JPS607007A - 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
全複合した誘電体を有する油浸コンデンサにおいては、
塩化ン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、アルキルベンセ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全具現化する
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０特公昭５２−２４２
３９号公報１％開昭６３−３５９９９号公報、特開昭５
４−１５１６８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全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油や誘電体の
劣化促進全抑制して長時間使用での信頼性全向上させる
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
物の捕獲確率金高めるへく混入量全増加すると、逆に油
浸コンデンサのｔａｎδが悪くなる欠点を有してお９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ロスによる発熱全抑え
、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Ｏ 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全向上し、部分放電破壊全
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全目
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−！たはこれら全複合した誘電体を有す
るコンデンサ素子に、シラ／カッブリンク剤全添加混入
したフタル酸エステルとアルキルベンゼンの混合油を含
浸したものである。

実施例の説明 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８１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）、ハロゲン（％にク
ロル〕などがその代表的な例である０またＹは各種の有
機官能基金表わし、例えばビニル基、上ホキン基、メル
カプト基、クロル基、ベルオキ７基、ウレイド基なと全
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
ンカップリング剤の具体例としては、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、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−
クロログロピルトリメトキシ７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、γ−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
ｔａｎδ特性改良と、低温域での部分放電開始電圧の向
上全目的として研究全行い、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アルキルベンセンの
混合油？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ｔａｎδ全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％未満では前記のｔａｎδ特性の向上が少な
く、また一方１０重量％全超えた場合は、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
尚価なものであり、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全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。

特に良好な結果金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、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオグチル、フタ
ル酸ジブチル。

フタル酸ジヘグチル、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。

本発明に使用されるアルキルベンセンは一般にで表わさ
れ、ｎの数または分岐の有無などにより幾種類かの分子
構造のものがあり、各種絶縁油として広く使用されてい
るものである。

次に本発明の具体的実施例につき説明する０８μｍ厚の
ボリグロピレンフイルム全誘電体として用い、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シシラ／を添加したフタ
ル酸エステルとアルキルベンゼ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″Ｃの部分放
電開始電圧を測定したその結果を次の第１表に示す。

以下余白 第　１　表 フタル酸エステルはフタル酸ジ２−エチルへキシルを用
い、アルキルベンセンは、前記−膜構造式のｎ＝１〜９
の混合品を用いた。なお−３ｏ℃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
電圧全部分放電開始電圧とした。

上記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ベンゼンの混合
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、ｔａｎδも良好
な油浸コンデンサが得られることがわかる。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７デ
／すはよジ小型となる。

したがって、アルキルベンゼ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、−３０°Ｃの部分放電
開始電圧のがねあいで、定格や用途によって混合割合全
快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
囲気温度を一３０℃と１００℃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＠２表に示す。

第　２　表 冷熱ザイクルは一３０℃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、本発明のシランカップリング剤全添
加混入したフタル酸エステルとアルキルベンゼンの混合
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。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
の結果を得た。

発明の効果 本発明によれば、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全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
放電開始電圧全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全防ぎ、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
浸コンデンサ素子ることができる優れた効果金臭するも
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
   した誘電体全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ベン
   センの混合油を含浸した油浸コンデンサ。