属板を挿入し、かつ積層巻回体
を扁平形状に形成し、前記金属板の一端のみを前記電極
に溶射した金属溶射部に接触させ、シランカップリング
剤を少なくとも１種類添加した絶縁油を含浸して油入式
コンデンサを構成したものである。

金属板は１枚で構成してもよいし、金属箔を巻始め部の
保護フィルムに先んじて巻回して積層構成してもよい。

金属板の板厚は０．５μｍ以上必要であり、上限は特に
ないが、板厚が厚くなると金属溶射部との接触をしない
一端での金属溶射部との電気的絶縁を確保する必要があ
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ケイ素
化合物である。このシランカップリング剤は通常一般式 で表わすことができる。ここでＸ、〜ｘ３はＳｔ原子に
結合した加水分解性の基を表わし、アルコキシ基、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は各種の有機官能基を表わし、例えばビニル基、
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Ｓｉ原子と結合している。

なかでも好ましいシランカップリング剤は次の通りであ
る。

（１）　　γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン （２）Ｔ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン （３）　　Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノグロビル
トリメトキシシラン （４）　　Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピル
メチルジメトキシシラン （５）Ｔ−アミノプロビルトリエトキシシラン（６）　
　γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（７）　
　γ−クロロプロピルトリメトキシシラン（８）　　ビ
ニルトリス（β−メトキシエトキシ）シランシランカス
プリング剤を添加する絶縁油としてはフタル酸エステル
などで代表されるエステル油やジアリールアルカンやア
ルキルベンゼン、アルキルナフタレン、鉱物油などで代
表される炭化水素系絶縁油などを単独もしくは混合して
使用する。

これに従来より添加されているフェノール系やエポキシ
系およびその池各種安定剤を添加してもよい。

７ランカツプリング剤の有効添加量は絶縁油に対して０
．０２　ｖｏ１％以上であるが、効果とコストの両面か
ら好ましい添加量の範囲はｏ、１ｖｏ１％〜１０　ｖｏ
Ａ％である。

コンデンサを構成する電極としては誘電体を亜鉛やアル
ミニウム等で蒸着して金属化電極としたものやＡｉ箔を
用いる。

コンデンサを構成する誘電体としては合成樹脂フィルム
や紙を用いる。

実施例の説明 以下、本発明の実施例につき説明する。第３図は本発明
よりなる油入式小判形コンデンサ素子の小判形状の短軸
方向で巻取軸に沿っての断面の概略図である。容量形成
部１を第３図の上下方向に押圧してできた隙間に金属板
２が挾在し一端が金属溶射部３と接触している。金属板
２の他端は保護フィルム４によって他方の金属溶射部５
と絶縁されている。

第４図は本発明の第２の実施例であり、第３図と同じ断
面の概略図である。容量形成部１の間に金属板２が保護
フィルム４を介して挾在しており、一端が金属溶射部３
と接触している。金属板２の他端は絶縁物６が金属溶射
部５と絶縁している。

第５図は本発明よりなる油入式小判形コンデンサの周囲
温度１１０°Ｃ２印加電圧７８０Ｖの場合の一ロδの経
時変化を示している。この場合のコンデンサ構成は紙の
両面に亜鉛を蒸着した電極紙２枚と厚み８μのポリプロ
ピレンフィルム２枚とを巻回してなり、５酎厚の亜鉛メ
ッキ鉄板を金属板として使用している。この場合のコン
デンサ素子は概略第４図の構成となっており、金属板の
一端にはフェノール製絶縁物が溶射金属の侵入を防いで
いる。含浸剤の主材はＤＯＰを７　Ｑ　ｖｏｗ　％とＤ
ＡＥを３０ｖｏβチの割合で混合した絶縁油でこれに１
ｖｏＡ％のエポキシ系安定剤を添加している。

Ｃはこれにγ−メタアクリロキシグロビルトリメトキシ
シランを１ｖｏｊ！％、Ｄはγ−グリシドキシプロビル
トリメトキシシランを１　ｖｏｆｉ％添加したもののそ
れぞれ特性であり、本発明よりなる油入式小判形コンデ
ンサは従来の油入式小判形コンデンサが耐えることがで
きなかった高温高電位傾度の条件下でも充分使用できる
ことを示している。

発明の効果 以上のように本発明によれば、従来の油入式小形コンデ
ンサが耐えることができなかった高温高電位傾度の条件
下でも破壊しない−δが低く、高耐熱高耐電圧の油入式
小判形コンデンサを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油入式小判形コンデンサの−δ−電位傾
度特性図、第２図は従”来の油入式小判形コンデンサの
−δ経時変化特性図、第３図、第４図は本発明よシなる
油入式小判形コンデンサの各実施例の概略断面図、第５
図は本発明よりなる油入式小判形コンデンサの−δ経時
変化特性図であ金属溶射部、４・・・・・・保護フィル
ム、６・・・・・−絶縁物。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 イ〜ｉ１　　　　イシ１　　イを頁　　、イー　（とイ
ａ）第２図 ｇ４　　　間　（幻 第３図 第４図 第５図 時　間Ｃ介Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 積層巻回した電極と誘電体の中心部の巻孔に金属板を挿
   入し、かつ積層巻回体を扁平形状に形成し、前記金属板
   の一端のみを前記電極に溶射した金属溶射部に接触させ
   、シランカップリング剤を少なくとも１種類添加した絶
   縁油を含浸した油入式コンデンサ。