JPH01262614A - 高圧コンデンサの製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の目的 ［産業上の利用分野コ この発明は電力用に用いる高圧コンデンサの製造法に関
する。

［従来の技術］ プラスチックフィルムを誘電体とし、これに金属を蒸着
した金属化フィルムを積み重ねながら巻き取った、所謂
、巻回型コンデンサは、無極性であり誘電損失が少ない
こと、等から電力用に用いられる。しかし、高電圧下に
用いられるとき巻回両端面部にコロナ放電を生じ易く、
絶縁耐力特性の改善が要求されている。

ところで、上記課題解決を一つの目的にした実開昭５９
−１０７１３１号公報に記載の高圧コンデンサ（従来例
１）の考案、また、第５図に示すように外装容器２５内
に複数個のコンデンサ素子２４を直並列に接続して収容
し、外装容器２５内にＳＦ６ガス等の絶縁ガスを封入し
た高圧コンデンサ（従来例２）がある。

従来例１の高圧コンデンサは、電極と誘電体とを一体に
巻回して構成するコンデンサ素子内に絶縁ガスを充填し
てなり、さらにこのコンデンサ素子の外周部を難燃性の
合成樹脂部により囲繞し、さらにこの合成樹脂部外表面
に電極からの端子を導出した構造であり、この高圧コン
デンサは概路次のような製造法により作られるものであ
る。

先ず、空気中で金属化フィルムを積み重ねながら巻き取
り、巻き取った素子の両端面に金属を溶射して電極を形
成し、この電極に引き出し線を接続してコンデンサ素子
を得て、次に、得られたコンデンサ素子複数個を集合さ
せて型内に入れて真空乾燥処理を行い、真空状態の型内
に絶縁ガスを充填して各コンデンサ素子の巻回両端面部
の隙間に絶縁ガスを注入充填したのち、型内の絶縁ガス
を正圧状態に保ちながら難燃性の合成樹脂液を注入し、
この合成樹脂液を硬化温度に加熱して硬化反応後に型を
はずして高圧コンデンサを取り出す製法が用いられてい
る。

このような従来例１の製法による高圧コンデンサは、各
コンデンサ素子の巻回両端面の凹凸部に僅かながら絶縁
ガスの滞留が期待でき、コンデンサ素子に絶縁ガスを充
填しないものに較べてコロナ放電特性が向上すると同時
に絶縁耐力が向上する利点がある。また、従来例２のも
のは外装容器２５内に絶縁ガスを封入することによりコ
ロナ放電特性が向上する利点がある。

［発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、上記従来例１の製法による高圧コンデン
サは、大気中で、金属化フィルムを積み重ねながら巻き
取るので、巻き取った金属化フィルム間に空気を抱き込
み、その間に空気のボイドとなって存在する問題点があ
る。

このような空気ボイドの存在する各コンデンサ素子を真
空乾燥処理しても、それぞれのコンデンサ素子の巻回両
端面の凹凸部の空気や水分を取り除くことはできるが、
金属化フィルム間に存在している空気のボイドを、この
真空乾燥処理では取り去ることができないという問題点
がある。

更に、絶縁ガスを正圧状態にして注入充填した各コンデ
ンサ素子を合成樹脂液の中に埋入する際に、それぞれの
コンデンサ素子が合成樹脂液の中に入り込んだ段階でそ
のコンデンサ素子の巻回両端面の凹凸部に滞留していた
絶縁ガスが合成樹脂液により浮力を得て一部は合成樹脂
液中を気泡となって外に出て行き、また、合成樹脂液を
硬化反応温度に加熱して硬化を進める初期の段階で合成
樹脂液の粘度が下がり、しかも残留している絶縁ガスが
暖められ浮力が一層大になるので、更に合成樹脂液中を
気泡となって外に出て行く、従って、各コンデンサ素子
の巻回両端面の凹凸部に絶縁ガスの滞留をあまり期待す
ることができなくなるという問題点がある。

