JPS6142907A - 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 本発明は金属化シートを重ねて巻回した油浸コンデンサ
に関するものである。

従来の技術とその問題点 油浸コンデンサはその用途により種々の方式が用いられ
ている。その方式を大別すると、電極に金属蒸着膜を用
いた自己回復性コンデンサ（以下ＳＨコンデンサという
）と金属箔を用いた非自己回復性コンデンサ（以下ＮＨ
コンデンサとし１う）がある、ＳＨコンデンサの代表的
なものとして、金属化紙コンデンサ、両面金属化紙コン
デンサ、金属化フィルムコンデンサなど少な（とも−面
がＺｎ％Ａｌなどの金属が蒸着された金属化シートを重
ねて巻回した油浸コンデンサである。この金属蒸着膜抵
抗は通常２〜１２Ω／口である。

さらに最近のプラスチックフィルムの進歩に伴い、中テ
もポリプロピレンフィルム（以下ＰＰフィルムという）
およびポリエステルフィルム（以下ＰＥＴフィルムとい
う）が金属化紙との組合わせや、金属化シートとして実
用化されている。ＰＰフィル上は特に耐に圧が高く、か
つ低損失の特性を有するので、誘電体に多く使用され、
誘電体がＰＰフィルムのみからなる場合がある。絶縁油
を含浸したＳＨコンデンサの中でも、このように誘電体
にＰＰフィルムを用いると、ＰＰフィルムの特性を十分
生かし、高電位傾度化して小形化が図れ、また高低温領
域で幅広い使用領域が得られた。

従来、この種のコンデンサに用いられている絶縁油とし
ては、鉱油（以下ＭＯという）、アルキルベンゼン（以
下ＡＢという）やジオクチルツクレート（以下ＤＯＰと
いう）などであったが、さらにコンデンサの耐電圧性能
を向上させることができるものとして菜種油を用いるこ
とが示されている。（実開昭５８−１７０８２３号公報
）この菜種油は食用なたね油としてＪＡＳ規格第２９条
で示されるもので、シードからの油分抽出後の処理（ま
たは精製）工程の程度差よりなたね油、精製なたね油、
（一般に白絞油といわれている）、なたねサラダ油の３
種類がある。

従来のＭＯ，ＡＢ、ＤＯＰなどの流動点は−３０〜−６
０℃と低いが、菜種油は流動点が高く、脱ろう処理をし
ているなたねサラダ油でも−１７，５〜−２５℃でなた
ね油および精製なたね油はさらに１ボンド程高い。（２
，５℃／１ポイントである。）このように菜種油は流動
点が高く、コンデンサの低温コロナが低く、低温での寿
命が期待できなくなる欠点がある。

問題点を解決するための手段 菜種油の流動点を降下させて、コンデンサの低温性能を
向上させることが必要でる。流動点を降下さ・きる方法
として、アルキルベンゼン、アルキルジフェニールエタ
ン、アルキルベンゼンオヨびアルキルジフェニールなど
の混合する方法（特願昭５８−１４４２４１号）がある
が、これらは誘電率が菜種油より低くまた上記ＰＰフィ
ルムの膨潤が菜種油より大きいため、菜種油の長所がう
すれ適当な方法でない、そこで菜種油と比べ誘電率が下
がらずＰＰフィルムの膨潤が同程度となることを前提と
して種々検討した結果、菜種油に脂肪族二塩基酸エステ
ルを混合して上記欠点を排除することにより有効である
ことを見出した。

すなわち、一対の電極として少なくとも一面が金属層を
形成した金属化シートを重ねて巻回したコンデンサ素子
において上記金属化シートはＰＰフィルムを含む誘電体
からなり、かつ上記コンデンサ素子に含浸する絶縁油が
菜種油にアルキル基の炭素数が・８〜１０・である脂肪
族二塩基酸エステルを３０％以上混合したことを特徴と
する油浸コンデンザである。

実施例 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

（実施例１） 脂肪族二塩基酸エステルには、第１表に示すものが代表
として挙げられる。

第１表 脂肪族二塩基酸エステルのエステル基に結合するアルキ
ル基（以下単にアルキル基という。例として第１表アン
ダーライン部をいう）の炭素数が４であるＤＢＳなどは
融点が一１１℃と高いため、菜種油の流動点降下に有効
でない。そこでアルキル基の炭素数が８〜工０である脂
肪族二塩基酸エステルとしてＤＯＡ、ＤＯＺＳＤＯ３，
Ｄ　Ｉ　ＤＡおよびＤＯＭを菜種油（上記食用菜種油全
般を指すが、実施例ではなたねサラダ油を用いた。）に
混合して流動点を測定した。流動点はＪ　Ｉ　Ｓ　２’
１０１の方法によって求めた。

