JPS6120124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自己回復性コンデンサが終極に至つた
場合の爆発、発火等の事故を未然に防止すること
を目的とするものである。

一般に、自己回復性コンデンサは誘電体の弱点
部が絶縁破壊しても、蒸着金属が0.05μ程度と非
常に薄いため、瞬時に溶解凝集して絶縁性を回復
する所謂自己回復性を有している。この自己回復
性コンデンサは寿命がくると、誘電体全体の耐電
圧性能低下とともに、自己回復性が不完全になる
ために永久破壊に至るが、蒸着金属が非常に薄い
ため破壊時に蒸着金属が飛散してしまい、破壊部
分を通して完全に短絡することは殆んどなく、数
Ω〜数ＫΩ程度の抵抗値を有することになる。ま
た、永久破壊後、電圧を印加し続けると、抵抗値
は一定に定まらず、コンデンサ素子に流れる電流
も流動的である。このために、外部回路の安全装
置、例えばブレーカ、電流ヒユーズ等が動作しに
くく、時間の経過に伴つて温度上昇、ガスの発生
が起こり、そしてガスの発生によりコンデンサケ
ースの内部圧力が増大し、遂にはケースの破壊に
至り、可燃性ガスが空気と接することによりガス
に引火して火災を起こす危険性がある。

この危険性を防止するための提案は従来から
種々なされているが、その殆んどが温度ヒユーズ
等の感熱素子を用いるか、コンデンサケースの内
部圧力の上昇を利用するものである。

温度ヒユーズを用いるものは、ケース内に封入
したコンデンサ素子の巻芯内に感熱素子を配設す
るか、コンデンサ素子の側面部に配設したもので
あるが、次のような欠点があつた。

(1) 自己回復性コンデンサが永久破壊に至つた
時、コンデンサ素子は発熱するが、コンデンサ
素子の最も温度の高くなる箇所は破壊箇所であ
り、巻芯内や側面部とは限らない。

(2) 破壊箇所から感熱素子に熱がほとんど伝わら
ない場合があり、また伝わるのにかなりの時間
を必要とするため、感熱素子が動作する以前に
コンデンサの爆発、発火が生じる危険性があ
る。また、コンデンサケースの内部圧力を利用
するものは、ケースの封口部に配設した端子の
ケース内に位置する部分に切欠きを設け、ケー
ス内の圧力が上昇して封口部が膨んだ時にその
端子の切欠きでもつて端子を切断するようにし
たものであるが、ガスが発生してもケース内に
充満し、封口部を膨ませる程度の圧力になるま
では安全装置として動作しないため、コンデン
サ素子が絶縁破壊してから安全装置が動作する
まで時間が長くかかるという欠点があつた。

そこで、本発明者等は第１図に示すような安全
装置を備えた自己回復性コンデンサを開発した。
この第１図に示すコンデンサは、コンデンサ素子
１の片側端面部１ａにカバー２を被せて空間３を
形成し、そしてこれをケース４内に収納するとと
もに、ケース４内に熱硬化性樹脂５を充填し、前
記空間３を他の部分よりも強度の弱い機械的弱点
部としたもので、その空間にはコンデンサ素子１
の一方の引出しリード６に直列に挿入接続された
温度ヒユーズ等の感熱素子７が配設されている。
８は前記ケース４の蓋体４ａに取付けた外部端子
で、この外部端子８にコンデンサ素子１の引出し
リード６が接続される。

この第１図に示すコンデンサではコンデンサ素
子１に異常が起り、永久破壊に至つたとき、破壊
箇所から発生する分解ガス、溶融物は機械的強度
の弱い部分、すなわち空間３に向つて流れ、この
中に取付けた感熱素子７を作動させる。

機械的弱点部としての空間３は必ずしも素子端
面に作る必要がないが、一般に誘電体を巻回した
構造のもの、あるいは積層にした構造のものでは
誘電体層に垂直の方向より平行の方向の方が溶融
物や分解ガスの流れが容易であることより、この
方が有効である。

