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Die Erfindung betrifft einen Leistungskondensator mit zumindest einem Wickel aus Metall- und Kunststoffolien, der von einem Isoliermantel umgeben, in ein Metallgehäuse eingeschlossen und mit einem dielektrischen Isolieröl imprägniert ist.
Leistungskondensatoren dieser Gattung weisen meist eine grosse Anzahl von flachgedrückten und übereinander gestapelten Wickeln auf, die elektrisch parallel- und/oder seriengeschaltet sind.
Die Wickelisolation besteht bei den sogenannten"Nurfolien-"oder"all-film-"Kondensatoren aus- schliesslich aus einer oder mehreren Lagen von Kunststoffolien, vorzugsweise Polypropylenfolien, und die Imprägnierung erfolgt mit einem Isolieröl, das den Kunststoff nicht angreift, im Falle von
Polypropylenfolien beispielsweise mit Isopropylbiphenyl.
Der Isoliermantel ist bisher in der Praxis zur Einsparung von Materialkosten aus Press- span, dickem Kabelpapier oder gemäss der US-PS Nr. 3, 098, 956 unter gleichzeitiger Ausbildung von einseitig offenen Kanälen, in welche das Isoliermittel in Wärmekontakt mit dem Kondensatorwickel strömen kann, aus Wellpapier hergestellt worden.
Im Hinblick auf den relativ hohen Feuchtigkeits- gehalt dieses Isoliermaterials (etwa 7% Wassergehalt gegenüber einem Wassergehalt von weniger als 0, 1% bei unporösen Kunststoffolien) erfordert die Evakuierung des Kondensatorgehäuses und die nachfolgende Imprägnierung des Kondensators im Vakuumkessel eine Behandlungszeit von etwa
4 Tagen, und der während dieser langen Behandlungszeit erforderliche, relativ hohe Energieauf- wand (Pumpenleistung und Heizleistung der Vakuumtrockenanlage) überwiegt mit zunehmenden
Energiekosten immer mehr den Vorteil der geringen Materialkosten der Pressspan- bzw. Papier- isolierung.
Aus der DE-OS 2848180 sind Wickelkondensatoren bekannt, deren Wickel gegenüber dem
Metallgehäuse durch eine Aussenisolation aus einem porösen Material isoliert sind, das aus aneinander gebundenen Polyolefinfasern aufgebaut ist. Dieses Material ist nicht nur in der Herstellung sehr teuer, sondern hat wegen seiner porösen Struktur und des in der Regel vielschichtigen Aufbaues der Aussenisolation immer noch, wenn auch in etwas geringerem Ausmass als die vorstehend erwähnte Papierisolation, den Nachteil eines relativ hohen Feuchtigkeitsgehaltes, so dass es ebenfalls relativ lange Behandlungszeiten bei der Fertigstellung des Kondensators erfordert.
Die Herstellung des Isoliermantels durch Einhüllen des Wickels oder Wickelstapels in ein-oder mehrlagige glatte, praktisch unporöse Kunststoffolien bis zur Sicherung der jeweils erforderlichen Durchschlagfestigkeit gegenüber dem Metallgehäuse würde zwar wegen des geringen Feuchtigkeitsgehaltes solcher Kunststoffolien die erforderliche Evakuier- und Imprägnierzeit des Kondensators und damit die hiefür anfallenden Energiekosten vermindern, anderseits aber die Arbeitskosten für den Einhüllvorgang und insbesondere die Materialkosten für den Isoliermantel erhöhen.
Die Erfindung befasst sich deshalb mit der Aufgabe, Leistungskondensatoren der einleitend angegebenen Gattung so auszubilden, dass sie mit möglichst geringem Aufwand an Material-, Arbeits- und Energiekosten hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen Leistungskondensator dadurch gelöst, dass der den Wickel bzw. einen Wickelstapel umgebende Isoliermantel von Hohlprofilplatten, insbesondere Stegdoppelplatten, aus Kunststoff gebildet ist.
