SE451351B - Kraftkondensator, omfattande atminstone ett lindat kondensatorelement - Google Patents

Description

m 15 20 25 35 451_351 I 2 fordras för till- och avledning av elektrisk ström av avsedd storlek till kondensatorenheten; Ofta är antalet strömuttagsband litet och strömuttags- banden anordnade med stora inbördes avstånd, så att de endast täcker någon procent eller mindre sv längden på. varje metallfolie.

Enligt en känd, likaledes kommersiell modifikation av den ovan beskrivna kondensatorn användes metallfolier, som vid kondensatorns ändytor har in- vikta kanter. Även kanterna i början och slutet av de pålindade folierna kan vara invikta, normalt tvärs foliernas längsriktning. Genom vikningen uppnår man förbättrade glimegenskaper, beroende på. att en vikt kant blir relativt jämn och avrundad och utan vassa spetsar och oregelbundenheter, som kan förekomma på. en kant som på. vanligt sätt är skuren.

Enligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att markant förbättra glimegenskaperna hos en kondensator med lindade kondensatorelement och att i motsvarande grad förbättra prestanda och driftsäkerhet hos en kon- densator vilka i hög grad är beroende av kondensatorns glimningsegenskaper.

Förbättringar: åstadkommas genom att varje metallfolie vid den ändyta av kon- densatorelementet, där strömuttagsband från metallfolien skjuter ut utanför ändytan, anordnas med sin kant utanför kanten på. polymerfilmerna, 'medan vid samma ändyta. hos kondensatorelementet kanten på den intilliggande, som mot- satt elektrod fungerande metallfolien är anordnad med sin kant innanför kan- ten på polymerfilmerna och med kanten vikt längs en åtminstone väsentligen i metsllfoliens längsriktning gående linje.

En vikning av kanten hos ändarna i början och slutet av varje folie, dvs hos den först respektive den sist pålindade delen av varje folie, tvärs fo- liens längsriktning eller i annan vinkel med foliens längsriktning kan med- föra en ytterligare förbättring av kondensatorns glimegenskaper.

Vad den föreliggande uppfinningen avser och vad som kännetecknar den framgår av patentkraven. * En möjlig förklaring till den genom den föreliggande uppfinningen upptäckta förbättringen av en kondensators egenskaper kan vara följande. Området där strömuttagsbanden skjuter ut från en metallfolie i de beskrivna kända kon- densatorerna kan ur glimníngssynpuiakt vara svaga punkter och dessa svaga punk- ter kan, trots den ringa del av metallfoliernas längd de täcker, vara avgör- ande för glimegenskaperna för hela kondensatorelementet. Dessa svaga punkter skulle enligt denna teori elimineras genom åtgärderna enligt uppfinningen. 30 10 15 20 25 55 _ 5 451 351 Uppfinningen lämpar sig för användning i kondensatorer med polymerfilm och papper (av cellulosa) som fast dielektrikum, såväl som i kondensatorer med enbart polymerfilm som fast dielektrikum. Den förbättring av glimegenskaperna som uppnås enligt uppfinningen medger med bibehållna prestanda hos enrkon- densator användning av tjockare polymerfílmer än vad som annars skulle vara möjligt respektive med bibehållen tjocklek hos polymerfilmen användning av en kondensator vid en högre påkänning än vad som annars skulle vara möjligt.

Detta är av stor ekonomisk betydelse. Särskilt gäller detta för kondensato- rer med enbart polymerfilm som fast dielektrikum därför att friheten att välja tjocklek hos polymerfilmen för att uppnå optimala egenskaper hos kon- densatorn är av större betydelse för sådana kondensatorer än för kondensato- rer i vilka papper ingår i dielektrikum.

Metallfolierna består företrädesvis av aluminiumfolier, men även folier av andra metaller, bl a koppar, är användbara. Strömuttagsbanden kan med fördel vara av nämnda material. Metallfolier och strömuttagsband av konventionell tjocklek är användbara.

Polymerfilmen består företrädesvis av poly-propen. Andra användbara polymerer i filmen är andra. polyolefiner såsom polyeten, sampolymerisat av eten och propen och polymetylpenten, vidare polykarbonat, polyetylenglykoltereftalat och polyimid. Även polymerfilmen kan vara av konventionell tjocklek.

Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av ett utföringsexem- pel under hänvisning till bifogade ritning, i vilken figur 1 i perspektiv' visar ett kondensatorelement enligt uppfinningen, delvis upplindat, figur 2 schematiskt i större skala och uträtad en del av ett kondensatorelement i området omkring två strömuttagsband och figur 3 en kondensator enligt uppfin- ningen i ett snitt vinkelrätt mot kondensatorelementens lindningsaxel.

Kondensatorelementet 10 enligt figur 1 är uppbyggt av två aluminiumfolier 11 och 12 samt av fyra polypropenfilmer 15, 14, 15 och 16 lindade i flera. varv omkring en symmetrisxel till en cylindrisk kropp som sedan plattats till.

Varje aluminiumfolie har i det exemplifierade fallet en tjocklek av 5-10 um och en bredd av 520 mm och varje polypropenfilm en tjocklek av 10-20 /um och en bredd av 322 mm. Polypropenfilmema är placerade i en rak rad, dvs rakt utanför varandra från lindningsaxeln räknat i den i figur 1 visade positio- nen. Aluminiumfoliens 11 två kanter är betecknade 17 respektive 18 och alu- miniumfoliens 12 två kanter 19 respektive 20. Kanterna på varje polymerfilm 10 15 20 25 šO 55 451 .351 4 är betecknade 21 respektive 22. Kondensatorelementets ändytor är betecknade 25 respektive 24. Strömuttagsband för folien 11 är betecknade 25 och 26 och strömuttagsband. för folien 12 betecknade 27 och 28.

Aluminiumfolien 11 är med sin kant 17 anordnad utanför kanten 21 på polymer- filmerna 13-16 vid kondensatorelementets ändyta 25. Aluminiumfolien 12 är vid samma ändyta 23 anordnad med sin kant 19, som är en vikt kant, innanför kanten 21 på polymerfilmerna. Aluminiumfolien 11 är anordnad i kontakt med två. strömuttagsband 25 och 26 av aluminium, som skjuter ut utanför konden- satorelementets ändyta 23. Strömuttagsbanden är anordnade på stora avstånd från varandra i aluminiumfoliens längsriktning.

På motsvarande sätt 'a'.r aluminiumfolien 12 anordnad med sin kant 20 utanför kanten 22 på. polymerfilmerna 15-16 vid kondensatorelementets ändyta 24. Alu- miniumfolien 11 är vid samma ändyta 24 anordnad med sin kant 18, som är en vikt kant, innanför kanten 22 på polymerfilmerna. Aluminiumfolien 12 är anord- nad i kontakt med tvâ strömuttagsband 27 och 28 av aluminium, som skjuter ut utanför kondensatorelementets ändyta 24. Strömuttagsbanden är anordnade på stort inbördes avstånd i aluminiumfoliens längsriktning. f ' De närmast strömuttagen 25 och 27 belägna delarna. av kcndensstorelementet visas i figur 2 i större skala i uträtat tillstånd och med folierna för- skjutna från filmerna för att figuren skall bli tydligare. Den vikta. randen vid kanten 18 är här betecknad 29 och den vikta randen vid kanten 19 beteck- nad 50. Vilmingen är i det exemplifierade fallet gjord längs en linje i foliernas längeriktning och utefter foliens hela längd. Varje rand kan ha en breda ev 1; e: 3 m. Avståndet mellan en kent 22 (21) på en pelymerfilm och en vikt kant 18 (19) på en metallfolie 11 (12) är i det exemplifierade fallet 9 mm och avståndet mellan en kant 21 (22) på polymerfilmen och en ut- ekjufanae kent 17 (ao) på samme. fene 11 (12) är 4 m. Uttagen-anden 25-28 är lämpligen fixerade, t ex punktvis genom pressning eller svetsning vid foliestycken 25s. respektive 27a av aluminium för att ge en större kontakt- yta med folierna 11 respektive 12. Varje strömuttagsband kan ha en bredd av t ex 15 mm och en tjocklek av 100 /um. Foliestyckena 25a och 27a. kan ha samma tjocklek som folierna 11 och 12. Strömuttagsbanden med tillhörande folie- stycken anordnas i kondensatorelementet vid lindningen av det genom att läggas in löst mellan ifrågavarande folier och filmer, således t ex uttage- bandet 25 med foliestycket 25a mellan folien 11 och filmen 13. 10 15 20 25 30 35 451 351 Kanterna. i början och slutet av varje metallfolie kan vara vikt. Om kanten 45 på. folien 11 eller kanten 46 på. folien 12 skulle utgöra den första eller sista delen av respektive pålindad folie skulle den vara vikt längs en lin- je, som är vinkelrät mot eller som bildar en vinkel med foliens längsrikt- ning. Om nämnda linje är vinkelrät mot längsriktningen erhålles en vikt rand motsvarande de vikta randerna 29 och 30 men gående vinkelrätt mot dessa ran- der. kondensatorn enligt figur 3 innehåller flera kondensatorelement 10. Mellan angränsande kondensatorlindor är mellanlägg 31 av polypropenfilm anordnade.

