JPS607005A - 油浸コンデンサ - Google Patents
油浸コンデンサInfo
- Publication number
- JPS607005A JPS607005A JP58114536A JP11453683A JPS607005A JP S607005 A JPS607005 A JP S607005A JP 58114536 A JP58114536 A JP 58114536A JP 11453683 A JP11453683 A JP 11453683A JP S607005 A JPS607005 A JP S607005A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oil
- immersed
- capacitor
- phthalate
- silane coupling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Organic Insulating Materials (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
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シ高耐圧化、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。
通信用途等に用いる特性向上およびよシ高耐圧化、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、よシ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。
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、よシ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、従来よシ各種の添加
剤を混入することによシ、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。
剤を混入することによシ、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６３−３５９９
９号公報、特開昭６４−１５１５８号公報等において、
エポキシ系安定剤やフェノール系安定剤まだはホスファ
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
することによシ、長期寿命時や実使用時での含浸された
絶縁油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がミ油浸
コンデンサの誘電損失値（以下ｔａｎδと記す）そのも
のを著しく改良するものではなく、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ｔａｎδロ
スによる発熱を抑え、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難であった。
９号公報、特開昭６４−１５１５８号公報等において、
エポキシ系安定剤やフェノール系安定剤まだはホスファ
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
することによシ、長期寿命時や実使用時での含浸された
絶縁油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がミ油浸
コンデンサの誘電損失値（以下ｔａｎδと記す）そのも
のを著しく改良するものではなく、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ｔａｎδロ
スによる発熱を抑え、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難であった。
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ｔａｎδを従来になく改善し、高電圧課
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
止することによシ、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。
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ｔａｎδを従来になく改善し、高電圧課
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
止することによシ、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
そのだめの構成として、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１−フェニール−２（クミール）エ
タンの混合油を含浸したものである。
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１−フェニール−２（クミール）エ
タンの混合油を含浸したものである。
実施例の説明
本発明において使用されるシランカップリング剤は、分
子中に２個以上の官能基を有し、通常その官能基は異な
る反応性を有している硅素化合物である。このシランカ
ップリング剤は通常一般式Ｙ ＲＳｉ Ｘ５ 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・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
。
子中に２個以上の官能基を有し、通常その官能基は異な
る反応性を有している硅素化合物である。このシランカ
ップリング剤は通常一般式Ｙ ＲＳｉ Ｘ５ 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・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
具体例としては、γ−メタアクリロキシグロビルトリメ
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、ビニルトリエトキシシラン、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、γ−メルカグトグロピルトリメトキシ
シラン、γ−アニリノグロビ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、γ−メルカ
プトプロピルメチルジメトキシシラン等がある。
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
具体例としては、γ−メタアクリロキシグロビルトリメ
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、ビニルトリエトキシシラン、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、γ−メルカグトグロピルトリメトキシ
シラン、γ−アニリノグロビ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、γ−メルカ
プトプロピ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
ｔａｎδ特性改良と、低温域での部分放電開始電圧の向
上を目的として研究を行い、前記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１−フェニール−２
（クミール）エタンの混合油を含浸することによシ、従
来に比し著しく油浸コンデンサのｔａｎδ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だのであ
る。
ｔａｎδ特性改良と、低温域での部分放電開始電圧の向
上を目的として研究を行い、前記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１−フェニール−２
（クミール）エタンの混合油を含浸することによシ、従
来に比し著しく油浸コンデンサのｔａｎδ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だのであ
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％未満では前記のｔａｎδ特性の向上が少な
く、また一方１０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。まだ経済
性を考慮すると、このシランカップリング剤は極めて高
価なものであシ、できる限シ少量であることが望まれる
。
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％未満では前記のｔａｎδ特性の向上が少な
く、また一方１０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。まだ経済
性を考慮すると、このシランカップリング剤は極めて高
価なものであシ、できる限シ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
量の混入で効果の犬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。
量の混入で効果の犬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。
