CH234244A - Elektrischer Wickelkondensator. - Google Patents

Description

  Elektrischer Wickelkondensator.    Es     ,sind        Kondensatoren    bekannt geworden,  die bei einem     Durchschlag    -durch     Wegbrennen     ,des sehr     dünnen    Metallbelages um ,die Durch  schlagsstelle im     Dielektrikum    herum den       Kurzschluss:strom        selbsttätig        unterbrechen    und  nach dem     Unterbrechen    des.     gurzschlussstro-          mes    wieder     gebrauchsfähig    sind.

   Solche Kon  densatoren,     die    im     allgemeinen    eine im Va  kuum aufgebrachte Metallschicht von weni  gen Zehntel     ,u    Dicke oder geringer haben,       brennen    nun unter Umständen     dann,    nicht       mehr    in :

  der gewünschten Weise aus, wenn  das Verhältnis der für     einen        Durchschlag    zur  Verfügung stehenden Energie zu der für das       saubere    Ausbrennen benötigten     ungünstig     wird.     Bekanntlich        steigt        .die    in einem     Kan-          densatar        aufgespeicherte    Energie im Quadrat  mit der angelegten Spannung.

   Das bedeutet,       dass,    bei einem Kondensator bestimmter Kapa  zität, wenn man ihn an     eine    höhere Spannung       lcgt,    sehr viel mehr Energie aufgespeichert  ist,     als,    wenn man ihn an eine     niedriigere    Span-         nung    legt. Dagegen ändert sich die für das  saubere     Ausbrennen    des     Kandensatorbelages          erforderliche    Energie bei weitem nicht im  gleichen Mass.

   Man     kann    sie zwar     bis    zu     einem     gewissen Grad :durch die Stärke des Metall  belages,     durch        :die    Wahl der     Tränkmittel,    der       Dielektrika    und des     Metalles    des     Belages    be  einflussen. Diese     Beeinflussung    hält :sich aber  in     verhältnismässig        en@gen    Grenzen.  



  Das bedeutet, dass man für Kondensatoren,  die an Sehr hohe Spannungen angelegt wer  den     und        eb@enso@    für Kondensatoren, die an  sehr     niedrige        Spannungen    angelegt werden,  besondere     Masst@ahimen        wird        ergreifen,    müs  sen, um auch bei     ihnen:    einsauberes Ausbren  nen:

   unter allen Umständen     sicherzustellen.          Besonders.        geeignet        ist    für     Kondensatoren,    in       denen    eine grosse     Energiemenge        aufgespei-          chert    ist     (das        sind        Kondensatoren    für     hoh        e          Spannungen    oder     Kondensatoren    sehr grosser  Kapazität auch schon für     mittlere    Spannun  gen), die,

       Unterteilung    wenigstens eines ihrer      Beläge     in:    eine beliebig grosse Anzahl Teil  felder, die über schmale Stege mit einem allen       Metallfeldern    ,gemeinsamen     Stromführungs-          rand    verbunden sind. Solche     Kondensatoren     sind .ebenfalls schon bekanntgeworden.

   Tritt  in einem der Teilfelder eines     Belages    solcher       Kondensatoren        ein    Durchschlag auf, -so wir  ken die ,schmalen Stege, über die der Durch  schlagsstrom aus den übrigen     Teilfeldern    her  aus und in     das    betroffene Teilfeld hinein  fliessen muss,     begrenzend        und        drosselnd    auf  den.     Durchschlagsstrom    ein.

       Insbesondere     wird     seine        .Stirn    verflacht und bei geeigneter       Bemessung    der Stege auch der absolute Wert  des     Durchschlagsstromes    herabgesetzt.

   Auf       fliese        Weise    kommt gar nicht die     .gesamte    im       Kondensator        aufgespeicherte    Energie an der       Durehschlagsstelle    zum     Einsatz.    Vielmehr ist  der Lichtbogen     bereits    vorher und nach Um  setzung nur eines Bruchteils ,der im ganzen  Kondensator     vorhandenen        Energie    erloschen.

