JP2000243655A - 油浸コンデンサ - Google Patents

油浸コンデンサ

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JP2000243655A
JP2000243655A JP11042394A JP4239499A JP2000243655A JP 2000243655 A JP2000243655 A JP 2000243655A JP 11042394 A JP11042394 A JP 11042394A JP 4239499 A JP4239499 A JP 4239499A JP 2000243655 A JP2000243655 A JP 2000243655A
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JP
Japan
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molecular weight
polypropylene
oil
film
capacitor
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JP11042394A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Nakabo
年宏 中坊
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチックフィルムを誘電体として使用す
るコンデンサにおいて、より長期にわたって、絶縁性能
をはじめとする安定な電気的特性を得ること。 【解決手段】 プラスチックフィルム誘電体として、ゲ
ルパーミュエイションクロマトグラフィーの測定によ
る、重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比
Mw/Mnが3以下のポリプロピレンフィルムを用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力設備に用いる
コンデンサ、特に高圧進相用コンデンサに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】この種コンデンサは、静電容量、損失、
絶縁性能等の電気特性が長期にわたって安定である性能
が要求され、コンデンサとしては絶縁紙を誘電体として
導電箔と交互に重ね合わせて巻回し鉱物油を含浸した油
浸紙コンデンサ、ポリプロピレン等のプラスチックフィ
ルムと絶縁紙を合わせたものを誘電体として導電箔と交
互に重ね合わせて巻回し合成油(例えば1−フェニル−
1−(ジメチルフェニル)エタン(以下PXEとい
う。))を含浸した油浸紙フィルムコンデンサ、ポリプ
ロピレン等のプラスチックフィルムを誘電体として導電
箔と交互に重ね合わせて巻回し合成油を含浸した油浸オ
ールフィルムコンデンサが知られている。
【0003】特に近来この種のコンデンサの設置スペー
ス、価格の問題等から、コンデンサの小容積化が進めら
れており、その一環として誘電体に印加される電圧(単
位厚さ当たりに印加される電圧すなわち電位傾度)の増
大が進められている。この電位傾度の増大を達成しよう
とすると、前記のコンデンサの内、油浸紙コンデンサに
は限界があり、必然的に油浸紙フィルムコンデンサある
いは油浸オールフィルムコンデンサを使うこととなる。
なかでもプラスチックフィルムを誘電体とする油浸オー
ルフィルムコンデンサを好んで使用される傾向にある。
【0004】その理由は、油浸紙コンデンサを高電圧条
件下で用いたとき、この場合使用電圧、使用温度、使用
期間の増大に伴い、誘電体の紙成分が徐々に分解し絶縁
性能の低下の度合いが大きいのに対して、プラスチック
フィルムを使用する誘電体の場合、この絶縁性能の低下
の度合いが紙に比べて小さいことにある。つまり誘電体
が絶縁性能低下した場合、ひいては絶縁破壊すなわちコ
ンデンサ装置の使用不能に至ることもあり、絶縁性能の
低下の度合いのより小さい油浸オールフィルムコンデン
サが好まれる所以である。
【0005】そして、コンデンサの誘電体として使用す
るプラスチックフィルムは、特別の用途のものを省き、
ポリプロピレンフィルムが用いられる。通常、このポリ
プロピレンフィルムは、単一の分子量をもっておらず図
2の点線Q1で示すように幅の広い分子量分布(平均分
子量105)を有し、ゲルパーミュエイションクロマト
グラフィー(GPC)の測定による、重量平均分子量M
wの数平均分子量Mnに対する比Mw/Mnは6〜8程
度である。
【0006】なお、GPCの共重合体の分子量の測定
は、竹内著丸善発行の「ゲルパーミュエイションクロマ
トグラフィー」に準じて行なったものである。すなわ
ち、分子量既知の標準ポリスチレン(東ソー社製単分散
