JPS607004A - 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、高電圧用途、電力用途、電気機器用途、電子
通信用途等に用いる、特性向上およびより高耐圧化、高
信頼性を達成した油浸コンデンサに関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、プラスチックフィルムまたは絶縁紙またはこれら
を複合した誘電体を有する油浸コンデンサにおいては、
塩化ジフェニル系油に代る絶縁油として、フタル酸エス
テルや脂肪酸エステル等のエステル油やジアリルアルカ
ン、アルキルベンゼンなどの各種の油が研究され、含浸
油として実用化されてきている。またこれらの混合油に
ついても、コンデンサの含浸油としていくつか提案され
てきている。このように多くの研究が行われ、いくつか
の提案がなされる背景としては、よりコンデンサ特性の
良い、高耐圧、高信頼性を得る油浸コンデンサを具現化
することが、産業上極めて重要であることがあげられる
。

さらに、含浸油の添加剤については、従来より各種の添
加剤を混入することにより、油浸コンデンサの信頼性向
上についての提案がなされている。

特公昭５２−２４２３９号公報、特開昭５３−３５９９
９号公報、特開昭５４−１５１５８号公報等において、
エポキシ安定剤やフェノール系安定剤またはホスファイ
ト系安定剤等、その他酸化防止剤や劣化防止剤等の提案
が数多く行われている。ところが、これら添加剤は含浸
油中の塩素や。

水分あるいは含浸油の分解生成物を捕獲することにより
、長期寿命時や実使用時での含浸された絶縁曲や誘電体
の劣化促進を抑制して長時間使用での信頼性を向上させ
る大きな効果を得るものである力へ曲浸コンデンサの誘
電損失値（以下−δと記す）そのものを著しく改良する
ものではなく１、むしろ、塩素や水分あるいは分解生成
物の捕獲確率を高めるべく混入量を増加すると、逆に油
浸コンデンサのｔａｎδが悪くなる欠点を有しており、
含浸油中の分解生成物捕獲作用による長期使用時におけ
る品質保持という信頼性は極めて向上するが、高温高電
圧下での油浸コンデンサの−δフロスよる発熱を抑え、
熱破壊現象を抑止し、電気耐圧を改良することは極めて
困建であった。

発明の目的 本発明は、プラスチックフィルムまたは絶縁紙またはこ
れらの複合を誘電体として具備する油浸コンデンサの高
温高電圧下での−δを従来になく改善し、高覗圧課電時
の熱的破壊を抑止するとともに、低温域での油浸コンデ
ンサの部分放電開始電圧を向上し、部分放電破壊を抑止
することにより、低温域、高温域どちらにも極めて、高
耐圧で高信頼性となる油浸コンデンサを得ることを目的
とするものである。

発明の構成 そのための構成として、本発明はプラスチックフィルム
または絶縁紙またはこれらを複合した誘電体を有するコ
ンデンサ素子に、シランカップリング剤を添加混入した
フタル酸エステルとジアリルアルカンの混合油を含浸し
たものである。

実施例の説明 Ｙ　ＲＳ　ｉ　ｘ３ で表わすことができる。ここでＸはＳｉ　原子に結合し
た加水分解性の基を表わし、アルコキシ基。

アシロキシ基（特にアセトキシ基）、ノλロゲン（特に
クロル）などがその代表的な例である。またＹは各種の
有機官能基を表わし、例えばビニル基。

エポキシ基、メルカプト基、クロル基、ペルオキシ基、
ウレイド基などを含有する有機官能基がその代表的なも
のであって、有機基Ｒを介してまたは直接Ｓｉ原子と結
合している。シランカップリング剤の具体列としては、
γ−メタアクリロキシグロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシグロピルトリメトキシシラン、ビニルト
リニドキシンラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキ
シ）シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン。

ｒ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アニ
リノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
メチルジメトキシシラン、ｒ−メルカプトグロビルメチ
ルジメトキシシラン等がある。

本発明者等は、絶縁油を′含浸してなる油浸コンデンサ
のＩａｎδ特性改良と、低温域での部分放電開始１に圧
の向上を目的として研究を行い、前記のシより、従来に
比し著しく油浸コンデンサの一δを改良してかつ低温域
での部分放電開始電圧の向上を達成したのである。

