CH354520A - Elektrischer Kondensator - Google Patents

Description

  Elektrischer Kondensator    Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kon  densatoren, die mit einem zusätzlichen     Dielektrikum     getränkt sind, insbesondere auf Kondensatoren mit       ausbrennfähigen    Belegungen.  



  Elektrische Kondensatoren mit     Dielektrikums-          bändern    als Abstandhalter für die metallischen  Belegungen werden bekanntlich mit einem zusätz  lichen     Dielektrikum    getränkt, wodurch die elektri  schen     Eigenschaften    wesentlich     verbessert    werden.  Die im Kondensator vorhandenen Hohlräume wer  den dadurch mit Stoffen     ausgefülllt,    welche die       Dielektrizitätskonstante    und die elektrische Durch  schlagsfestigkeit des wirksamen     Dielektrikums    er  höhen.

   Das     Tränkmittel    wird zu diesem Zweck     in     flüssigem Zustand, vorzugsweise im Vakuum, in     die     Hohlräume eingebracht. Geeignete     Tränkverfahren     sind seit langem bekannt.  



  Als     Tränkmitttel    werden feste oder flüssige  Stoffe oder auch Mischungen derselben verwendet,  die entsprechende     dielektrische    Eigenschaften auf  weisen. Von den zahlreichen für diesen Zweck vor  geschlagenen oder verwendeten Stoffen seien z. B.  Paraffin, Montanwachs, Öl usw. genannt.

   Auch       halogenierte        Kohlenwasserstoffe    wurden bereits zum  Tränken von elektrischen Kondensatoren verwendet,  da sie eine etwas höhere     Dielektrizitätskonstante     aufweisen als die nichtsubstituierten Kohlenwasser  stoffe.     Halogenierte        Kohlenwasserstoffe    eignen sich  jedoch nicht für Kondensatoren mit     ausbrennfähigen     Belegungen.  



  Ein     Zusatzdielektrikum    mit verhältnismässig  grosser     Dielektrizitätskonstante    ist das     Lanosterin,     das sich auch zum Tränken von Kondensatoren mit       ausbrennfähigen    Belegungen eignet.     Lanosterin    ist  ein     technisches        Wollfettprodukt,    das sowohl     allein       als auch in Mischung mit     andern    Stoffen, wie       Rizinusöl,        Paraffinöl,    Paraffinwachs usw., zur Trän  kung von     elektrischen    Kondensatoren verwendet  wird.

       Tränkmittel,    die als wesentlichen Bestandteil       Lanosterin    enthalten,     halben    eine wesentlich höhere       Dielektrizitätskonstante    als die     andern    üblichen       Tränkmitttel.     



  Kondensatoren, die mit     Lanosterin    oder     lano-          sterinhaltigen    Mischungen     getränkt        sind.,    haben je  doch einen wesentlichen Nachteil. Die     Dielektrizitäts-          konstante    des     Lanosterins        hängt    wesentlich von der  Abkühlungsgeschwindigkeit des     getränkten    Wickels  ab.

   Wird diese nicht über 50-60  C pro Stunde  gehalten, so     sinkt    die     Dielektrizitätskonstante,    die  einen Wert von 7-10, je     nach    der     Art    der Mischung  hat, irreversibel auf etwa 3 ab. Auch während des  Betriebes kann die     Dieiektrizitätskonstante    absinken,  wenn der Kondensator auf höhere Temperaturen  erwärmt wird. Es liegt auf der Hand, dass die damit  verbundene starke     Kapazitätsabnahme    des     Konden-          sators    untragbar ist. Bisher fehlte für diese Erschei  nung jede Erklärung.  



  Durch eingehende Untersuchung wurde nun  festgestellt, dass das Absinken der     Dielektrizitäts-          konstanten    auf eine     Änderung    der     Struktur    des       Lanosterins        zurückzuführen    ist. Wenn der mit       Lanosterin        getränkte    Kondensator     nach    dem Trän  ken rasch abgekühlt wird, so     erstarrt    das     Lanosterin     amorph.

