JPS603114A - 油浸コンデンサ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、力率改善用やモータの、駆動用および運転用
あるいは照明機器の安定器にと広く用いられている油浸
コンデンサの改善に関するものである。

従来例の構成とその問題点 両面に蒸着金属層を有する電極紙と誘電体であるプラス
チックフィルムとを重ねて巻回し絶縁油を含浸してなる
油浸コンデンサは、従来より上記のような分野に広く用
いられている。このような油浸コンデンサの高電位傾度
化をはかることはプラスチックフィルムの薄手化のみな
らず、絶縁油やコンデンサ容器の消費量の低減さらには
コンデンサの低価格化にも有利になシ、産業的、省資源
的に大きな効果が期待できる。

従来、電極紙を用いた油浸コンデンサにおいては、良好
な含浸性により部分放電の発生が抑えられており、また
蒸着金属特有の自己回復性も有しているため、絶縁油を
用いない構成である乾式コンデンサや、金属箔あるいは
金属化フィルムを用いた油浸コンデンサに比して、高い
電位傾度に設定することができる。

このような油浸コンデンサの電位傾度をさらに高めるこ
とを目的として、従来よシ、容量形成部側の電極層の抵
抗値を高めて自己回復性を向上させることが提案されて
きた。

第１図はこのような目的で提案されている従来例の一断
面図である。電極紙１０両面に、９Ω／口以下の低抵抗
部と２０〜２００Ω／口の高抵抗部からなる亜鉛を用い
た蒸着金属電極層２を形成し、プラスチックフィルム３
と重ねて巻回する。

層間には非ハロゲン化絶縁油４を充填し、また電極の引
出しは電極導出用金属溶射部５により行う。

蒸着金属電極層２において電極導出用金属溶射部５側が
低抵抗とされているのは、電極導出用金属溶射部５と蒸
着金属電極層２との接触抵抗を低減させるためである。

しかしながらこのような構成によシ自己回復性は向上し
たが反面、容量形成部側を高抵抗としたために誘電正接
値が上昇し、壕だ電極層を通じての外部への放熱も抑制
されるため、特に高温高電圧下において熱劣化や熱破壊
をおこしやすいという問題点が生じた。この点に関して
層間に金属箔を挿入しこれを通じて外部へ放熱させるこ
とも提案されているが、必然的に素子の体積も増大して
しまい、本来の目的である油浸コンデンサの小型軽量化
および低価格化を達成するには至らなかった。

以上の説明で明らかなように、容量形成部側の電極層を
高抵抗とした油浸コンデンサにおいては、高温高電圧下
での熱劣化や熱破壊という問題点が残されており、良好
な自己回復性という特質が十分に生かされていないとい
うのが現状であった。

発明の目的 本発明は前記油浸コンデンサの問題点に鑑み、高温高電
圧下での誘電正接値そのものを改善することによって高
電位傾度化を達成し、コンデンサの小型軽量化ならびに
低価格イヒを実現することを目的とするものである。

発明の構成 そのだめの構成として、本発明は、両面に亜鉛よりなる
蒸着金属電極層を有しかつ前記蒸着金属電極層の抵抗値
が電極導出用金属溶射部側では９Ω／口以下であシ容量
形成部側では２０〜２００Ω／口の範囲内にある電極紙
と、誘電体であるプラスチックフィルムとを重ねて巻回
したコンデンサ素子にシランカップリング剤を１種類以
上添加した非ハロゲン化絶縁油を含浸したものである・
実施例の説明 シランカップリング剤とは、通常一般式％式％ で表わされるものである。ここでＸはＳｉ原子に結合し
た加水分解性の基であり、アルコキシ基。

アシロキシ基、ハロゲン等が代表的な例である。

またＹは有機官能基であり、例えばビニル基、アミノ基
、イミノ基、クロル基、エポキシ基、メルカプト基、ペ
ルオキシ基、ウレイド基などを含むものが代表的な例で
ある。なおＹは有機基Ｒを介して甘たは直接にＳｉ原子
と結合している。このようなシランカップリング剤とし
ては、例えばγ−メタアクリロキシプロピルトリメトキ
シシラン。

γ−グリシドキシグロビルトリメトキシシラン。

γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプ
トプロピルトリメトキシンラン、γ−アミノプロピルＬ
リエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−テミノ
プロピルトリメトキシシラン。

Ｎ−β（アミンエチル）γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）
シラン、ビニルトリエトキシシラン。

