SE435559B - Regenererbar elektrisk kondensator - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 40 7800984 '-2 För att övervinna dessa svårigheter är det känt att torka de angivna kondensatorerna i vakuum vid höjd temperatur och genom nog- ~grann inbyggnad, såsom genom ingjutning i epoxidharts, skydda dessa mot tillträde av vattenånga och/eller syre.

Genom DE-OS Zü H5 314 är det känt att skydda en i ett hus in- byggd kondensator genom en åtminstone partiell fyllning av kondensa- torbägaren med syre- och/eller vattenångabsorberande ämnen.

Det är vidare känt att fylla kondensatorhuset med en lämplig isoleringsvätska (t ex genom DE-OS 25 39 781).

Genom DE-OS 23 59 Äšl är vidare en kondensator känd på vilken en kantrémsa av en metall, speciellt aluminium, med en tjocklek mind- re än 25 nm påförts för att minska den höga kantfältstyrkan, vilken därefter genom ett elektrokemiskt och/eller kemiskt och/eller tempe- raturbaserat förfarande i närvaro av syre och/eller vatten överföres till en högresistiv förening. Detta förfarande är mindre lämpat för regenereringsbara kondensatorer, då.det finns en risk för att hela beläggningen oxideras vid behandlingen.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en rege- nererbar elektrisk kondensator, speciellt för växelspänningsanvänd- ningar, som ej uppvisar ovan beskrivna kapacitansminskningar vid drift i vattenånghaltig och/eller syrehaltig atmosfär och som vidare har goda regenereringsegenskaper.

Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att metallbelägg- ningarna utföres av en legering av aluminium och en eller flera me- taller, vars oxider har en resistivitet.3.< 109 9 cm.

Som legeringsmetaller kan lämpligen användas koppar och/eller zink, men även mangan, tenn, silver, krom, järn och/eller bly.

Ytterligare utformningar anges i underkraven.

Fördelen med kondensatorer enligt uppfinningen är att konden- satorer med sådana beläggningar kan användas utan kostsamma torknings- och/eller inbyggningsåtgärder vid höga växelfältstyrkor utan att nâ- gon kapacitansförsämring sker. ' Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av följande ut- föringsexempel under hänvisning till bifogade ritning där fig l visar principuppbyggnaden av en kondensator enligt uppfinningen, och fig 2 visar en förstorad delvy av fin l.

I fig l visas den principiella uppbyggnaden av en kondensator enligt uppfinningen. Plastfolier 1, 2 har regenererbara metallbelägg- ningar 3, H och uppvisar metallfria kantremsor 5, 6 längs långsidorna.

Kontakten mellan metallbeläggningarna 3, H sker med hjälp av Schoop- 10 15 20 25 30 35 NO 7800984-2 3 skikt som ej visas på ritningen som ligger mot kondensatorlindnine- ens båda ändar. Plastfolierna l, 2 är därvid upplindade något för- skjutna, vilket framgår av figuren, så att den elektriska och meka- niska kontakten mellan Schoop-skikten och metallbelämgningarna 3, U förbättras. Proportionerna i figuren är ej skalenliga utan av för- tydligande skäl ändrade. De regenererbara metallbeläagninmarna 3, U kan innehålla metallfria porer 7.

Plastfolierna 1, 2 utgöres lämpligen av polypropen och har en tjocklek av t ex 10 um; dock kan även andra för regenererbara konden- Satorer lämpliga material användas, såsom polykarbonat, polyetylen- tereftalat eller cellulosaacetat. Metallbeläggninmarna 3, H uppvisar en tjocklek av 10 till H0 nm, lämpligen av cirka 20 nm. De består av en genom-förångning påförd legering av aluminium och en eller fle- ra metaller, vars oxider har en resistivitetlg < 109 9 cm. Speciellt lämpliga är legeringar av aluminium och koppar och/eller zink. Dock kan även legeringar av aluminium med mangan, tenn, silver, krom, järn och/eller bly användas. De angivna legerinnarna innehåller 15 till 80 atomprocent aluminium. _ Fig 2 visar en del av fig 1 i förstoring i kantområdet av me- tallbeläggningen U med tillhörande schema. Därvid sträcker sig en icke metallisk, oxiderad form 8 av metallbeläggningen H från punkten x = l till punkten x = l. Ul betecknar spänningen mellan beläggning- arna 3 och U vid punkten x = 0 och U2 betecknar spänningen mellan den oxiderade delen 8 av metallbeläggningen Ä och motbeläggningen 3 i punkten x = 1. Kantfältstyrkan och därmed i avgörande grad belägg- níngsnedbrytningen beror på förhållandet mellan dessa båda spänningar och på längdenaßav oxidzonen 8. 0m.Å är mycket liten, t ex mindre än l um, och 02/Ul likaså är mycket litet innebär detta att spänning- en Ul mellan metallbeläggningarna 3, 4 i oxidzonen 8 på den mycket lilla sträckan.Ä mindre än l um praktiskt taget sjunker till 0. Om fältstyrkan i denna punkt överstiger ett visst värde sker ett över- slag från punkten x = 0 till x = l. Detta överslaa kan uppträda fle- ra gånger inom samma halvperiod för växelspänningen och upprepas i samtliga vidare halvperioder. Det vid dessa mikrokoronaurladdningar bildade aktiva syret oxiderar metallbeläggningen N vidare och leder till den iakttagna, kontinuerliga tillbakadragningen av beläggnings- kanten vid punkten x = 0. Endast om spänninqsfallet från Ul till U2 sträcker sig över en större sträcka.Å, som ej kan utsättas för ett överslag, kan oxidzonen 8 fylla sitt ändamål att minska kantfältstyr- kan till ett oskadligt värde. 10 15 20 25 ,')'O 35 40 ?800984~2 M Häri finns också förklaringen till att aluminium som tidigare användes som beläggningsmetall, som bildar en högisolerande oxid, ej uppfyller detta krav, då spänningen mellan beläggningarna sjunker kraftigt på mycket korta sträckor och därigenom startar den beskriv- na mekanismen, som ej längre kan stannas. I I Beläggningsmetaller, som har oxider med låg resistívitet i 'förhållande till aluminium, såsom t'ex likaså använd zink, löser där- för ej problemet, då de kräver relativt breda oxidzoner för att åstad- komma en sänkning av kantfältstyrkan. Genom bildningsmekanismen sät- tes emellertid gränser för oxidzonens längd. Ytterligare en svårig- ihet med beläggningsmetaller med oxider av låg resistívitet är den ovan angivna otillräckliga självläkningsförmågan hos sådana skikt vid elektriska genomslag genom dielektríkumet. I detta avseende är alu- minium mest gynnsam av samtliga metaller. Också vad gäller kemisk korrosion är aluminium överlägsen metaller med oxider med låg resis- tivitet. I i Metallbeläggningarna i en kondensator enligt uppfinningen, som består av en legering av aluminium och en eller flera metaller, vars oxider har en resistivitet\S< 109 Q cm, uppvisar fördelarna med rena aluminiumskikt som påförts genom förångning, såsom god självläk- ningsförmåga och god kemisk korrosionsbeständighet, utan att under- gå den ovan beskrivna beläggningsnedbrytningen vid höga växelfält- styrkor. _ För framställning av en kondensator enligt uppfinningen påfö- res metallbeläggningarna vid ett kontinuerligt förfarande på plast- folierna genom förångning, varvid legeringsmetallen tillföres förånga- ren i form av trådar.

