SE408974B - Kraftkondensator och sett for dess framstellning - Google Patents

Description

15 20 25 BO 55 _7712ea4f9 intrång-ning av vätska förhindras. För att underlätta vätskans inträngning har man föreslagit användning av metallfolier och polymerfilmer som inte är släta utan är försedda med intryckningar eller utformade med ytliga ojämnheter så. att kanaler för vätskan bildas inom lindorna. I praktiken har man emellertid varit hänvisad till att lägga in tidigare nàímnda porösa skikt i form av papper intill polymerfilmerna. Pappersskikten verkar då som vekar för insugning av den dielektriska vätskan till lindans inre delar så att polymerfilmerna där blir impregnerade. Inbyggnaden av pappersskikten innebär att torknin@processen blir mycket tidsödande och tar flera dygn i anspråk vid lågt tryck och vid hög temperatur. Användning av presspan eller papper i isolationen omkring lindorna bidrager i hög grad till att göra torkningen tidsödande. Inbyggnad av pappers- skikt är givetvis också. en nackdel av det skälet att den för en given spänning och kapacitans medför en väsentlig ökning av kondensator-ns yttre dimensioner.

Elnligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att åstadkomma en kraftkondensator, vars lindor blir fullständigt utfyllda med dielektrisk vätska utan användning av pappersskikt intill polymerfilmerna och vars torkning och impregnering av lindoma med dielektrisk vätska kan ske med korta tider och vid låg temperatur. Resultatet enligt uppfinningen uppnås genom användning av en speciell kombination av material för polymerfilm, dielektrisk vätska och isolation (ytteri-solation) för isolering av lindorna mot kondensator-behållaren.

Närmare bestämt avser den föreliggande uppfinningen en kraftkondensator omfatt- ande ett antal kondensatorlindor, vilka var och en består av skikt av metall- folie och av skikt av polymerfilm, och vilka är anordnade i en kondensator- behållare och isolerade från denna med en ytterisolation samt vilka är impreg- nerade med en dielektrisk vätska, med vilken kondensatorbehållaren är fylld, kännetecknad därav, att polymerfilmen består av en polyolefinfilm, att den di- elektriska vätskan består av bensylneokaprat samt att ytterisolationen består av ett poröst material uppbyggt av till varandra bundna polyolefinfibrer.

Speciellt föredrages som polymerfilm polypropenfilm och som polymerfibrer i det porösa. materialet i ytterisolationen polypropenfibrer eller polyetenfibrer.

Exempel på. andra användbara polyolefiner i polymerfilmen är polyeten, sampoly- merisat av eten och propen samt polymetylpenten och i* polymerfibrenza sampoly- merisat av eten och propen samt polymetylpenten.

Det porösa materialet i ytterisolationen är normalt arkformigt och kan vara ett s k "non-woven fabric". Det kan vara uppbyggt av polymerfibrer som är godtyck- ligt orienterade i ett plan på samma sätt som oellulosafibrer i ett papper eller 10 15 20 25 55 7712954-9 orienterade i vissa riktningar i planet. Fibrer-na kan vara bundna till varandra bl a på mekanisk väg genom sammanfiltning, eller genom smältning eller med ett adhesiv såsom ett sampolymerisat av butadien och akrylnitril eller ett sampoly- merisat av butadien och styren. Materialet i ytterisolationen har genomgående porer så att det lätt släpper igenom gaser och fukt vid evakuering av kondensa- torbehållarens innehåll och utan svårighet tillåter passage av den dielektriska. vätskan vid impregnering av lindorrla. Porositeten ligger vid 10-60, företrädesvis vid 10-30, volymsprocent. I motsats till papper av cellulosa har ytterisolationen enligt den föreliggande uppfinningen mycket liten benägenhet att hålla kvar vatten och kan lätt befrias från vatten. _ _ Det fördelaktiga resultatet enligt den föreliggande uppfinningen beror till väsentlig del på samverkan mellan bensylneokapratet och polyolefinmaterialet i filmen och ytterisolationen. Bensylneokapratet tränger effektivt in i lindorna beroende dels på låg viskositet, dels på att polyolefinfilmerna inte sväller förrän vätskan hunnit tränga in rnellzm filmerna. Sedan en sådan intränggiing ägt rum förekommer en svällning men den hindrar di inte längre impregneringen. Någon utlösning av beståndsdelar ur filmen eller ytterisolationen som kan påverka väts- kan negativt äger inte rum.