ビニルトリクロルシラン等があり、これらの１種類以上
を非・・ロゲン化絶縁油に添加した場合に、本発明の目
的を達成することができる。さらに、シランカップリン
グ剤の添加量としては、絶縁油に対し、０．１〜１０重
量−程度が望せしい。これは、０．１％未満では顕著な
効果は現われにくく、また１０饅を超えて混入した場合
には絶縁抵抗値が若干低下するのみで特性上の問題を生
じるわけではないが、シランカップリング剤は一般に高
価なため、コスト面で問題を生じる。

本発明において使用される非ハロゲン化絶縁油としては
、例えば、芳香族炭化水素系絶縁油や脂肪族炭化水素系
絶縁油あるいはこれらの混合油等がある。例えばフタル
酸エステル、マレイン酸エステル、フマル酸エステル、
アルキルベンゼン油。

シリコン油等が代表的であり、これらの１種や混合油さ
らには他の非ハロゲン化絶縁油との混合油を使用した場
合に、顕著な効果を得ることがてきる。

さらに、前記のような非ハロゲン化絶縁油に熱安定剤、
電圧安・定則あるいは酸化劣化防止剤としてエポキシ系
添加剤を数％以内添加することも広く行われているが、
この場合にも絶縁油中にシランカップリング剤を混入す
ることにより、本発明の目的を達成することができる。

また、本発明において使用されるプラスチックフィルム
としては、例えばポリプロピレンフィルム、ポリエチレ
ンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポ
リカーボネートフィルム等があシ、これらの１種あるい
は混合品を用いた場合に顕著な効果を得ることができる
。

本発明の具体的な実施例として、第１図の構成からなる
油浸コンデンサに誘電体として６μｍ厚のポリプロピレ
ンフィルム（ＰＰフィルム）を、また絶縁油としてフタ
ル酸ジオクチル（ＤＯＰ）を用いた１０μＦのコンデン
サの場合を以下に説明する。

第２図は、１００°Ｃにおける印加電圧と誘電正接値の
関係を示したものである。Ｐは第１図の構成からなり絶
縁油としてＤＯｐのみを用いた従来品であシ、■、■、
■はＤＯｐに次の表に示すシランカップリング剤を１重
量襲添加した本発明の実施例品である。

表 従来品においては、高温高電圧下で誘電正接値が急激に
増大しているが、本発明の実施例品においてはこれが犬
きく改善されていることがわかる。

第３図は前記コンデンサＰ、１．Ｉ１．Ｉ［Ｉの１００
℃におけるステップ昇圧破壊試験の結果を示したもので
ある。電圧３００ｖから課電を開始し、２４時間毎に５
０Ｖずつ昇圧して、コンデンサが破壊した電圧を耐圧と
した。明らかに、本発明の実施例品においては、従来品
を大きく上回る高耐圧が得られている。

以上の説明は、表に示したシランカップリング剤を添加
した場合について説明したものであるが、他のシランカ
ップリング剤を添加した場合にも同様の結果を得た。ま
た絶縁油としてＤＯｐ以外のものを使用した場合にも同
様の結果を得た。さらに誘電体としてＰＰフィルム以外
に、ポリエチレンフィルムやポリエチレンテレフタレー
トフィルム、ポリカーボネートフィルム等を用いた場合
にも同様の結果を得た。

発明の効果 本発明によれば、油浸コンデンサの非・・ロゲン化絶縁
中にシランカップリング剤を添加することにより、従来
品を大きく上回る高電位傾度に耐え、しかも小型軽量で
ある画期的なコンデンサを実現することが可能となる優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は油浸コンデンサの一部断面図、第２図は本発明
の実施例における油浸コンデンサと従来例の印加電圧と
誘電正接値の関係を示す比較特性ｚ図、第３図は同ステ
ップ昇圧破壊試験の結果を示す比較特性図である。 １・・・・・電極紙、２・・・・・蒸着金属電極層、３
・・・・・・プラスチックフィルム、４・・・・・非）
１０ゲン化絶縁油、５・・・・・電極導出用金属溶射部
。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第−
１図 第２図 イ）Ｕ　クロ　’１ｔ）ｉ（ｖλ 第３図 的　閘　２４　Ｈｒ／ｌｔ）／　ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両面に亜鉛よシなる蒸着金属電極層を有しかつ前記蒸着
   金属電極層の抵抗値が電極導出用金属溶射部側では９Ω
   ／口以下であり容量形成部側では２０〜２００Ω／口の
   範囲内にある電極紙と、誘電体であるプラスチックフィ
   ルムとを重ねて巻回したコンデンサ素子にシランカップ
   リング剤ヲ１種類以上添加した非ハロゲン化絶縁油を含
   浸した油浸コンデンサ。