第２図はその結果をそれぞれの混合比に対する流動点を
図示したもので、菜種油に脂肪族二塩基酸エステルを２
０％以上混合すると、流動点が降下する効果が判明した
。

次に菜種油と脂肪族二塩基酸エステルの混合油の誘電率
および膨潤率を従来の絶縁油および本発明に用いた脂肪
族二塩基酸エステルとあわせて第２表に示す、ここで膨
潤率は９０℃におけるＰＰフィルムの厚さ変化率の飽和
値である。

第２表 第２表から明らかなように本発明の混合油は菜種油の誘
電率を下げることなくむしろ高くなる。

またＰＰフィルムの膨潤率は、５０％混合油で　−約３
％となり、菜種油の２％より高目となるが、ＡＢを混合
した場合より、低くなり、菜種油の特徴を十分生かし得
る。

（実施例２） 一対の電極として、同電位となるようにＺｎを両面に、
６±３Ω／口の範囲で真空蒸着した両面金属化紙（密度
１．１５ｇ／ｃ＋１、厚さ９．５μ）を用い・誘電体と
して１５μｍのＰＰフィルム１枚を用いてそれぞれ重ね
合わせ巻回し、その巻回断面にリード取出し用の金属溶
射をしたコンデンサ素子に、菜種油とＤＩＤＡおよびＤ
ＯＭの混合油を真空含浸させた定格２０μＦのコンデン
サを各々１０個製作した。なお、金属溶射はＺｎまたは
半田で構成してもよいし、それらの多層構造としてもよ
い。

第１図は菜種油とＤＩＤＡの混合油（図中曲線■）およ
び菜種油とＤＯＭの混合油（図中曲線■）の上記コンデ
ンサの一２０℃におけるコロナ開始電圧を示したもので
ある。

脂肪族二塩基酸エステルの混合比が３０ｖｏ１％以上で
コロナ開始電圧が菜種油単独より高く、流動点降下によ
る流動性の改善効果が現れている。

第３表に菜種油単独、菜種油にＤＩＤＡ２０ｖｏ１％の
混合油、菜種油にＤ　Ｉ　ＤＡ　４０ｖｏ１％の混合油
および菜種油にＤＯＭ４０ｖｏｌ九の混合油を各々含浸
した上記コンデンサについて、−２０℃で定格電圧の１
．３倍の電圧を印加した寿命試験での残存率を示す、菜
種油にＤＩＤＡを４０ｖｏ１％およびＤＯＭ４０ｖｏ１
％の混合油を用いたコンデンサの１０００時間経過後の
残存率は１００％で菜種油単独およびＤＩＤＡ２０％混
合油を用いたコンデンサより低温寿命が優れている。

第３表 さらに本発明のコンデンサの耐電圧性能を試験した。室
温にて１０分電圧印加、１ｏ分休止サイクルで電圧を階
段的に昇圧する累積過電圧試験を破壊するまで行い、第
３表にこの平均破壊電圧（ＶＡＣ／μｍ）値を示す。

菜種油と脂肪族二塩基酸エステルの混合油を含浸した本
発明のコンデンサは菜種油を含浸したものと同等の耐電
圧性能を有し、低温の寿命改善が図れた。

なお、本発明はコンデンサを構成する電極が両面金属化
紙でＰＰフィルムを誘電体である場合を中心に述べたが
、片面金属化紙とＰＰフィルムによる構成および金属化
ＰＰフィルムによる構成とｂ）、ＰＰフィルムを含む誘
電体からなる油浸コンデンサであればよい、また含浸性
が向上するように粗面化ＰＰフィルムを用いてもよい、
菜種油として、なたねサラダ油を用いたが、ＪＡＳ規格
食用菜種油全般に効果があり、混合比はコンデンサに要
求される条、件で選べばよい。

発明の効果 このように本発明のコンデンサは菜種油の流動点を改善
するために炭素数８〜１ｏのアルキル基からなる脂肪族
二塩基酸エステルを混合して流動点を降下させ、３０ｖ
ｏ１％以上混合するとコンデンサの低温性能を改善でき
・コンデンサの信鎖性向上が図れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はコンデンサのコロナ開始電位傾度特性図、第２
図は菜種油に脂肪族二塩基酸エステルを混合した絶縁油
の流動点特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の電極として少なくとも一面が金属層を形成した金
   属化シートを重ねて巻回したコンデンサ素子において、
   ポリプロピレンフィルムを含む誘電体からなり、かつ上
   記コンデンサ素子に含浸する絶縁油が菜種油にアルキル
   基の炭素数が８〜１０である脂肪族二塩基酸エステルを
   ３０％以上混合したことを特徴とする油浸コンデンサ。