    Da nur ein     gewisser    Teil der im Kondensator  vorhandenen Energie zur     Durchschlagsstelle     hinkommt und dort :sich auswirkt, nennt man  .solche     Kandensatoren        "entkoppelte    Konden  satoren".

           FIT    niedere     Spannungen    scheidet diese  Möglichkeit jedoch aus, :da, es hier vorkom  men kann,     dass    bereits die     gesamte    im     Kon-          densator        vorhandene    Energie nicht mehr zur  Beseitigung sämtlicher     Metallspuren    in der       Nähe        des    Durchschlagloches     ausreicht.    Es  können     dann    kleine     Restleitfähigkeiten    um  die     Durchschlagsstelle    herum zurückbleiben,  die genügen,

   um einen     dauernden.,    wenn auch  geringen Verluststrom durch die durchge  schlagene Stelle im     Diel.ektrikum    aufrecht  zuerhalten.     Dieser        Verluststrom    ist zwar  nicht mehr in der Lage, die     notwendige    Hitze  zur     Besei        bgung    der     schädlichen        Restleitfähig-          keiten    zu     erzeugen,        erwärmt    aber anderseits       den:

          Kondensator    in unzulässiger Weise, ja er  kann sogar zur     Verkohlung        des        Dielektri-          kums    führen und vergrössert vor allen Dingen  45 auch den     Verlustwinkel        -des        Kondenisators    in       unerwünschter    Weise selbst dann, wenn !der       Kondensatom    nach dem schlecht ausgeheilten    Durchschlag zunächst noch in Betrieb bleiben  kann.  



  Erfindungsgemäss werden diese Schwierig  keiten dadurch beseitigt,     da.ss    man bei einem  elektrischen     Wickelkondensator,    von dessen  Belegungen wenigstens<I>eine</I> in Teilfelder un  terteilt ist, jedes dieser     Teilfelder    mit den       ihm    benachbarten Teilfeldern durch bei einem  Durchschlag     wegsehmelzende    Stege verbin  det.

   Durch geeignete Bemessung der Grösse       der    Teilfelder, ebenso wie der Breite und  Länge der .die Teilfelder verbindenden Stege  kann man     erreichen"dass    die ganze.     Umgebung     einer durchgeschlagenen Stelle im     Dielektri-          kum    vom übrigen Belag elektrisch abgetrennt  und damit völlig isoliert     wird.    Die Stege kön  nen     ausserordentlich        diinn    :

  gemacht  -erden,  wenn man sie     flach    einem bereits früher vor  geschlagenen Verfahren herstellt, das darin  besteht, dass alle die Stellen, die bei der     Me-          ta.llisierung    im Vakuum von     Metall        frei    blei  ben (sollen, mit einem dünnen Haucheines die       Metallisierung    nicht annehmenden Stoffes       (insbesondere    eines     Ols    oder dergleichen) be  deckt werden.<B>E</B>s ist mit diesem Verfahren  möglich, :

  die metallfreien Trennlinien zwi  schen den einzelnen Teilfeldern in ausser  ordentlicher Schärfe herzustellen, und es     be-          lingt    dabei, die diese Trennlinie     durchsetzen-          den        Metallstege    bis zu einer     Dicke    von etwa  0,1 mm     herunter    mit     Sicherheit        herzustellen.     Zum Abtrennen von mit einigen     Stegen    von  0,1 mm Dicke mit den     Nachbarfeldern    ver  bundenen Teilfeldern sind nur ausserordent  lich geringe Energien erforderlich,

   die selbst  ein     Niederspannungskondensator    ohne weite  res aufbringen kann. Die zum Abschmelzen  ,der Stege notwendige     Energie    kann noch da  durch     herabgetsetzt    werden., dass der Metall  belag aus     Legierungen        hergestellt    wird,  deren Schmelzpunkt unter     300     C liegt.  



  Für höhere     Spannungen    kann man die  Stege entsprechend stärker dimensionieren, so  dass sie erst bei Durchschlägen mit grösserer  Energie abschmelzen.     Eis    ist auch gleichgül  tig, ob die     Belegungen,so    dünn sind, dass sie  bei     einem    Durchschlag um die Durchschlags  stelle wegbrennen oder ob es sich um nicht           wegbrennende        Belebovn@aen    handelt.