また、従来例２の構造のものは外装容器２５内に封入し
た絶縁ガスが外装容器２５を形成する容器本体２５ａと
蓋体２５ｂとの接合部、あるいはブッシング２６の取付
部から漏れ出して外装゛容器２５内の絶縁ガス圧が低下
することがある。絶縁ガス圧が低下するとコンデンサ素
子２４の絶縁性が低下すると共に気密漏れの部分から外
部の湿気等が侵入してコンデンサ素子を劣化させるとい
った問題点がある。

そこで、この発明はコンデンサ素子の巻回両端面部の金
属薄膜縁面まわりの絶縁耐力弱点部、及び金属化フィル
ム間のボイドによる絶縁耐力弱点部にＳＦ６ガスを高密
度に滞留させてコロナ放電開始電圧の改善を計り得て、
この性能を長年月保持させるために絶縁ガスの気密漏れ
を起し難い構造の高圧コンデンサを得る製造法を提供し
ようとするものである。

（ロ）発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ この発明は、上記の問題点を解決するために、先ず、プ
ラスチックフィルムに金属薄膜を形成した金属化フィル
ムをＳＦ６ガス雰囲気中で巻き取りを行う工程、巻き取
った素子を大気中で素子両端面に電極を形成し引き出し
線を接続する工程、電極を形成し引き出し線を接続した
コンデンサ素子を内装容器に収容し真空処理する工程、
真空状態の内装容器内にＳＦ６ガスを充填する工程、Ｓ
Ｆ６ガスを充填した内装容器のまわりを合成樹脂でモー
ルドする工程を経て容器収容形コンデンサ素子を作成し
、次いで、この容器収容形コンデンサ素子を複数個集合
させて外装容器に収容する工程、この外装容器内にＳＦ
６ガスを封入する工程を経ることを特徴とする製造法に
構成したのである。

以下、各工程について図面の第１図〜第４図を用いて説
明する。なお、第１図はＳＦ６ガス雰囲気中で金属化フ
ィルムを積み重ねながら巻き取りを行うフィルム巻取装
置の概略を示す図面、第２図は容器収容形コンデンサ素
子の要部拡大断面図、第３図は真空処理、ＳＦ６ガスの
導入および合成樹脂モールドが可能な真空槽装置の概略
を示す図面、第４図は高圧コンデンサの切欠断面図、で
ある。

第１図に示すフィルム巻取装置はフィルム巻き取り軸部
を、タンク１の下部に位置させ、タンク１内にＳＦ６ガ
スを入れた際にＳＦ６ガス３は空気２の約５倍の密度を
有するためにタンク１の下部にＳＦ６ガス３の溜りがで
き、この溜り中に位置するように設定しである。

このタンク１の下部に溜ったＳＦ６ガス３の雰囲気中で
金属化フィルム５．６を巻き取ると、巻き取られる金属
化フィルム５，６の間に生じる隙間にＳＦ６ガス３を抱
き込み、巻き取った素子の金属化フィルム間にＳＦ６ガ
ス３のボイド７を生じる。

また、ＳＦ６ガス雰囲気中での金属化フィルムの巻き取
りとして、例えば、図示を省略したが、巻き取られる金
属化フィルム５．６の巻取り直前にＳＦ６ガスを導入し
ながら巻き取ってもよい。

この場合、巻き取られる金属化フィルム５．６の間に生
じる隙間に上記と同、様にＳＦ６ガス３を抱き込み、巻
き取った素子の金属化フィルム間に、ＳＦ６ガス３のボ
イド７を生じることになる。

このような素子を続けて製作するには、タンク１内にＳ
Ｆ６ガスが既に入っているので、巻き収り軸にボビン４
をセットし、このボビン４に金属化フィルム５，６をセ
ットする等々の各種の作業をタンク１の上部開口より行
って、金属フィルム５．６の巻き取り操作へと進むこと
になる。タンク１内のＳＦ６ガス量が消耗し少なくなる
とタンク１の上部開口より適宜に補充する。

巻き取った金属化フィルム間に発生するＳＦ６ガス３の
ボイド７はボイド７の発生した位置や形によって容易に
外に出て行き得ない状態のものと容易に外に流出する状
態のものとがあり、大多数のボイドは容易に外に出て行
き得ない状態のものであり、巻回端面部に位置した一部
のボイドよりＳＦ、ガスが外に流出可能な状態になると
考えられる。

このようにして巻き取った素子を大気中に出して、素子
の両端面に金属を溶射して巻き取られた金属薄膜５ａ、
６ａに接続の電極８ａ、８ｂを形成し、この電極８ａ、
８ｂに引き出し線９ａ、９ｂを半田付けしてコンデンサ
素子１０を得る。

この際に、素子のボイド７のうち容易に外に出て行き得
ない状態のものは内部に滞留した状態を保ち、外に容易
に流出する状態のものはＳＦ６ガスが流出することにな
る。

このコンデンサ素子１０を、続いて大気中で、内装容器
１２に収容する。なお、この内装容器１２は容器本体１
２ａと蓋体１２ｂとがらなり、容器本体１２ａと蓋体１
２ｂとの嵌合面に内装容器１２内の空気を真空引きがで
き、しかも内装容器内にＳＦ６ガスを充填できて、内装
容器１２のまわりに合成樹脂をモールドする際にモール
ド樹脂が内装容器１２のなかに容易に侵入し得ない程度
の大きさの間隙１２ｃを形成しである。

コンデンサ素子１０を収容した内装容器１２のまわりに
ガラスクロス１１を巻く。このガラスクロス１１の透気
は内装容器１２内の空気の真空引きおよびＳＦ６ガス３
の充填に影響を与えない程度の隙間のあるものを使用す
る。

コンデンサ素子１０を内装容器１２内に収容し、内装容
器１２まわりにガラスクロス１１を巻いて、これを金型
１４内にセットして、真空槽１５に入れる。真空槽１５
のバルブ１７を開き他のバルブ１６，１８．１９を閉じ
て真空ポンプを作動させて真空引きすると、内装容器１
２内の空気は間隙１２ｃからガラスクロス１１の隙間を
通って真空槽１５の外に排気して真空処理をすることが
できる。

真空処理の後、バルブ１７を閉じ、バルブ１８を開いて
真盛槽１５内にＳＦ６ガスを導入して、内装容器１２内
にＳＦ６ガス３を充填する。

この内装容器１２内にＳＦ６ガスを充填する際に、前記
電極溶射や引き出し線接続の時にＳＦ６ガスが外に流出
した箇所の空所にＳＦもガスを充填できることになる。

バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いて金型１４の中に
合成樹脂液２０′を入れ、ＳＦ６ガス３の充填されてい
る内装容器１２のまわりを合成樹脂液２０’で包囲し、
その後真空槽内を正圧に保ちつつ加熱して硬化反応させ
る。樹脂が硬化すると合成樹脂２０のモールドが完了す
るので、取り出して容器収容形コンデンサ素子１３を得
ることができる。

次いで、この容器収容形コンデンサ素子１３を複数個集
合させ、この集合体を外装容器２１内に収容する。

外装容器２１はその容器本体２１ａと蓋体２１ｂとから
なり、蓋体２１ｂは容器本体２１ａにシール材を介して
ボルト締め等により封止状に固定されている。また、蓋
体２１ｂには容器収容形コンデンサ素子１３の引き出し
線を接続するためのブッシング２２．２２が一体に形成
して設けてあり、ＳＦ６ガス３を充填する注入口２３が
設けである。

外装容器２１に容器収容形コンデンサ素子１３の集合体
を収容し、容器本体２１ａに蓋体２１ｂを封止状に固定
した後、注入口２３より外装容器２１内を真空引きし、
真空、状態の外装容器２１内にＳＦ６ガスを充填して、
注入口２５を封止すると、この発明によって製作された
高圧コンデンサを得ることができる。

（ハ）発明の効果 （１）金属化フィルムをＳＦ６ガス雰囲気中で巻き取り
を行うことにより、巻き取られる金属化フィルムの間に
ＳＦ６ガスを抱き込ませ、抱き込ませたＳＦ６ガスのボ
イド７の大部分を容易に外に出て行き得ない状態に内部
に滞留させると共に外に流出したＳＦ、ガスのボイド部
の空所にその後の工程でＳＦ６ガスを充填できるので、
コロナ放電開始電圧の高い容器収容形コンデンサ素子を
得ることができる。