   Dieses     amorphe        Lanosterin    hat eine ver  hältnismässig grosse     Dielektrizitätskonstante.    Bei       langsamem    Abkühlen oder bei     Erwärmung    des  Kondensators geht jedoch das amorphe     Lanosterin     in     kristallines        Lanosterin    mit wesentlich     niedrigerer          Dielektrizitätskonstante    über.

   Die     Kristallisation    des       Lanosterins    ist also die Ursache     für    das starke Ab  sinken der     Dielektrizitätskonstanten.         Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,  diese Nachteile zu vermeiden, d. h. durch geeignete       Massnahmen    die Kristallisation des     Lanosterins    zu       verhindern.     



  Der erfindungsgemässe elektrische Kondensator,  der mit einem     Lanosterin        enthaltenden    Zusatz  dielektrikum     getränkt    ist, zeichnet sich dadurch aus,  dass das     Zusatzdielektrikum    Stoffe enthält, die in  folge ihrer thermischen und/oder strukturellen Eigen  schaften geeignet sind, den amorphen Zustand des       Lanosterins     einzufrieren .  



  Vorzugsweise sind dem     Lanosterin    Stoffe mit  einem     Erweichungspunkt        zugesetzt,    der mindestens  so hoch liegt wie die     höchstzulässige    Betriebs  temperatur des Kondensators, vorzugsweise über  90 C, und .deren     Schmelzpunkt    nahe am     Erwei-          chungspunkt    liegt.  



  Eine solche Mischung wird bei Abkühlung dicht       unterhalb    des     Schmelzpunktes    bereits sehr     hart.    Da  durch werden die     Lanosterinmoleküle    in ihrer     Be-          weglichkeit    derart     gehindert,    dass es nicht zu einer       Kristallbildung    kommt. Der amorphe Zustand des       Lanosterins    wird sozusagen eingefroren.

   Da der       Erweichungspunkt    der     Tränkmischung    durch das       Lanosterin    noch erhöht wird, liegt dieser in jedem  Falle über der     höchstzulässigen    Betriebstemperatur  des     Kondensators.    So kann es auch beim Betriebe  des Kondensators durch die dabei auftretende Er  wärmung zu keiner Kristallisation des     Lanosterins     und damit zum Absinken der     Dielektrizitätskonstan-          ten    kommen.  



  Als geeignete Zusatzstoffe haben sich insbeson  dere sogenannte Hartwachse     bewährt,    die den oben  genannten Bedingungen genügen.  



  Die obere Grenze für den     Erweichungspunkt    bzw.  den     Schmelzpunkt    des Zusatzstoffes ist durch den  Schmelzpunkt der     Tränkmischung    gegeben. Reines       Lanosterin    hat einen     Schmelzpunkt    von etwa 140  C,  der durch solche Zusätze im allgemeinen erniedrigt  wird. Die     Tränkungstemperatur    muss so gewählt  werden, dass das     Tränkmittel        flüssig    ist und keine zu  hohe Viskosität     aufweist,    und dass der zu tränkende  Kondensator, insbesondere das     Dielektrikum,    nicht  durch die Wärmeeinwirkung beim Tränken nach  teilig beeinflusst wird.

   Bei Papier     als        Dielektrikum          wird    die     Tränkung    zweckmässig bei Temperaturen  bis etwa 135  C vorgenommen.  



  Wesentlich für den     Zusatzstoff    ist weiter ein  enges Temperaturintervall zwischen     Erweichungs-          punkt    und     Schmelzpunkt.    Zweckmässig werden als       Zusatzstoffe    solche gewählt, bei denen der Unter  schied zwischen     Erweichungspunkt    und Schmelzpunkt  nicht mehr als 20  C     beträgt.     