Den ovan nämnda. gynnsamma inträngningen av beneylneokapratet medför att det en- ligt den föreliggande uppfinningen är möjligt att använda även släta filmer av polyolefinen. Av samma skäl är det också möjligt att välja filmer med lämplig tjocklek och därmed filmer som tål höga pâkänningar. Eftersom bensylneokapratet har goda glimningsegenskaper i förening med hög hållfasthet medför användning av denna vätska att man kan tillgodogöra sig egenskapen hos ett bestämt dielelctri- kum att detta i viss tjocklek kan tåla högre pålcänningar. Lindorna har lämpligen en fyllfaktor, som uppgår till högst 90 % och företrädesvis till 80-88 % av den teoretiskt möjliga för att säkerställa att vätskans inträngning skall kunna genomföras utan att praktiska svårigheter uppstår.

Det är möjligt att inkorporera tillsatsmedel, såsom stabilisatorer, i den di- elektriska vätskan. Bland användbara stabilisatorer kan nämnas epoxiföreningar såsom diglycidyleter av bisfenol A, 1-epoxietyl-š,4-epoxicyklohexan, styrenoxid, 1 , 3-bis-(2 J-epoxipropoxi )benzen och di-2-etylheacyl-4, S-epoxitetrahydroftalat .

Mängden stabilisator kan lämpligen uppgå till 0,01-1 procent av vätskans vikt.

Torkning av kondensatorlindorxza och kondensatorbehållarens övriga. innehåll lik- som impregnering med bensylneokapratet sker företrädesvis vid rumstemperatur men kan även ske vid något lägre eller något högre temperatur. Temperaturen bör 10 15 20 25 50 35 7712984 '79 4 dock ligga vid högst 70°C vid torkningen. Vätskans och dielektrikets temperatur bör ligga vid högst 5006 vid impregneringen. Genom att man kan arbeta vid så. låg temperatur undviker man varje risk att polymerfilmer i lindorna skall klibba. ihop och vidare varje risk att bensylneokapratet skall orsaka. en svällning av polymerfilmezna, innan neokapratet hunnit tränga in och impregnera lindorna fullständigt. Vid torkningen och impregxeringen tillåter som tidigare nämnts ytterisolationen passage av gaser respektive av den díelektriska vätskan utan att vatten avges till vätskan.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken fig 1 visar en cellulosafri kondensator enligt den föreliggande uppfinningen i ett snitt vinkelrätt mot lin- dornas längsriktning config 2 ett snitt av ett av metallfolier och polymerfilm heefiåenae bana, vilket bunden innehåller flere varv av.

I kondensatorn enligt fig 1 är lindorna betecknade 10. Varje varv i lindoma består i enlighet med fig 2 av två aluminiumfolier 11 respektive 12 samt av fyra polypropenfilmer 13, 14, 15 och 16. Varje aluminiumfolie har en tjocklek av 5-10 /um och varje polypropenfilm en tjocklek av 10-20 /um. Av fig 2 framgår att folien 11 är indragen från bandets ena kant 17 och folien 12 från bandets andra' kant 18. Den färdiga kondensatorlindan erhåller därigenom på konventio- nellt sätt frikanter på. gavlarna för att förhindra överslag mellan elektroderna. Överslag mellan elektroderna. vid bandets början och slut förhindras lämpligen genom inläggfing av separata polymerfilmer eller genom att en av folierna av- skäras något förskjutet i förhållande till den andra. folien.

Mellan angränsande kondensatorlindor är mellanlägg 20 av två skikt av en 25 /um tjock polypropenfilm anordnad. Endast två. sådana. mellanlägg är visade i fig 1.

Hälften av kendensatorelementen är inbördes parallellkopplade till en grupp 21 och resterande kondensatorelement parallellkopplade till en annan grupp 22.

