DE1156895B

DE1156895B - Mit einem Kunststoff umhuellter Plattenkondensator

Info

Publication number: DE1156895B
Application number: DEA34054A
Authority: DE
Inventors: Ruth Myklebust
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1959-03-05
Filing date: 1960-02-24
Publication date: 1963-11-07

Description

Mit einem Kunststoff umhüllter Plattenkondensator Plattenkondensatoren werden in der Weise hergestellt, daß Scheiben aus einem dielektrischen Material und Metallfolien abwechselnd aufeinandergestapelt werden. Die Herstellung solcher Kondensatoren ist schwierig, da die Platten aus dielektrischem Material und die Metallfolien jede für sich abwechselnd aufeinandergelegt und Maßnahmen getroffen werden müssen, um die Metallfolien in ihrer richtigen Lage festzuhalten. Um die Scheiben und die Folien im Verhältnis zueinander so gut wie möglich festzulegen und Verschiebungen bei Temperaturänderungen zu verhindern und die an sich sehr schlechte Stabilität des Plattenkondensators zu verbessern, ist es bekannt, Vorrichtungen anzubringen, die das gestapelte Paket zusammenklemmen. Unerwünschte Lufteinschlüsse, die zu einer niedrigen Glimmeinsatzspannung Veranlassung geben, hat man durch Imprägnierung des Kondensators zu vermeiden versucht. Die Herstellung solcher Kondensatoren bleibt umständlich, und sie haben weiter den Nachteil, daß die Klemmvorrichtungen einen verhältnismäßig großen Raum in Anspruch nehmen.
Es gibt weiter Plattenkondensatoren, deren Elemente aus einem dielektrischen Material, z. B. Glimmer, bestehen und auf beiden Seiten Beläge aufweisen. Die Elemente sind, abgesehen von den Randstreifen längs der Kanten, mit Metallschichten bedeckt. Jedes Element besteht dabei aus einer mit Metallschichten auf beiden Seiten versehenen Platte von der Größe, die der Kondensator erhalten soll. Kondensatoren dieser Art haben eine gute Stabilität, da die Metallschichten auf beiden Seiten der Platte mit dieser fest verbunden sind.
Um die Kondensatoren gegen Feuchtigkeit und mechanische Beschädigung zu schützen und die Glimmeinsatzspannung zu erhöhen, ist es weiter bekannt, sie mit einem Kunststoff zu umgießen.
Die Erfindung betrifft einen mit einem Kunststoff umhüllten Plattenkondensator für hohe Spannungen, der mehrere Einzelelemente aus steifem, auf beiden Seiten teilweise mit fest aufgebrachten Metallschichten versehenem dielektrischem Material enthält. Ein solcher Kondensator ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Einzelelemente parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnet und die Zwischenräume zwischen den Einzelelementen mit dem Umhüllungskunststoff ausgefüllt sind. Durch die Anordnung der Einzelelemente mit Zwischenräumen parallel zueinander und die Ausfüllung der Zwischenräume mit dem Umhüllungskunststoff werden die Kanten der Metallschichten der Einzelelemente vollkommen in dem Kunststoff eingebettet. Man erhält so einen Kondensator mit einer hohen Stoßspannungsfestigkeit und einer beträchtlich verbesserten Glimmeinsatzspannung sowie einen sehr stabilen und kompakten Aufbau des Kondensators.
Ein Kondensator nach der Erfindung wird erheblich kleiner als bekannte Plattenkondensatoren für die gleiche Spannung. Es hat sich erwiesen, daß solche Kondensatoren nach der Erfindung besonders große Vorteile haben, bei denen wesentliche Bestandteile des dielektrischen Materials und des Umhüllungskunststoffes von derselben Art sind. Dies ist z. B. der Fall, wenn das dielektrische Material aus einem Glasfaserlaminat mit einem Äthoxylinharz als Bindemittel und der Umhüllungskunststoff aus einem Äthoxylinharz besteht. Dabei wird eine sehr gute Benetzung des dielektrischen Materials mit dem als Umhüllungskunststoff verwendeten Gießharz erhalten, was eine gute Homogenität und einen gleichmäßigen Übergang mit enger Verbindung zwischen dem Material in den Platten und dem Gießharz und eine hohe Glimmeinsatzspannung ergibt. Wenn das dielektrische Material einen Kunststoff anderer Art als das Gießharz enthält, können ähnliche Resultate erhalten werden, wenn das dielektrische Material und das Gießharz eine gute Affinität zueinander haben, so daß eine enge und homogene Verbindung zwischen beiden Stoffen erhalten wird.
Das dielektrische Material in den Platten kann aus verschiedenen Arten von Laminaten bestehen, z. B. solchen mit einer Armierung aus Papier, aus verschiedenen Geweben, z. B. aus Glasgeweben. Als zusammenhaltendes Bindemittel kann unter anderem ein Phenolharz, ein Polyesterharz, ein Äthoxylinharz od. dgl. verwendet werden. Auch Thermoplastfolien, wie Polytetrafluoräthylenfolien, Polyamidfolien u. dgl., und Glimmerprodukte können Anwendung finden.