ポリスチレン)を使用し、ユニバーサル法により、重量
平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnに換算し、Mw
/Mnの値を求めた。測定は、ウォーターズ社製150
C−ALC/GPCを用い、カラムは昭和電工社製AD
80M/Sを3本使用した。サンプルはO−ジクロルベ
ンゼンに0.2wt%に希釈し、200μl使用し、1
40℃、流速1ml/分で実施した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなポ
リプロピレンフィルムは、絶縁性能の低下の度合いが紙
に比べて小さいとはいえ、使用中にポリプロピレンの成
分が油中に溶出し、油の粘度を上昇させて油の流通を妨
げ、コンデンサの温度上昇を促し、また絶縁能力を低下
させることや、ポリプロピレンフィルムそのものの耐圧
が低下する等のようなコンデンサ特性への悪影響があ
り、より長期間にわたって安定した特性のコンデンサと
しては未だ不十分といえる。
【0008】本発明は、このような実情に鑑みなされた
もので、ポリプロピレンフィルムを誘電体として使用す
るコンデンサにおいて、より長期にわたって、絶縁性能
をはじめとする電気的特性の安定したコンデンサを提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラスチック
フィルム又はプラスチックフィルムと絶縁紙の両方から
なる誘電体と導電箔とを交互に重ね合わせて巻回し、絶
縁媒体を含浸してなる油浸コンデンサにおいて、前記プ
ラスチックフィルムとして重量平均分子量の数平均分子
量に対する比が3以下となる分子量分布を有するポリプ
ロピレンフィルムを用いてなることを特徴とする。
【0010】なお、重量平均分子量の数平均分子量に対
する比は、、ゲルパーミュエイションクロマトグラフィ
ーの測定によるものである。
【0011】重量平均分子量の数平均分子量に対する比
が3以下となる分子量分布を有するポリプロピレンフィ
ルムは、油中に溶出するポリプロピレンの低分子量(図
2の4(104)以下の分子量)の成分がきわめて少な
く、長期にわたって安定なフィルムであり、このポリプ
ロピレンをコンデンサの誘電体として使用することによ
り使用中の油への溶出が低減され、コンデンサの劣化が
遅く、長期にわたって絶縁性能の低下の少ない電気的特
性の安定したコンデンサが得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明にしたがいポリプロピレンフィルム
は、例えばEt(Ind)2ZrCl2やEt(In
d)2HfCl2等のメタロセン触媒とメチルアルミノ
キサン等の混合触媒によってポリプロピレンを合成し、
このポリプロピレンを精製後、適宜の厚みに押し出し延
伸して形成する。
【0013】このようにして得たポリプロピレンフィル
ムでは、図2の実線P1で示すように特に低分子量が少
なく、幅の狭い分子量分布(平均分子量105)を有
し、ゲルパーミュエイションクロマトグラフィーの測定
による、重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対す
る比Mw/Mnは3以下、3〜2の範囲である。
【0014】このポリプロピレンフィルムまたはこのポ
リプロピレンフィルムに絶縁紙を合わせたものを誘電体
とし、この誘電体とアルミニウム箔等の導電箔と交互に
重ね合わせて巻回し合成油を含浸して油浸オールフィル
ムコンデンサまたは油浸紙フィルムコンデンサに形成す
る。このように形成したコンデンサでは、例えばコンデ
ンサ油中にて80℃で加熱した場合、図1に示すよう
に、従来のポリプロピレンフィルムを使用したコンデン
サに比し、ポリプロピレンの油中溶出量はきわめて少な
くなる。なお、図1の実線P2は本発明におけるポリプ
ロピレンの油中溶出量を示し、点線Q2は従来のポリプ
ロピレンフィルムの油中溶出量を示している。
【0015】実施例1 ポリプロピレンはEt(Ind)2HfCl2とメチル
アルミノキサンの混合触媒を用いトルエン中にて重合し
た。重合したポリプロピレンの分子量分布はMw=47
0000、Mn=213636、Mw/Mn=2.2で
あった。このポリプロピレンを精製後、20μm厚に押
し出し延伸してポリプロピレンフィルムを形成した。
【0016】このようにして形成したポリプロピレンフ
ィルム2枚をアルミニウム箔を一対として、これらを二
対で巻回し10nF程度のコンデンサ素子を形成した。
このように形成したコンデンサ素子10個を結線し、こ
れに従来の処理を施して油浸オールフィルムコンデンサ
とした。このコンデンサを加速劣化させるために、80
℃、69V/μmで60日間課電した。
【0017】比較例1 プラスチックフィルム誘電体として市販の20μm厚ポ
リプロピレンフィルム(従来使用のポリプレンフィル