   In beiden  Fällen wird durch     dais,        Abschmelzender    Stege  die leitfähige     Stehle    im     Dielektrikum    elek  trisch vom Metallbelag     getrennt.    Im Gegen  satz zu den     bereits    bekannten     gondenoatüren     mit unterteiltem,     nicht    wegbrennendem     Di-          elektrikum,        bei    denen alle     Teilfelder    über  einen Steg mit der     ihnen        gemeinsamen    Strom  zuführung verbunden sind,     werden:

      dabei bei  der     erfindungsgemässen        Ausführung    aber nur  sehr     kleine        Teilfelder    abgetrennt, wie sie     bei     der     bekannten    Ausführung nicht     herstellbaa     sind.     Wenn    es sich um nicht     wegbrennende     Belegungen     handelt,    russ man     lediglieh    bei  der Bemessung der     Stegbreite        berüeckisichtigen,     dass diese     Belegungen:

          wesentlichdicker        ,sind,     als die     eselbstausheilenden.    Man     russ    ,die Stege  also schmaler machen,     wenn,    sie bei nicht all  zugrossen Strömen bereits     abschmelzen    ,sollen.  



  In :der     Zeichnung        sind        einige    beispiels  weise     Ausführungsformen    des Gegenstandes  der Erfindung .dargestellt.     Die        Abbildungen     zeigen alle die     Draufsicht:    auf     ein    metalli  siertes Papier, wobei die     Metallflächen    weiss  und :die metallfrei     gelassenenFl:ächen    schwarz       .dargestellt        sind.     



       Zn        Abb.    1 und 2 sind rechtwinklige Teil  felder dargestellt, wobei in     Abb.    1 die die  Rechtecke     verbindenden    Stege in der     Mitte     der Seiten der     Rechtecke,    in     Abb.    2: in den  Ecken der Rechtecke angeordnet     sind.     



  In     Abb.    3 sind     Dreieckfelder    und in       Abb.    4     Rautenfelder        dargestellt.     



  In den     Abb.    1 bis 3 sind die Stege mit s       bezeichnet.     



       Erfolgt        beispielsweise    bei der Ausfüh  rungsform nach     Abb.    4 in dem Feld     a    ein  Durchschlag, so     schmelzen    infolge .des zu  diesem Feld hinfliessenden Durch6chlagatro-         mes        die        Stege        b,   <I>c,</I>     d        und    e ab,     so        dass    das  gesamte Feld     a,    d.

       h.    ein h     nmeicbend    grosses  Stück des Belages um     die        eigentliche        Durch-          schdagsöffnrung    herum vom übrigen     Belag    ab  getrennt ist.

   Diese     Rautendelder    sind des  wegen     besonderes        güenstig,        weil    sie einfachere       Vorrichtungen    zum Aufbringen des. Öls     bez#w.     des den     Metallniederschlag        hinderden    Stoffes  zu     benützen,    erlauben als. die andern.

   In     elek-          trisscher    Hinsicht ist     :dagegen        idie        Bemuste-          rung    mit     Dreieckfeldern        etwas    .günstiger,  weil .hier nur drei     Stege        wegschmelzen    müs  sen, um     ein:    Feld völlig     abzuschalten,        wäh-          rend    es     bei    allen     andern;        Musterur        mindestens     vier sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Elektrischer Wickelkondensator, von des sen Belegungen wenigstens eine in Teilfelder unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes :dieser Teilfelder mit den ihm benach barten Teilfeldern durch bei einem Durch schlag wegschmelzende Stege verbunden ist.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Elektrischer Wickelkondensator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ,die Belegungen in rautenförmige Teilfelder unterteilt sind. 2. Elektrischer Wickelkondensator nach Patentanspruch, ,dadurch gekeni@hnet, :dass die Belegungen in dreieckigeTeilfelder unter teilt sind. 3.

   Elektrischer Wickelkondensator nach Patentanspruch, dadurch, gekennzeichnet, dass .der Metallbelag aus einer Legierung besteht. deren Schmelzpunkt unter 300 C liegt.