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ょシ多くの分子構造
のものがあり、工業的にも多く生産されている。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。
れ、ｎの数または分岐の有無などにょシ多くの分子構造
のものがあり、工業的にも多く生産されている。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。
フタル酸ジトリデシル、フタル酸ブチールベンジール等
がある。
がある。
つぎ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
、金属化紙電極を重ねて巻回されたコンデンサ素子に、
シランカップリング剤を添加しだフタル酸エステルと１
−フェニール−２（クミール）エタ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ｔａｎδと実効誘電率、それに−３０℃の部分
放電開始電圧を測定した結果を次の第１表に示す。
、金属化紙電極を重ねて巻回されたコンデンサ素子に、
シランカップリング剤を添加しだフタル酸エステルと１
−フェニール−２（クミール）エタ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ｔａｎδと実効誘電率、それに−３０℃の部分
放電開始電圧を測定した結果を次の第１表に示す。
第１表
表中、■はフタル酸エステルとして、フタル酸ジ２−エ
チルへキシ、ルを、■はフタル酸ジプチルを、■はフタ
ル酸プチールベンジールをそれぞれ用いた場合である。
チルへキシ、ルを、■はフタル酸ジプチルを、■はフタ
ル酸プチールベンジールをそれぞれ用いた場合である。
また■、■、■はシランカップリング剤がそれぞれγ−
メタアクリロキシグロビ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−メルヵグ
トグロピルトリメトキシシランの場合である。なお、−
３０℃の部分放電開始電圧は１０００ピコク一ロン以上
の放電発生が観測され始める電圧を部分放電開始電圧と
した。
メタアクリロキシグロビ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−メルヵグ
トグロピルトリメトキシシランの場合である。なお、−
３０℃の部分放電開始電圧は１０００ピコク一ロン以上
の放電発生が観測され始める電圧を部分放電開始電圧と
した。
第１表の結果から明らかなように、フタル酸エステルと
１−フェニル−２（クミール）エタンの混合油によシー
３０℃の部分放電開始電圧が向上するとともに、シラン
カップリング剤が添加されていることにより油浸コンデ
ンサのｔａｎδが著しく改良されていることが明確であ
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によ
る複合誘電率で、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シ、実効誘電率が大
きい方が油浸コンデンサはよシ小型となシ、経済的な設
計が可能となる。
１−フェニル−２（クミール）エタンの混合油によシー
３０℃の部分放電開始電圧が向上するとともに、シラン
カップリング剤が添加されていることにより油浸コンデ
ンサのｔａｎδが著しく改良されていることが明確であ
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によ
る複合誘電率で、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シ、実効誘電率が大
きい方が油浸コンデンサはよシ小型となシ、経済的な設
計が可能となる。
さらに、これらの油浸コンデンサのいくつかについて、
連続通電をして、その雰囲気温度を一３０℃と１００℃
の繰返えしとして連続通電冷熱サイクル試験を行った結
果を次の第２表に示す。冷熱サイクルは一３ｏ”Ｃ中２
時間、１００℃中２時間で１サイクルとし、これを繰返
えして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。
連続通電をして、その雰囲気温度を一３０℃と１００℃
の繰返えしとして連続通電冷熱サイクル試験を行った結
果を次の第２表に示す。冷熱サイクルは一３ｏ”Ｃ中２
時間、１００℃中２時間で１サイクルとし、これを繰返
えして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。
（以下余白）
第２表
表中、■、■、■は７タル酸エステルがそれぞれフタル
酸ジ２−エチルヘキシル、フタル酸シフチル、フタル酸
ブチールベンジールを用いた場合で、■、■、■につい
ては、シランカップリング剤がそれぞれ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−メルカプトグロビル
トリメトキシシランの場合である。
酸ジ２−エチルヘキシル、フタル酸シフチル、フタル酸
ブチールベンジールを用いた場合で、■、■、■につい
ては、シランカップリング剤がそれぞれ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−メルカプトグロビル
トリメトキシシランの場合である。
第２表に示す結果より、本発明のシランカップリング剤
を添加混入しだフタル酸エステルと１−７エニールー２
（クミール）エタ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わかる。
を添加混入しだフタル酸エステルと１−７エニールー２
（クミール）エタ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わかる。
シランカップリング剤の他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フィルム単独あるいはこれらの混
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
良結果を得た。
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フィルム単独あるいはこれらの混
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
良結果を得た。
発明の効果
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ｔａｎδを著しく改良し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
放電による破壊を防ぎ、また高温域でのｔａｎδ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優れた効果を奏するものであ
る。
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ｔａｎδを著しく改良し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
放電による破壊を防ぎ、また高温域でのｔａｎδ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優れた効果を奏するものであ
る。
Claims (1)
- 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１−フェニー
ル−２（クミール）エタンの混合油を含浸した油浸コン
デンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114536A JPS607005A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 油浸コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114536A JPS607005A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 油浸コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607005A true JPS607005A (ja) | 1985-01-14 |
Family
ID=14640211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58114536A Pending JPS607005A (ja) | 1983-06-24 | 1983-06-24 | 油浸コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146787A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-06-18 | ジェネンコア インコーポレーテッド | 酵素のエステル交換／加水分解比もしくは求核特異性を変える方法 |
-
1983
- 1983-06-24 JP JP58114536A patent/JPS607005A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63146787A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-06-18 | ジェネンコア インコーポレーテッド | 酵素のエステル交換／加水分解比もしくは求核特異性を変える方法 |
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