ム)を用いて、実施例1と同様の油浸オールフィルムコ
ンデンサにし、このコンデンサを加速劣化させるため
に、80℃、69V/μmで60日間課電した。この場
合のポリプロピレンの分子量分布はMw=50000
0、Mn=68493、Mw/Mn=7.3であった。
【0018】実施例2 実施例1と同様にして形成したポリプロピレンフィルム
2枚の間に20μm厚の絶縁紙を挾み込んだ複合誘電体
とし、この複合誘電体とアルミニウム箔を一対として、
これらを二対で巻回し10nF程度のコンデンサ素子を
形成した。このように形成したコンデンサ素子10個を
結線し、これに従来の処理を施して油浸紙フィルムコン
デンサとした。このコンデンサを加速劣化させるため
に、70℃、57V/μmで60日間課電した。
【0019】比較例2 プラスチックフィルム誘電体として比較例1と同様のポ
リプロピレンフィルムを用いて、実施例2と同様の油浸
紙フィルムコンデンサにし、このコンデンサを加速劣化
させるために、実施例2と同様の70℃、57V/μm
で60日間課電した。
【0020】以上の各実施例および比較例のコンデンサ
において、加熱課電前と加熱課電後の素子直流破壊電圧
測定結果を次の表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】この表1から明らかなように、各実施例の
コンデンサは、各比較例のコンデンサに比して、加熱課
電後の素子直流破壊電圧の変動が小さく、絶縁特性が安
定しており、実使用においても、長期の使用中の絶縁性
能の低下が少ないことが理解できる。
【0023】なお、ポリプロピレンの重合に用いる触媒
は、ゲルパーミュエイションクロマトグラフィーの測定
による、重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対す
る比Mw/Mnが3以下のものが得られれば足り、Et
(Ind)2ZrCl2やEt(Ind)2HfCl2
等のメタロセン触媒とメチルアルミノキサン等の混合触
媒に限るものでない。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ポリプロピレンの油中への溶出が少なく、長期にわたっ
て油の流通性が維持され、また、ポリプロピレンフィル
ムそのものの耐圧の低下が小さく、これにより長期にわ
たって電気的特性の安定したコンデンサを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明におけるポリプロピレンの油中への溶出
量を従来のポリプロピレンの油中への溶出量と比較する
特性図である。
【図2】本発明におけるポリプロピレンの分子量分布と
従来のポリプロピレンの分子量分布とを比較する分子量
分布図である。
【符号の説明】
P1 本発明におけるポリプロピレンの分子量分布曲線 P2 本発明におけるポリプロピレンの油中溶出曲線 Q1 従来のポリプロピレンの分子量分布曲線 Q2 従来のポリプロピレンの油中溶出曲線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチックフィルム又はプラスチック
    フィルムと絶縁紙の両方からなる誘電体と導電箔とを交
    互に重ね合わせて巻回し、絶縁媒体を含浸してなる油浸
    コンデンサにおいて、前記プラスチックフィルムとして
    重量平均分子量の数平均分子量に対する比が3以下とな
    る分子量分布を有するポリプロピレンフィルムを用いて
    なることを特徴とする油浸コンデンサ。
JP11042394A 1999-02-19 1999-02-19 油浸コンデンサ Pending JP2000243655A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61183819A (ja) * 1985-02-08 1986-08-16 東レ株式会社 油浸ケ−ブル用絶縁材料
JPH07201648A (ja) * 1994-01-11 1995-08-04 Shin Etsu Chem Co Ltd 油浸コンデンサー用フィルム及び油浸フィルムコンデンサー
WO1998058987A1 (en) * 1997-06-20 1998-12-30 Nippon Zeon Co., Ltd. Polymer film and film capacitor
JPH1134272A (ja) * 1997-07-23 1999-02-09 Fujikura Ltd プラスチックフィルムラミネート紙およびこれを用いた電力ケーブル
JP2000235815A (ja) * 1999-02-15 2000-08-29 Mitsubishi Cable Ind Ltd 電気絶縁材料および電気絶縁部材

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