Unter Hohlprofilplatten sind Platten mit inneren Hohlräumen zu verstehen, die mit dem Aussenraum kommunizieren und daher ein Eindringen von Isolieröl in das Platteninnere ermöglichen. Insbesondere eignen sich für die Zwecke der Erfindung sogenannte Stegdoppelplatten, die aus zwei parallelen, dünnen Aussenschalen bestehen, welche durch senkrecht dazu in Abständen parallel zueinander verlaufende gerade Stege miteinander verbunden sind, wobei das Isolieröl von den Plattenkanten her in die zwischen den Schalen und den Stegen vorhandenen Kanäle eindringen kann.
Die Materialkosten solcher Platten, die im Strangpressverfahren hergestellt werden, sind relativ gering, und da der Kunststoff nur geringen Wassergehalt hat, vergleichbar mit dem geringen Wassergehalt der Kunststoffolien des Wickels, werden durch den Isoliermantel aus
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gleicher Durchschlagfestigkeit insgesamt eine erhebliche Verminderung der Herstellungskosten des Leistungskondensators ergibt.
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ausgehend vom Atmosphärendruck Po'bei erfindungsgemässen Wickelkondensatoren wesentlich rascher erreicht wird als bei herkömmlichen Kondensatoren, wodurch die Gesamtbehandlungszeit auf höchstens die Hälfte reduziert wird, was zu der schon erwähnten Einsparung an Energie- kosten führt.
Bei einem praktisch erprobten Ausführungsbeispiel sind in einem Metallgehäuse mit den
Abmessungen 115 x 385 mm Grundfläche und 850 mm Höhe vier Teilstapel aus je acht Wickeln mit mit einer Wickelisolation aus Polypropylenfolien eingeschlossen, die mit U- und schachteiförmig gefalteten Stegdoppelplatten nach Fig. 3 aus Polypropylen ummantelt sind. Die Platten haben eine
Gesamtdicke d von 4 mm und die Gesamtmenge an Mantelisoliermaterial beträgt 1276 g. Die erforderliche Behandlungszeit (Evakuierung und Imprägnierung) beträgt bei einer Trocknungs- temperatur von 600 zwei Tage.
Bei einem herkömmlichen Nurfolien-Kondensator gleicher Abmessung und gleicher Wickel aus- bildung, aber mit einem Isoliermantel aus Pressspan, beträgt die Gesamtmenge an Mantelisolier- material 3936 g. Die erforderliche Behandlungszeit beträgt bei einer Trocknungstemperatur von 850 vier Tage.
Die Energieeinsparung bei der Behandlung erfindungsgemässer Kondensatoren beträgt gegen- über herkömmlichen Kondensatoren etwa 60%, die Kostenersparnis für die Mantelisolierung beträgt etwa 66% und die Einsparung an Montagezeit etwa 59%. Durch diese die Materialkosten für den Isoliermantel und die Behandlungskosten betreffenden Einsparungen konnte eine Gesamtkostenersparnis bei der Kondensatorherstellung von etwa 6,5% erzielt werden.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann im Rahmen der Erfindung noch verschiedentlich abgewandelt werden. Beispielsweise können auch stranggepresste Hohlprofilplatten mit andern Hohlraumquerschnitten, z. B. kreisrunden, verwendet werden. Als Plattenmaterial kommen alle extrudierbaren Kunststoffe in Betracht, die geringen Wassergehalt haben und mit dem verwendeten Isolieröl verträglich sind, wie beispielsweise Polyäthylen, Polyester, Polyamid, die jedoch höhere Materialkosten verursachen als das bevorzugte Polypropylen. Für die Ausformung des Aussenmantels kommen alle aus der Kartonagentechnik bekannten Faltungsarten in Betracht, wobei aber anzustreben ist, dass an allen Seiten des Kondensators die gleiche Anzahl an Plattenlagen vorhanden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Leistungskondensator mit zumindest einem Wickel aus Metall- und Kunststoffolien, der von einem Isoliermantel umgeben, in ein Metallgehäuse eingeschlossen und mit einem dielektrischen Isolieröl imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Isoliermantel von Hohlprofilplatten, insbesondere Stegdoppelplatten, aus Kunststoff gebildet ist.