Endast två sådana mellanlägg är visade i figur 3. Hälften av kondensator- elementen är inbördes parallellkopplade till en grupp 32 och resterande kondensatorelement parallellkopplade till en annan grupp 33. Dessa två grup- per 'aïr seriekopplade med varandra. De är isolerade från varandra med ett tjockare mellanlägg 34 av polypropenfilm än mellanläggen 31. Inom varje grupp är strömuttagsbanden på ena sidan hos varje element via en säkring 35 kopplade till en samlingsskena 36 respektive 37. Under varje samlings- skena är en remsa 38 respektive 39 av polypropenfilm anordnad. Samlings- skenan 36 är förbunden med genomföringens 40 topp 41. På. motsvarande sätt är samlingsskenan 37 förbunden med toppen på en annan icke visad genomföring av samma slag. På elementens baksida är strömuttagsbanden på baksidan på varje element förbundna med en för grupperna gemensam icke visad samlings- skena. Paketet av element är på alla sidor, alltså även på. den visade fram- sidan och den icke visade baksidan, omgivet av en ytterisolation 42, som isolerar paketet från kondensatorbehållaren 43. Ytterisolationen består av en matta? av fibrer av en polymer såsom t ex polyeten eller polypropen. Även om man undviker användning av material av cellulosa i kondensatorelement och i mellanlägg mellan dem kan man använda cellulosa, lämpligen då i form av presspan, i ytterisolationen eftersom den är lätt tillgänglig för tork- ning och därför inte nämnvärt fördröjer torkningen. Sedan torkningen av- slutats tillföres genom öppningen 44 en dielektrisk vätska, t ex en organisk ester såsom dioktylftalat eller bensylneokaprat, eller ett klorerat kolväte såsom klorerad difenyl, försett med lämplig stabilisator såsom t ex 1-epoxi- etyl-3,4-epoxicyklohexan, tills kondensatorn blir helt utfylld, varefter öpp- ningen 44 tillslutes. ' Uppfinningen har beskrivits närmare för det föredragna fallet att kondensa- torelementets fasta dielektrikum helt består av polymerfilm. Uppfinningar: är dock även tillämplig för kondensatorelement i vilket det fasta dielektriket delvis består av papper (av cellulosa).

Claims (3)

451_351 PATENTKRAV

1. Kraftkondensator, omfattande åtminstone ett lindat kondensatorelement (10), vilket är uppbyggt av elektroder bestående av metallfolier (11, 12) och ett fast dielektrikum omfattande polynerfilmer (13, 14, 15, 16) och i vilket en metallfolie (11) är anordnad i kontakt med separata strömuttags- band (25, 26), som från kondensatorelementets inre skjuter ut utanför konden- satorelementets enaänclyta (23), och en annan metallfolie (12) är anordnad i kontakt med separata strömuttagsband (27, 28), som från kondensatorelemen- tets inre skjuter ut utanför kondensatorelementets andra ändgta (24), k ä n n e t e c k n a d därav, att var och en (11) av meta1lfolierna(11, 12) är anordnad med kanten (17) utanför kanten (21) på. polymerfilmerna vid den 'aïndyta (23) hos kondensatorelementet (10), där strömuttagsbanden (25, 26) för metallfolien skjuter ut, samt att vid samma ändqta (23) hos kondensator- elementet (10) den andra metallfolien (12) är anordnad med kanten (19) innan- för kanten på pelymerfilmem (21) same men denna kan: vik: längs en åtmins- tone väsentligen i metallfoliens riktning gående linje och exponerad åt änd- ytan mellan angränsande polymerfilmer.

2. Kraftkondensator enligt patentlmav 1, k ä. n n e t e e k n a d därav, att kanterna i ändarna av den först pålindade och den sist pålindade delen på. varje folie i det lindade kondensatorelementet är vikt.

3. Kraftkondensator enligt patentkrav 1 eller 2, k ä. n n e t e o k n a d därav, att kondensatorelementet (10) har ett fast dielektrikum av enbart palmer-film (15, 14, 15, 16).