ところが、コンデンサの破壊の起こり方は、非
常にばらつきが大きく、これに伴つて発生する分
解ガス、溶融物の生成速度に変化があり、内部気
圧、溶融速度も非常にばらつきの大きいものとな
つている。

このため、急激に分解ガスが発生した場合には
内部が急速に非常な高圧になり、感熱素子７が作
動する前に外装の一部を破壊し、分解ガスと共に
溶融物もその外装の破壊箇所から外部にもれ、空
間３にまわらなくなり、安全装置が働かない場合
が起こり得る。

本発明はこの点に注目し、この問題点を解決す
ることにより、感熱素子を用いたこの種の安全装
置の作動を格段と安定させるものである。

第２図に示すコンデンサにおいて、ガス抜き筒
９が本発明の特徴である。この筒９は少くとも１
箇所の遮蔽板を有している。この遮蔽板はコンデ
ンサの正常作動時に外気とコンデンサ素子１を遮
断する役目をもつもので、この遮蔽板の材質と厚
さは、周囲の外装強度との比較で最大強度が決定
される。

すなわち本発明のコンデンサでは、コンデンサ
破壊時に発生する分解ガスにより内部が高圧にな
つたとき、遮蔽板を周囲の外装強度より弱くして
あるため、まずこの遮蔽板が破壊される。この遮
蔽板が破壊されたことにより、空間３から外気に
通じる連絡路が開かれるため、引き続き発生する
分解ガス、溶融物はすべてこの方向へ流れ出し、
温度ヒユーズ等の感熱素子７を確実に作動させる
ことができる。

以下本発明の一実施例について述べる。

第２図に示す構造において、空間７を形成する
カバー２、ガス抜き筒９にポリプロピレンを用
い、かつこれらの上部２ａ，９ａを遮蔽板とする
ために、この部分の厚みを100μ±10μとなるよ
うに成型した。なお、カバー２の上部２ａを凸状
にしたのは、ガス抜き筒９の取付けをより容易に
完全にするためである。本来は平坦な形で良い
が、樹脂注型時にカバー２とガス抜き筒９の接続
部に樹脂が侵入すると、遮蔽板が強化され、コン
デンサ異常時の遮蔽板の働きが鈍ることになるか
らである。このような遮蔽板に対し、コンデンサ
素子１全体をエポキシ樹脂により３mmの厚さで均
一に外装を施した。感熱素子７としては、融点
153℃の可溶合金をエポキシ樹脂で外装したもの
を用いた。これにコンデンサ素子１として、６μ
ポリプロピレンフイルムコンデンサを強制破壊
（破壊前の静電容量は10μＦ）としたものを用
い、そしてこのような試料100個に5Aの電流を通
電し安全装置の動作状態を調べた結果、全数カバ
ー２およびガス抜き筒９の上部２ａ，９ａが破
れ、他の外装樹脂部分に割れを見ることなく、感
熱素子７が動作した。同様の条件で第１図の従来
構造で試験を行つた結果は、同じく100個中、15
個に外装樹脂の割れが生じ、うち３個において、
感熱素子７が動作しなかつた。

以上のように本発明は、感熱素子を用いた自己
回復性コンデンサの安全装置において、その動作
を完全にした点において、工業的価値が非常に大
である。また、構造もそれほど複雑でないためコ
ンデンサが大型化することなく、安価に得ること
ができるという効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は以前に本発明者等が開発した安全装置
を備えた自己回復性コンデンサを示す断面図、第
２図は本発明の一実施例による安全装置を備えた
自己回復性コンデンサを示す断面図である。 １……コンデンサ素子、２……カバー、３……
空間、５……熱硬化性樹脂、６……引出しリー
ド、７……感熱素子、９……ガス抜き筒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁材料により覆うコンデンサ素子の片側端
   面部にカバーを被せてその片側端面部に空間を形
   成し、かつそのカバーの上方に、少なくとも１箇
   所の遮蔽板を有するガス抜き筒を配設することに
   よりその空間と外気とを遮蔽板を介して連絡する
   連絡路を設けるとともに、前記空間内にコンデン
   サ素子の一方の引出しリード途中に直列に挿入接
   続した感熱素子を配設したことを特徴とする自己
   回復性コンデンサ。