シランカップリング剤の混入量は、油浸コンデンサの定
格や形状あるいは使用誘電体の厚さ等で異るが、一般的
には０．１〜１０重量％であることが好ましい。これは
０．１　重量％未満では前述の論δ特性の向上が少なく
、また一方１ｏ重量％を超えた場合は、油浸コンデンサ
の絶縁抵抗が低下する傾向にあるからである。また経済
性を考慮すると、このシランカップリング剤は極めて高
価なものであり、できる限り少量であることが望まれる
。

本発明の油浸コンデンサを実用化してゆく場合には、少
量の混入で効果の大なるシランカップリング剤を用いる
ことが経済的である。

特に良好な結果を得るシランカップリング剤として、例
えばγ−メタアクリロキシグロピルトリメトキシシラン
がある。

本発明に使用されるフタル酸エステルは一般にで表わさ
れ、ｎの数または分岐の有無などにより多くの分子構造
のものがあり、工業的にも多く生産すしている。代表的
にはフタル酸ジ２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソデ
シル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジオクチル、フタル
酸ジプチル。

フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジチクロヘキシル。

ノタル酸ジトリデシル、フタル酸プチールベンジール等
がある。

また本発明に使用されるジアリルアルカンハ、一般に で表わされ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はＣｎＨ２ｎ＋１で、ｎ
の数により幾種類かが工業化されている。

次に本発明の具体的実施例につき説明する。

８μｍ厚のポリプロピレンフィルムを誘電体として用い
、巻回されたコンデンサ素子に、ｒ−メタアクリロキシ
グロピルトリメトキシシランを添加したフタル酸エステ
ルとジアリルアルカンの混合油を含浸して油浸コンデン
サを製作し、１００℃における油浸コンデンサの−δと
、実効誘゛亀率それに一３０℃の部分放電開始電圧を測
定した。

そ望果を次の第１表にｌ〃示す。フタル酸エステルは、
フタル酸ジ２−エチルヘキシルを用い、ジアリルアルカ
ンは８石ハイゾールＳＡＳ　（商品名−２日本石油（株
）製）を用いた。

第１表 上表の結果から明らかなようにシランカップリング剤か
添加されていることにより−δが著しく改良され、かっ
フタル酸エステルとジアリルアルカンの混合油にシラン
カップリング剤が添加されている場合には、−３０℃の
部分放電開始電圧が向上し、Ｉａｎδも良好な油浸コン
デンサを得ることができる。また第１表中の実効誘電率
は巻回されたコンデンサ素子に絶縁油を含浸して油浸コ
ンデンサとした場合の静電容量を形成するポリプロピレ
ンフィルムと含浸油の複合誘電率で、実際の静電容量を
決定するところから実効誘電率として測定したものであ
り、実効誘電率が大きい方が油浸コンデンサはより小型
となる。

さらに、これら油浸コンデンサを連続通電をして雰囲気
温度を一３０℃と１００℃の冷熱サイクルで油浸コンデ
ンサの耐圧寿命試験を行った結果を次の第２表に示す。

冷熱サイクルは一３０℃中２時間１００℃中２時間で１
サイクルとし、これを繰返えし、油浸コンデンサが破壊
した時点のサイクル数を破壊サイクルとした。

第２表 上記第２表の結果より、本発明のシランカップリング剤
を添加混入したフタル酸エステルとジアリルアルカンの
混合油を含浸した油浸コンデンサにおいては、低温と高
温の繰返えしサイクル雰囲気中における耐圧寿命が極め
て高いことが明確である。

シランカップリング剤の油の種類、あるいは他のフタル
酸エステル等についてもほぼ同様の結果を得た。また、
誘電体として絶縁紙や他のプラスチックフィルムあるい
は、混合誘電体によるコンデンサ素子に含浸した場合も
同様の結果を得た。

発明の効果 以上のように本発明によれば、プラスチックフィルムま
たは絶縁紙またはこれらを複合した誘電体を有する油浸
コンデンサの高温域の−δを著しく改良でき、かつ低温
域での部分放電開始電圧を極めて高くすることにより、
低温域での部分放電劣化を防ぎ、また高温域でのｆａｎ
δによる発熱からの熱破壊を防ぐ極めて画期的な高耐圧
油浸コンデンサを得ることができる、産業的にも貢献度
大なるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. グラスチックフィルムまたは絶縁紙またはこれらを複合
   した誘電体を有するコンデンサ素子に、コンデンサ。