！２１　　内部滞留したＳＦ６ガスは容易に外に出て行
き得す、外に流出したＳＦ６ガスのボイド部の空所にＳ
Ｆ６ガスを充填できることにより、大気中に取り出して
巻回両端面に電極の金属溶射ができ、引出し線の接続が
できるので、電極形成、引出し線の接続作業が容易にな
る。

（３）集合体に集合させる容器収容形コンデンサ素子の
段階で動作試験が可能となって良否の選別ができ、後の
工程の無効工数の削減ができる効果がある。

４）　この発明は、その製造法によって製作される高圧
コンデンサにおいてその気密性を内装容器および外装容
器によって二重に保たれる０例えば、仮に外装容器に気
密漏れを起こしても各コンデンサ素子の気密性が内装容
器によって保持され、このことにより、コンデンサ素子
の絶縁性が低下しないと共に外装容器に湿気等が侵入し
てもコンデンサ素子が保護される。また、仮に内装容器
からＳＦ６ガスの気密漏れを起こしたとしても外装容器
に充填のＳ　Ｆ　６ガスにより内装容器に充填のＳＦ６
ガスの圧力が低下せず、このことにより、コンデンサ素
子のコロナ放電開始電圧が低下しないと共に外装容器が
外部からの湿気等の侵入を阻止しコンデンサ素子が保護
される。

従って、この発明は、その製造法によって製作される高
圧コンデンサに、信頼性を一段と向上させ、寿命を極め
て長くさせるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルム巻取り装置の概略を示す説明図、第２
図は容器収容形コンデンサ素子の要部拡大断面図、第３
図は真空槽装置の概略を示す説明図、第４図は高圧コン
デンサの切欠断面図、であることを示す。 １・・・上部開口タンク、２・・・空気、３・・・ＳＦ
６ガス、４・・・ボビン、５．６・・・それぞれ金属化
フィルム、７・・・ＳＦ６ガスのボイド、８ａ、８ｂ・
・・それぞれ電極、９ａ、９ｂ・・・それぞれ引き出し
線、１０・・・コンデンサ素子、１１・・・ガラスクロ
ス、１２・・・容器、１３・・・容器収容形コンデンサ
素子、１４・・・金型、１５・・・真空槽、１６．１７
，１８．１９・・・それぞれバルブ、２０′・・・合成
樹脂液、２０・・・合成樹脂、２１・・・外装容器、２
２・・・ブッシング、２３・・・注入口。 特許出願人　　　利昌工業株式会社 ７４５図 手続補正書働帽 １、事件の表示 昭和６３年特許願第０９２２１９号 ２、発明の名称 高圧コンデンサの製造法 ３、補正する者 事件との関係　　特許出願人 住　　所　大阪市北区堂島２丁目１番９号４、補正命令
の日付 明細書第１４頁第１７行目の、「であ」とあるを、「第
５図は従来例を説明する高圧コンデンサの切欠断面図、
であ」に補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　先ず、プラスチックフィルムに金属薄膜を形成した金
   属化フィルムを六弗化硫黄ガス（以下、単にＳＦ＿６ガ
   スと云う）雰囲気中で巻き取りを行う工程、巻き取った
   素子を大気中で素子両端面に電極を形成し引き出し線を
   接続する工程、電極を形成し引き出し線を接続したコン
   デンサ素子を容器に収容し真空処理する工程、真空状態
   の容器内にＳＦ＿６ガスを充填する工程、ＳＦ＿６ガス
   を充填した内装容器のまわりを合成樹脂でモールドする
   工程を経て容器収容形コンデンサ素子を作成し、次いで
   、この容器収容形コンデンサ素子を複数個集合させて外
   装容器に収容する工程、この外装容器内にＳＦ＿６ガス
   を封入する工程を経ることを特徴とする高圧コンデンサ
   の製造法。