  Die Menge des Zusatzstoffes beträgt zweck  mässig bis     zu    20 Gewichtsprozent. Bei einem grösseren  Anteil des     Zusatzstoffes        tritt    eine zu starke Er  niedrigung der     Dielektrizitätskonstanten    ein.  



  Ein weiterer     Fortschritt    wird erzielt, wenn der       Tränkmischung    noch eine bestimmte Menge eines  hochmolekularen     Stoffes        zugesetzt    wird. Durch die    Anwesenheit von hochmolekularen Stoffen wird  ebenfalls der Aufbau eines Kristallgitters verhindert.  Da solche     Stoffe    jedoch im allgemeinen verhältnis  mässig viskos sind, soll dem     Tränkmittel    nur so viel  des hochmolekularen Stoffes     zugesetzt    werden, dass  die Viskosität des     Tränkmittels    bei der zum Tränken       verwendeten    Temperatur nicht untragbar erhöht  wird.

   Im allgemeinen genügen schon wenige Prozente,  um ein befriedigendes Ergebnis zu erzielen. Die  Menge des hochmolekularen Zusatzes kann jedoch  bis zu 20 Gewichtsprozent betragen, wenn, wie be  reits erwähnt, die Viskosität des geschmolzenen       Tränkmittels    nicht zu hoch wird. Als hochmole  kularer Zusatz hat sich insbesondere     Isobutylpoly-          vinyläther        bewährt.     



  Eine besonders geeignete Mischung zum Trän  ken von elektrischen Kondensatoren, insbesondere  von Kondensatoren mit     ausbrennfähigen    Belegungen,  besteht aus 7 8 Gewichtsprozent     Lanosterin,    17 Ge  wichtsprozent Hartwachs mit einem     Erweichungs-          punkt    von 90  C und einem Schmelzpunkt von  105 C und 5 Gewichtsprozent     Isobutylpolyvinyl-          äther.    Eine solche Mischung hat eine     Dielektrizitäts-          konstante    von 14 und einen Schmelzpunkt von  <B>1300C.</B> Die damit getränkten Kondensatoren sind  bei Temperaturen von etwa 85  C noch vollkommen       kristallisationsfest.     



  Die Erfindung ist nicht allein auf die Ausführungs  beispiele beschränkt, es können vielmehr alle Stoffe  verwendet werden, die die erforderlichen     dielektri-          schen    und thermischen Eigenschaften haben und im  Sinne der Erfindung wirksam sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrischer Kondensator, der mit einem Lano- sterin enthaltenden Zusatzdielektrikum getränkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzdielektrikum Stoffe enthält, die infolge ihrer thermischen und/oder strukturellen Eigenschaften geeignet sind, den amorphen Zustand des Lanosterins einzufrieren . UNTERANSPRÜCHE 1.

   Elektrischer Kondensator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz- dielektrikum Stoffe mit einem Erweichungspunkt enthält, der mindestens so hoch zu liegen hat wie die höchste zulässige Betriebstemperatur, vorzugs weise über 90 C, und deren Schmelzpunkt um höch stens 20 C höher liegt als der Erweichungspunkt. 2. Elektrischer Kondensator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Zusatzstoffes bis zu 20 Gewichtsprozent beträgt. 3.

   Elektrischer Kondensator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz dielektrikum zusätzlich bis zu 20 Gewichtsprozent eines hochmolekularen Stoffes enthält. 4. Elektrischer Kondensator nach Unteran spruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der hoch molekulare Zusatz aus Isobutylpolyvinyläther be steht. 5.

   Elektrischer Kondensator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz dielektrikum aus 7 8 Gewichtsprozent Lanosterin, 17 Gewichtsprozent Hartwachs mit einem Erweichungs- punkt von 90 C und einem Schmelzpunkt von 105 C und 5 Gewichtsprozent Isobutylpolyvinyl- äther besteht. 6. Elektrischer Kondensator nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass er ausbrenn- fähige Belegungen aufweist.