En speciellt fördelaktig utföringsform kännetecknas av att man använder en tråd med en kärna av en legeringsbeståndsdel, företrädes- vis aluminium, varpå den_andra legerinasbeståndsdelen påförts salva- niskt. Tjockleksförhållandet mellan kärna och mantel bestämmas där- vid genom det önskade blandninmsförhållandet.

Enligt uppfinningen kan de två metallerna påföras i ångform samtidigt från två olika förångare, varvid blandninasförhållandet in- ställes genom förångningshastigheterna hos de'båda förångarna. Vida- re kan en legeringsförånmning enligt'uppfinningen också uppnås genom att man använder en enda förångare vartill föres två olika trådar.

Uppfinníngen är ej begränsad till det utförinqsexempel som be- skrives på ritningen, speciellt kan även andra legeringsmetaller anwnr das om de uppfyller ställda krav. Üppfinningen är vidare användbar

Claims (10)

1. 7800984-2 5. till kondensatorer som består av upplindade plastfolier med metallbe- läggningar påförda på båda sidorna, då en nedbrytning av beläggningen från de fria kanterna också kan ske i dessa kondensatorer genom den höj da xantfaitstyrkan. Patentkrav. l. Regenererbar elektrisk kondensator, speciellt för växel- spänningsanvändningar, som består av upplindade skikt av plastfolier försedda med metallbeläggningar, varvid metallfria kantremsor finns anordnade längs foliernas långsidor, k ä n n e t e c k n a d av att metallbeläggningarna (3, U) består av en legerinfi av aluminium och en eller flera metaller, vars oxider har en resistivitet 9< 109 Q cm.
2. 2. Elektrisk kondensator enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att metallbeläggningarna (3, 4) består av en legering av aluminium och koppar och/eller zink och/eller mangan och/eller tenn och/eller silver och/eller krom och/eller järn ochïeller bly.
3. 3. Elektrisk kondensator enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att metallbeläggningarna (3, U) består av en legering av aluminium och koppar och/eller zink. _ Ä.
4. Elektrisk kondensator enligt något av kraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d av att metallbeläggninaarna (3, H) innehåller 15-80 atomprocent aluminium.
5. 5. Elektrisk kondensator enligt något av kraven 1-U, k ä n - n e t e c k n a d av att tjockleken av metallbeläggningarna (3, N) uppgår till 10-Ä0 nm.
6. 6. Elektrisk kondensator enligt krav 5, k ä n n e t e c k - n a d av att tjockleken av metallbeläggningarna (3, U) är cirka 20 nm.
7. 7. Elektrisk kondensator enligt något av kraven 1-6, k ä n - n e t e c k n a d av att plastfolierna (l, 2) består av polypropen, polykarbonat, polyetylentereftalat eller cellulosaacetat. ~
8. 8. Elektrisk kondensator enligt krav 7, k ä n n e t e c k - _n a d av att plastfolierna (1, 2) består av polypropen.
9. 9. Förfarande för framställning av en elektrisk kondensator enligt något av kraven 1-8, k ä n e t e c k n a t av att metallbe- läggningarna (3, 4) påföres plastfolierna (1, 2) genom förângninq vid ett kontinuerliat förfarande och att legerinasmetallen tillföres för- ångaren i form av trådar.
10. 10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av att en tråd med en kärna av en legerinqsbeståndsdel, lämpliaen aluminium, användes på vilken den andra legeringsbeståndsdelen,påförts salva- niskt.