JPS607006A - 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、
エポキシ系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が、油浸
コンデンサの誘電損失値（以下ｔ、ａｎδ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寸たはこ
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
抑止することにより低温域、高温域どちらにも極めて高
耐圧で高倍、軸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ｅ添加混入したフ
タル酸エステルとアルキルナフタレン 実施例の説明 本発明において使用されるシラン力・ノブリング剤は、
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％式％ で表わすことができる。ここでＸはＳｔ原子に結（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・芽キシ基，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Ｒｉ介してまたは直接Ｓｉ　原子と結合している
。シラン力・ノブリング剤の具体例としては、γーメタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γーグリシ
ドキシプロビルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキ
シ７ラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキ７）シラ
ン、γークロロプロピルトリメトキシシラン、γーメル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γーアニリノフユ
ロビルトリメトキシシラン、γークロロプロピルメチル
ジメトキシシラン、γーメルカプトグロビルメチルジメ
トキシシラン等ンサの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
７ランカソプリング剤を添加混入したフタル酸エステル
とアルキルナフタレンの混合油を含浸することにより、
従来に比し、著しく油浸コンデンサのｊａｎδ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０ 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ーメタアクリロキシプ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
のものかあり、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か、フタル酸ブチールベンジール等
がある。

本発明に使用されるアルキルナフタレンは、−ｈ′ で表わされ、Ｒ、Ｒ’はＣＨ３，Ｃ２Ｈ６，ＣＨ（ＣＨ
３）等の側鎖である。

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
、金属化紙電極を重ねて巻回されたコンデンサ素子にγ
−メタアクリロキシグロビルトリメトキンシランを添加
したフタル酸ニステルトアルキルナフタレンの混合油を
含浸して油浸コンデンサを製作し、１００”Ｃにおける
油浸コンデンサのｔａｎδと、実効誘電率、それに−３
ｏ″鈎部分放電開始電圧を測定した結果を次の第１表に
示す。

以下余白 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、アルキルナフタレンはアルキルナフタレンＫＩＳ
油（商品名、呉羽化学工業（株）製）を用いた。なお−
３０″Ｃの部分放電開始電圧は１０ｏＯ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、シランカップリング
剤が添加されていることにより、ｔａｎδが著しく改良
され、かつフタル酸エステルとアルキルナフタレンの混
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″Ｑ部分放電開始電圧が向上し、ｔａｎδ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１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。

したがってアルキルナフタレンの混合割合が少ない程経
済的な油浸コンデンサとなるが、定格や用途によって混
合割合を決めることが好ましい。

さらに、これら油浸コンデンサを連続通電してその雰囲
気温度を−３０’Ｃと１０ｏ′Ｃの繰返えしとし、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
。

以下余白 第２表 冷熱サイクルは一３０’Ｃ中２時間、１ｏｏ′Ｃ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。

第２表に示す結果より、本発明の７ランカツプリング剤
を添加混入した、フタル酸エステルとアルキルナフタレ
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
極めて高いことが分かる。

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。１だ誘
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
の結果を得た〇発明の効果 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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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アルキルナ
   フタレンの混合油を含浸した油浸コンデンサ。