Der Umhüllungskunststoff, der z. B. ein Polyesterharz oder ein Athoxylinharz sein kann, kann in reiner Form verwendet werden, aber auch mit einem Füllmittel, wie Quarzmehl od. dgl., versetzt werden.
Nach der Erfindung wird der Plattenkondensator vorzugsweise so hergestellt, daß mehrere mit Anschlußfahnen versehene Einzelelemente parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnet und mit Hilfe fester Distanzstücke und mit den Anschlußfahnen verlöteter Anschlußleitungen zu einem selbsttragenden Paket zusammengefügt werden und das Paket dann mit dem Umhüllungskunststoff umgossen wird.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Kondensators nach der Erfindung. Er enthält sechs reihengeschaltete Einzelelemente 1, wobei jedes aus einer 2 mm dicken Platte 2 aus einem Glasfiberlaminat mit einem Äthoxylinharz als Bindemittel und aus auf beiden Seiten der Platte angebrachten 0,03 mm dicken Kupferbelägen 3 besteht, die ihre Form durch Abätzen nicht gewünschter Teile längs den Kanten der vollständig belegten Platten erhält. Solche dielektrische Materialien mit auf beiden Seiten angebrachten Metallbelägen werden seit langem für die Herstellung von gedruckten Schaltungen verwendet.
Das Aussehen einer Einheit der genannten Art geht aus der Fig. 2 hervor, sie zeigt die Vorderseite A und die Rückseite B eines Kondensatorelementes und einen Schnitt C durch das Element. Die Abmessung der Platte ist etwa 40 X 50 mm. Zwischen den Elementen des Kondensators nach Fig. 1 liegen Distanzstücke 4, die z. B. aus Preßspan und 0,5 mm dick sein können. Die benachbarten Metallschichten zweier aufeinanderfolgender Elemente sind leitend verbunden. Die Anschlußklemmen sind mit 5 und 6 und die zu diesen führenden gemeinsamen Ableitungen mit 7 und 8 bezeichnet. Das Gießharz 9 besteht aus einem Athoxylinharz mit Quarzfüllung. Ein Kondensator gemäß Fig. 1 zeigt eine Glimmeinsatzspannung von 15 kVeff und eine Festigkeit für kurzzeitige Beanspruchungen von 50 kVeff. Die Kapazität ist 500 pF. Die Bodenfläche des umgossenen Kondensators gemäß Fig. 1 ist 30 X 60 mm und die Höhe 70 mm.
Die Herstellung eines Kondensators gemäß Fig. 1 kann in folgender Weise vor sich gehen: Die Kondensatorelemente 1 werden durch Entfernung der nicht erwünschten Teile der deckenden Metallbeläge vorbereitet. Danach werden Kupferstreifen 10 durch Löten auf den Metallbelägen an den Stellen, an denen die Beläge sich bis zu der Kante jeder Einheit erstrecken, angebracht und über die Kante gebogen, so daß sie die Form erhalten, die aus Fig.1 hervorgeht. Zwischen den Elementen werden die Distanzstücke 4 durch Punktleimung angebracht. Danach werden die Anschlußleitungen 7 und 8 an den Kupferstreifen 10 festgelötet. Dabei ergibt sich ein stabiles selbsttragendes Paket, das in eine Gießform gestellt wird. Diese enthält Auskehlungen für die an den Ableitungen 7 und 8 befestigten Anschlußklemmen 5 und 6. Diese Auskehlungen tragen mit den in ihnen sitzenden Anschlußklemmen während des Umgießens das Paket und halten es gleichzeitig in seiner Lage. Nach Füllen der Form mit Gießharz wird es gehärtet. Eine Vorrichtung, die die Platte zusammenklemmt, sei es während des oder nach dem Umgießen, ist nicht erforderlich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Mit einem Kunststoff umhüllter Plattenkondensator für hohe Spannungen, der mehrere Einzelelemente aus steifem, auf beiden Seiten teilweise mit fest aufgebrachten Metallschichten versehenem dielektrischem Material enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelelemente parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnet und die Zwischenräume zwischen den Einzelelementen mit dem Umhüllungskunststoff ausgefüllt sind.
2. Plattenkondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wesentlichen Bestandteile des dielektrischen Materials und des Umhüllungskunststoffes von derselben Art sind.
3. Plattenkondensator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material aus einem Glasfaserlaminat mit einem Athoxylinharz als Bindemittel und der Umhüllungskunststoff aus einem Äthoxylinharz besteht.
4. Verfahren zur Herstellung von Plattenkondensatoren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit Anschlußfahnen (10) versehene Einzelelemente (1) parallel zueinander und mit Abstand voneinander angeordnet und mit Hilfe fester Distanzstücke (4) und mit den Anschlußfahnen verlöteter Anschlußleitungen (7, 8) zu einem selbsttragenden Paket zusammengefügt werden und das Paket dann mit dem Umhüllungskunststoff umgossen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung T 4263 VIII d/21 c (bekanntgemacht am 2.4. 1953); schweizerische Patentschriften Nr. 229 055, 286 659; französische Patentschrift Nr. 826 558.