Dessa två grupper är seriekopplade med varandra. De är isolerade från varandra med ett mellanlägg 23 av fyra. skikt av en 25 /um tjock polypropenfilm. Inom varje grupp är det på. ena sidan utskjutande foliet hos varje linda via en säkring 24 kopplat till en samlingsskena 25 respektive 26. Under varje samlingsskena är en remsa 27 respektive 28 av polypropenfilm anordnad. Samlingsskenan 25 är förbun- den med genomföring-ens 29 topp 30. På motsvarande sätt är samlingsskenan 26 för- bunden med toppen på en annan icke visad genomföring av samma slag. På. lindornas baksida är det på baksidan utskjutande foliet på varje linda förbundet med en för grupperna. gemensam icke visad samlingsskena. Paketet av lindor är på alla sidor, alltså. även på. den visade framsidan och den icke visade baksidan, omgivet

Claims (4)

10 15 7712934-9 av en ytterisolation 52, som isolerar paketet från kondensatorbehållaren 51. Ytterísolationen består av tio skikt av ett 68 /um tjockt arkformigt, poröst material av poly-propenfibrer, där fibrerna hdlles samman utan bindemedel, (t ex wibrii E 1488 från The Kendall cempany, usa). Vid torkningen av lindorna och kondensatorns övriga innehåll är öppningen 55 ansluten till en vakuummzmp med ett tryck vid pumpen av t ex 8 Pa. Tiden för torkningen kan vara. t ex 12 timar. Kondensatorn kan därvid hållas vid rums- temperatur. Sedan torkrxingsn avslutats tillföres bensylneokaprat innehållande 0,5 viktsprocent stabilisator i form av 1-epoxietyl-5yi-epoxicyklohexazz genom öppningen 55, under en tid av 5 timmar, medan den torkade kondensatorn fortfar- ande hålles under nämnda vaku . Förbindelsen med vätskeförrådet upprätthålls-s under ytterligare 15 timar. Kondensatorn blir därigenom helt utfylld och dess lindor fullständigt impregnerade med bensylneokapratet. Vid påfyllningen av bensylxxeokapratet kan kondensatorn liksom neokapratet med fördel hållas vid rumstemperatur. Efter tillslutningen :w öppningen 55 värmebehandlas kondensatorn under minst 8 timmar vid en temperatur av 9000 för att säkerställa att alla eventuellt förekommande gasformiga ämnen i kondensatorn blir helt upplösta i vätskan. PATENTIQAV

1. Kraftkondensator omfattande ett antal-kondensatorlindor, vilka var och en består av skikt av metallfolie och av skikt av polymerfilm, och vilka är anord- nade i en kondensatorbehållare och isolerade från denna med en ytterisolation samt vilka är impregnerade med en dielektrisk vätska, med vilken kondensator- behållaren är fylld, k ä n n e t e c k n a d därav, att polymerfilmen består av en polyolefizxfilm, att den dielektriska vätskan består av bensylneokaprat samt att ytterisolationen består av ett poröst material uppbyggt av till varandra bundna polyolefixxfibrer.

2. Kraftkondensator enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav,'att _ polyolefizzfilmen består av polypropenfilm och polyolefinfibrema av polypropen- eller polyetenfibrer. 5. Sätt att framställa en kraftkondensator enligt patentkrav 1, k ä n n e - t e c k n a t därav, att kondensatorlindor framställes genom lindning av metall- folie och polyolefinfilm, att kondensatorlindorna omges med en ytterisolation bestående av ett poröst material av polyolefinfibrer och placeras i en kondensa-

3. L gv12saA¿s torbehållare, att kondensatorlindonxa. torkas under evakuering av kondensator- behållaren vid en temperatur av högst 70°C, företrädesvis vid rumstemperatur, och att konâensatorlindorna. impregueras med och kondensatorbehållaren fylles med bensylneokaprat vid en temperatur hos polymerfilmen och bensylneokapratet av högst 50%, företrädesvis vid rumstemperatur.

4. Sätt enligt patentkrav 3, k ä. n n e t e c k n a. t därav, att kondensa- torn efter påfyllningen av bensylneokapratet och tillslutning av kondensatarn underkastas en värmebehandling för att säkerställa att alla eventuellt före- kommande gasformiga ämnen blir helt upplösta i bensylneokapratet. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: