JPH0546262Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 考案の目的 この考案は内部に絶縁ガスを充填したモールド
コンデンサに関するものである。

［従来技術］ 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、巻回型コンデンサ素子は、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いことはよく
知られている。

ところで、巻回型コンデンサ素子の巻回両端面
部に絶縁ガスを滞留させコロナ放電特性の向上を
目的にした、特開昭60−72212号公報に記載のモ
ールドコンデンサの製造法がある。

この製造法は、コンデンサ素子を真空高温槽に
入れて加熱処理および真空処理を行い、処理後の
コンデンサ素子に絶縁ガスを充填し、絶縁ガスを
充填したコンデンサ素子をモールド樹脂の中に埋
設して取り出す製法であり、このモールドコンデ
ンサの製造法は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。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記モールドコンデンサの製造
法は、絶縁ガスを充填したコンデンサ素子をモー
ルド樹脂の中に埋設する際に、コンデンサ素子を
モールド樹脂液の中に入れた段階でコンデンサ素
子の巻回両端面の凹凸部に滞留していた絶縁ガス
がモールド樹脂液により浮力を得て一部はモール
ド樹脂液中を気泡となつて出て行き、更に、モー
ルド樹脂液を硬化反応温度に上げて硬化反応を進
める段階で残留している絶縁ガスは暖められ一層
大きな浮力を得てモールド樹脂液中を気泡となつ
て更に外に出て行くので、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もある。

また、モールドの際に充填したSF₆ガスが浮力
によりモールド樹脂液中を気泡となつて外に出て
行く現象はモールド樹脂の硬化温度が高くなるほ
ど助長される関係にあり、コロナ放電の改善に悪
影響を与えると云う問題点がある。

さらに、モールド樹脂の硬化温度（約50℃〜
120℃）から室温に戻すことにより絶縁耐力弱点
部の絶縁ガスのガス圧が下つて大気圧以下とな
り、このことがコロナ放電開始電圧を下げる結果
をもたらすと云う問題点がある。

さらにまた、このようなモールドコンデンサは
周囲温度が低くなるとガス圧が更に下つてコロナ
放電開始電圧が下がり、寒冷地での使用が不可能
になると云う問題点がある。

そこで、この考案は巻回型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
部に絶縁ガスを正圧状態に密封してコロナ放電特
性の改善を計りうるモールドコンデンサを提供し
ようとするものである。

(ロ) 考案の構成 ［問題点を解決するための手段］ この考案は、上記の問題点を解決するために、
筒形ボビンに帯状の誘電層と電極層とが交互に巻
回された巻回型コンデンサ素子の前記筒形ボビン
の下端孔部を除く外周面部を容器により巻回両端
面に面して各別に間隙を形成せしめて包囲し、か
つ容器内および筒形ボビンの孔内に絶縁ガスを充
填すると共に、容器のまわりを合成樹脂でモール
ドするに際して筒形ボビンの孔内に合成樹脂を流
入させ加圧状態とすることにより容器内の絶縁ガ
スを正圧状態に密封せしめて一体にモールドした
のである。

［作用］ 巻回型コンデンサ素子の筒形ボビンの下端孔部
を除く外周面を包囲した容器内および筒形ボビン
内に絶縁ガスを充填して容器のまわりを合成樹脂
でモールドするに際に、容器のまわりに合成樹脂
液を注入して行くと、先ず、筒形ボビンの下部開
口が合成樹脂液で封口されることにより、容器お
よび筒形ボビン内に絶縁ガスを絶縁ガス充填時の
ガス圧に封入できる。

また、容器のまわりに更に合成樹脂液を注入し
て行くと筒形ボビンの孔の下部に生じている合成
樹脂液の自由表面に注入合成樹脂液の重力が加わ
つて加圧状態となることにより、合成樹脂液を更
に上方に押し上げて流入させて容器内の絶縁ガス
のガス圧を上昇させることができる。

また、容器のまわりに合成樹脂液を満たした後
に、合成樹脂液を外力により加圧しながら更に注
入すると、合成樹脂液の自由表面に加圧注入力が
加わつて、更に大きな加圧状態となることによ
り、絶縁ガスを圧縮させ、その圧縮反発力に抗し
て絶縁ガスを筒形ボビンの孔内の上の方向に押し
やりながら合成樹脂液が侵入して行き、絶縁ガス
は筒形ボビンの孔内に入り込んだ合成樹脂液量だ
け圧縮され絶縁ガスのガス圧を更に上昇させるこ
とができる。

容器内の絶縁ガスのガス圧が所望の値となると
その加圧状態を保ちながら注入した合成樹脂液を
反応硬化させることにより、容器内に絶縁ガスを
所望の高圧に密封することができる。

容器内に絶縁ガスを所望の高圧に密封できるこ
とにより、巻回型コンデンサ素子の絶縁耐力弱点
部のコロナ放電開始電圧をパーシエン
（Paschen）則に従つて高くできるので、この考
案のモールドコンデンサのコロナ放電開始電圧を
向上させることができる。

［実施例］ 以下、本願考案を実施例により図面の第１図、
第２図を用いて説明する。なお、第１図は、モー
ルドコンデンサの断面図、第２図は、モールドコ
ンデンサの製作に用いる注型金型装置の切り欠き
断面図を示している。

モールドコンデンサは、筒形ボビン１に帯状の
誘電層と電極層とが交互に巻回された巻回形コン
デンサ素子２の筒形ボビン１の下端孔部を除く外
周面部を容器２により巻回両端面に面して各別に
間隙を形成せしめて包囲し、かつ容器３内および
筒形ボビン１の孔内に絶縁ガス、例えばSF₆ガス
６を充填すると共に、容器３のまわりを合成樹
脂、例えばエポキシ樹脂７でモールドするに際し
て筒形ボビン１の孔内にエポキシ樹脂７を流入さ
せ加圧状態とすることにより容器３内のSF₆ガス
６を正圧状態に密封せしめて一体にモールドして
構成したものである。

上記容器３内にSF₆ガス６を正圧状態に密封す
るには次の方法で行うことができる。

まず、巻回型コンデンサ素子２の巻芯に筒形ボ
ビン１を用いて、この筒形ボビン１の下端孔部を
除く巻回型コンデンサ素子２の外周面部を容器３
で包囲し、巻回型コンデンサ素子２の巻回両端面
に面して各別に間隙を形成せしめる。

容器３は巻回型コンデンサ素子２を内に入れる
ため容器本体３ａと蓋体３ｂとからなり、巻回型
コンデンサ素子２の外径寸法より少し大きめの内
径を有し、巻回両端面に面してそれぞれに間隙を
形成する高さの内法り寸法に設定してある。蓋体
３ｂは筒形ボビン１の下端部外周に封止状態に固
定され、容器本体３ａには巻回型コンデンサ素子
７の一方の引き出し線４ａを挿通し半田付け封止
を可能にするためのハトメ５ａを取り付けてあ
る。また、筒形ボビン１には、巻回型コンデンサ
素子２の他方の引き出し線４ｂを挿通し半田付け
封止を可能にするためのハトメ５ｂが取り付けて
ある。

巻回型コンデンサ素子２の筒形ボビン１に蓋体
２ｂを取り付け、容器本体２ａの中に位置決めし
て収容した後、蓋体１ｂを封止状態に固着し、容
器本体２ａおよび筒形ボビン１のハトメ４ａ，４
ｂ部に挿通した引き出し線４ａ，４ｂを半田付け
して封止状態にしておく。

次に、これを、第２図に示すようにその外径寸
法より大きな内径寸法を有する金型８内に収容
し、バルブ９，１１，１２を閉じ、バルブ１０を
開いて真空ポンプ１３を作動させて、金型１０内
を真空脱気する。

容器３内の空気は筒形ボビンを通じて脱気さ
れ、容器１および気筒管２内を10^-2mmHg程度の
真空度まで引く。

次いで、バルブ１０を閉じバルブ１１を開いて
真空状態の金型８内に絶縁ガス、例えばSF₆ガス
６を流入させて筒形ボビンの孔内および容器１内
にSF₆ガス６を充填し、その後に金型８と容器１
との間にエポキシ樹脂液７′を注入する。

エポキシ樹脂液７′は、例えばエポキシ樹脂に
無機質の充填材を混入して密度ρが1.3グラム／
c.c.のものを用いる。このエポキシ樹脂液７′を金
型８と容器１との間に注入して行くと、先ず、筒
形ボビン１の孔の下部開口がエポキシ樹脂液７′
で封口されて、容器３および筒形ボビン１の孔内
にSF₆ガス６を封入でる。第２図は、ほぼこの状
態を描いてある。この状態の時のSF₆ガス８の封
入圧をP_p［Torr］とし、この封入圧P_pは、適宜に
定めることができる。エポキシ樹脂液７′を更に
注入して行き、金型８と容器３との間の空間に満
たされると、筒形ボビンの孔の下部に生じている
合成樹脂液７′の自由表面は注入した合成樹脂液
７′の重力が加わつた加圧状態となる。容器３の
高さを12cmとすると、この自由表面に加わる重力
P_hは、ほぼ、 P_h＝ρgh ＝15288［dyn／cm²］ となり、この重力P_hが容器３および筒形ボビン
の孔内のSF₆ガス６のガス圧P_xをP_pから、 P_x＝P_p＋0.015288［Torr］ に上昇させた加圧状態になつて釣り合つている。
金型８と容器３との間の空間に合成樹脂液７′を
満たしたこのような加圧状態に、更にエポキシ樹
脂液７′を外力により加圧しながら注入して行く
と、自由表面に更に外力による加圧力が加わつた
加圧状態となり、このことによりSF₆ガス６を圧
縮させて中に押し込みながらエポキシ樹脂液７′
が筒形ボビンの孔の上の方向に侵入して行き、中
のSF₆ガス６は筒形ボビン１の孔の中にに入り込
んだエポキシ樹脂液量だけ圧縮し、このため中の
SF₆ガス６のガス圧P_xはP_pから更に上昇した加圧
状態となる。

エポキシ樹脂液７′の注入加圧力を、例えば、
1.2×10⁶dyn／cm²、1.5×10⁶dyn／cm²の２種類に設
定し、筒形ボビン１の孔の容積を容器の内容積よ
り巻回型コンデンサ素子の体積を引いた値の半分
に設定すると、容器内のSF₆ガスのガス圧P_xを （P_p＋0.015288）Torr から それぞれ、約 （1.2＋P_O＋0.015288）Torr、 （1.5＋P_O＋0.015288）Torr に上昇させる。

容器１内のSF₆ガス６のガス圧が所望の値にな
るとその加圧状態を保ちながら注入したエポキシ
樹脂液７′を反応硬化させると、容器１内にSF₆
ガス６を所望の高圧に密封できるので金型８より
取り出し必要により後加工を施してこの考案のモ
ールドコンデンサを得ることができる。

P_pを0.3Torrにして、容器１内のSF₆ガスのガ
ス圧P_xが、1.015Torr、1.4Torr、1.9Torrのモー
ルドコンデンサを作成し、此れ等のコロナ放電開
始電圧を、従来例の製造法で作成したモールドコ
ンデンサのコロナ放電開始電圧に較べると、それ
ぞれ1.4倍、1.9倍、2.4倍高いコロナ放電開始電圧
が得られた。

(ハ) 考案の効果 この考案のモールドコンデンサは筒形ボビンの
の孔の下部開口よりモールド用の合成樹脂液を加
圧状態にして流入させることにより、巻回型コン
デンサ素子を収容する容器内に絶縁ガスを正圧状
態に密封してあるので、巻回型コンデンサ素子の
巻回両端面の絶縁耐力弱点部に絶縁ガスを高密度
に介在させることができ、コロナ放電開始電圧の
向上を計ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例におけるモールドコンデンサの
端面図、第２図は注型金型装置の切欠き断面図で
あることを示す。 １……筒形ボビン、２……巻回型コンデンサ素
子、３……容器、３ａ……容器本体、３ｂ……蓋
体、４ａ，４ｂ……それぞれ引き出し線、５ａ，
５ｂ……それぞれハトメ、６……SF₆ガス、７…
…エポキシ樹脂、７′……エポキシ樹脂液、８…
…金型、９，１０，１１，１２……それぞれバル
ブ、１３……真空ポンプ、１４……合成樹脂液タ
ンク、１５……SF₆ガスボンベ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 筒形ボビンに帯状の誘電層と電極層とを交互に
   巻回された巻回型コンデンサ素子の前記筒形ボビ
   ンの下端孔部を除く外周面部を容器により巻回両
   端面に面して各別に間隙を形成せしめて包囲し、
   かつ容器内および筒形ボビンの孔内に絶縁ガスを
   充填すると共に、容器のまわりを合成樹脂でモー
   ルドするに際して筒形ボビンの孔内に合成樹脂を
   流入させ加圧状態とすることにより容器内の絶縁
   ガスを正圧状態に密封せしめて一体にモールドし
   たことを特徴とするモールドコンデンサ。