JPH0437566B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 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］ プラスチツクフイルムを誘電体とし、これに金
属を蒸着した金属化フイルムを積み重ねながら巻
き取つた、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の
考案がある。

こ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、このこうあつコンデンサは概略次
のような製造法により作られるものである。

先ず、空気中で金属化フイルムを積み重ねなが
ら巻き取り、巻き取つ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に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。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記高圧コンデンサは、大気中
で、金属化フイルムを積み重ねながら巻き取るの
で、巻き取つた金属化フイルム間に空気を抱き込
み、中に空気のボイドとなつ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、金属化フイルム間に存在し
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。

また、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
なつて外に出て行き、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残留して
いるSF₆ガスは気泡となつて外に出て行く。従つ
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。

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
び金属化フイ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特
性の改善を計りうるコンデンサの製造法を提供し
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、プラスチツクフイルムに金属薄膜を形成し
た金属化フイルムをSF₆ガス雰囲気中で巻き取り
を行う工程、巻き取つ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する工程、この集合体を真
空処理する工程、真空状態の各容器内にSF₆ガス
を充填する工程、集合体のまわりを合成樹脂で一
体にモールドする工程を経ることを特徴とする製
造法の構成したのである。

以下、各工程について図面を用いて説明する。
第１図はSF₆ガス雰囲気中で金属化フイルムを積
み重ねながら巻き取りを行うフイルム巻取装置の
概略を示す図面、第２図はコンデンサ素子の要部
拡大断面図、第３図は金型装置の断面図を示す図
面である。

フイルム巻取装置のフイルム巻き取り軸部は、
タンク１の下部に位置させ、タンク１内にSF₆ガ
スを入れた際に空気２の約５倍の密度のために下
部に溜るSF₆ガスの溜りの中に入るように設定し
てある。

このタンク１の下部に溜つたSF₆ガス３の雰囲
気中で金属化フイルム５，６を巻き取ると、巻き
取られる金属化フイルム５，６の間に生じる隙間
にSF₆ガス３を抱き込み、巻き取つた素子の金属
化フイルム間に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イルムの
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イルム５，６の巻取り直前に
SF₆ガスを導入しながら巻き取つてもよい。この
場合、巻き取られる金属化フイルム５，６の間に
生じる隙間に前記と同様にSF₆ガス３を抱き込
み、巻き取つた素子の金属化フイルム間に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SF₆ガスが既に入つているので、タンク１
の上部開口より、巻き取り軸にボビン４をセツト
し、このボビン４に金属化フイルム５，６のセツ
トする等々の各種の作業を行つて、金属化フイル
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。

金属化フイルム間に発生したSF₆ガス３のボイ
ド７はボイド７に発生した位置や形によつて容易
に出て行き得ない状態のものと外に容易に流出す
る状態のものとがあり、大多数が容易に外に出て
行き得ない状態のもので一部が外に流出可能な状
態のものてある。

このような巻き取つた素子を大気中に出し、素
子の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、大気中で、容器１
２に収容して容器収容形コンデンサ素子１３を得
る。なお、この容器１２は容器本体１２ａと蓋体
１２ｂの嵌合面に容器１２内の空気を真空引きで
き容器内にSF₆ガスを充填できて、容器１２のま
わりを合成樹脂でモールドする際にモールド樹脂
が容器１２になかに侵入し得ない程度の大きさの
間隙１２ｃを形成してある。

コンデンサ素子１０を収容した容器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は容器内の空気の真空引きおよびSF₆ガスの
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。

容器収容形コンデンサ素子１３のまわりにガラ
スクロス１１を巻いて、これを複数個集合させ、
集合体を作る。

この集合体をモールド金型１４の中にセツトす
る。このモールド金型１４は、第３図に示すよう
に、金型内を真空引きができ、真空状態の金型内
にSF₆ガスを導入でき、更に金型内にモールド用
の合成樹脂液が注入できるようになつている。

真空引きするためにバルブ１７を開き、他のバ
ルブを閉じて真空ポンプを作動させる。容器１２
内の空気は間隙１２ｃからガラスクロス１１の隙
間を通つてモールド金型１４の外に排気して真空
処理ができる。

その後、バルブ１７を閉じ、バルブ１８を開い
てモールド金型１４内にSF₆ガス３を導入する
と、真空状態の各容器１２内にSF₆ガス３を充填
する。

この容器１２内にSF₆ガスが充填される際に、
前記電極溶射や引き出し線接続の時に滞留してい
たSF₆ガスのうち外に流出した箇所の空所にSF₆
ガスを充填できることになる。

バルブ１９を開いて金型１４の中に合成樹脂液
１５′を入れて集合体のまわりに包囲させ、その
後加熱して硬化反応させる。樹脂が硬化すると合
成樹脂１５のモールドが完了するので、取り出し
て高圧コンデンサを得ることができる。

(ハ) 発明の効果 (1) 金属化フイルムを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イ
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SF₆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、巻回金属
化フイルム間のボイドをSF₆ガスのボイドに形
成することによつて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。

(2) 内部滞留したSF₆ガスは容易に外に出て行き
得ず、外に流出したSF₆ガスのボイド部の空所
にSF₆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) 集合体を構成する各容器収容形コンデンサ素
子を一括して真空処理し、各容器内にSF₆ガス
を充填して、その後に、集合体のまわりを合成
樹脂でモールドする一連の工程により、コンデ
ンサ素子巻回両端面の金属薄膜縁面のまわりに
SF₆ガスを高密度に充填させることができるの
で、コンデンサ素子巻回両端面の金属薄膜縁面
まわりのコロナ放電開始電圧を高くできる。

このように、電極の形成、引出し線の接続を大
気中で行い得るので作業が容易となり、巻き込ま
れる金属化フイルム間のボイド部、及びコンデン
サ素子両端面の金属薄膜縁面まわり部のいづれの
絶縁耐力弱点部もコロナ放電開始電圧を高くでき
るので、高耐圧のモールドコンデンサを得ること
ができる製造法である。

【図面の簡単な説明】

第１図はフイルム巻取り装置の概略を示す説明
図、第２図はコンデンサ素子の要部の拡大断面
図、第３図はモールド金型装置の切欠断面図、で
あることを示す。 １……上部開口タンク、２……空気、３……
SF₆ガス、４……ボビン、５，６……それぞれ金
属化フイルム、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……モールド金型、１
５′……合成樹脂液、１５……合成樹脂、１６，
１７，１８，１９……それぞれバルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 先ず、プラスチツクフイルムに金属薄膜を形
   成した金属化フイルムを六弗化硫黄ガス（以下、
   単にSF₆ガスと云う）雰囲気中で巻き取りを行う
   工程、巻き取つ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
   子を複数個集合する工程、この集合体を真空処理
   する工程、真空状態の各容器内にSF₆ガスを充填
   する工程、集合体のまわりを合成樹脂で一体にモ
   ールド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。