NO853872L - HOEY VOLTAGE CONDENSOR WITH HIGH ENERGY DENSITY. - Google Patents

HOEY VOLTAGE CONDENSOR WITH HIGH ENERGY DENSITY.

Info

Publication number
NO853872L
NO853872L NO853872A NO853872A NO853872L NO 853872 L NO853872 L NO 853872L NO 853872 A NO853872 A NO 853872A NO 853872 A NO853872 A NO 853872A NO 853872 L NO853872 L NO 853872L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
capacitor
dielectric
paper
voltage
capacitors
Prior art date
Application number
NO853872A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Albert Cansell
Michel Boussange
Original Assignee
Atesys Sa
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19843436122 external-priority patent/DE3436122C2/en
Application filed by Atesys Sa filed Critical Atesys Sa
Publication of NO853872L publication Critical patent/NO853872L/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/015—Special provisions for self-healing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/018—Dielectrics
    • H01G4/20—Dielectrics using combinations of dielectrics from more than one of groups H01G4/02 - H01G4/06

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår forbedringer ved den gjenstandThe invention relates to improvements in that object

som er beskrevet i den tyske patentsøknad som er publisert som publiseringsskrift nr. 3 312 076. which is described in the German patent application published as Publication No. 3 312 076.

Denne søknad beskriver en kondensatortype med en energitetthet over 0,5 J/cm 3 og som også kan nå 1,2 J/cm 3, This application describes a capacitor type with an energy density above 0.5 J/cm 3 and which can also reach 1.2 J/cm 3,

mens den tidligere kjente teknikk har vist at en energitetthet på 1 J/cm 3 aldri er blitt oppnådd. while the prior art has shown that an energy density of 1 J/cm 3 has never been achieved.

Området mellom 0,5 og 0,8 J/cm er allerede blitt oppnådd, men bare med kondensatorer som benytter et spesielt dielektrukum (polyvinyliden-fluorid, kjent under handels-navnet "K-film"). Disse "K-film"-kondensatorer er imidler- The range between 0.5 and 0.8 J/cm has already been achieved, but only with capacitors using a special dielectric (polyvinylidene fluoride, known under the trade name "K-film"). However, these "K-film" capacitors are

tid så vidt i stand til å oppnå dette energitetthetsnivå med ulempen med så høye dielektriske tap at de er helt utelukket fra alle anvendelser hvor kondensatoren må arbeide med en høy repetisjonshastighet. Anvendelsesområdet for disse "K-film"-kondensatorer er da i hovedsaken begrenset til bruk med meget lave repetisjonshastigheter, såsom defibrillatorer. På den annen side er prisen for dette spesialdielektrikum time barely able to achieve this level of energy density with the disadvantage of such high dielectric losses that they are completely excluded from all applications where the capacitor must work at a high repetition rate. The area of application for these "K-film" capacitors is then mainly limited to use with very low repetition rates, such as defibrillators. On the other hand, the price for this special dielectric

pr. Joule 3 eller 4 ganger høyere prisen for et vanlig dielektrikum. Den type kondensator som er beskrevet i ovennevnte tyske patentskrift, som ikke har "K-film"-ulempene, per Joule 3 or 4 times the price of a normal dielectric. The type of capacitor described in the above-mentioned German patent document, which does not have the "K-film" disadvantages,

er altså den eneste som kan komme i betraktning for en energitetthet over 0,5 J/cm 3 i de fleste andre tilfeller enn defibriliatoranvendelsen. is therefore the only one that can be considered for an energy density above 0.5 J/cm 3 in most cases other than defibrillator use.

Dette faktum har brakt søkeren til å forbedreThis fact has brought the applicant to improve

denne teknologi. Ovennevnte kondensator var nettopp begrenset til et anvendelsesområde som likner på eller ligger meget nær defibrillatoranvendelsen. Søkeren har nå tilpas- this technology. The above-mentioned capacitor was precisely limited to an application area similar to or very close to the defibrillator application. The applicant now has appropriate

set anvendelsen av denne kondensator til andre områder enn defibrillatorområdet, hvor en energitetthet på fra 0,5 til 1,2 J/cm 3 hittil ikke var oppnådd. En annen faktor å ta i betraktning var at energitetthetene på fra 0,5 til 1,2 saw the application of this capacitor to areas other than the defibrillator area, where an energy density of from 0.5 to 1.2 J/cm 3 had not been achieved so far. Another factor to consider was that the energy densities of from 0.5 to 1.2

J/cm 3 som ble oppnådd tidligere, bare ble realisert vedJ/cm 3 which was achieved earlier, was only realized by

noen prototyper, og de samme verdier kunne senere ikke opp-some prototypes, and the same values could not later be

nås på nytt. Den foreliggende oppfinnelse består derfor også i å oppstille de prinsipper som danner grunnlaget for disse energitettheter, for å være i stand til å reprodusere disse på pålitelig måte og også å overskride disse, idet man accessed again. The present invention therefore also consists in establishing the principles that form the basis of these energy densities, in order to be able to reproduce them reliably and also to exceed them, as

således oppnår verdier som er høyere 2 J/cm 3. De nye omrader for oppfinnelsen er områdene for en elementærkondensator med høy spenning og høy energi, og som har forskjellige anvendelser, såsom energilagrings-, kommuterings- og filtrerings-anvendelser. Kondensatoren tilhører den generelle type som omfatter to elektrisk ledende "armaturer" eller kondensatorbelegg som er adskilt ved hjelp av minst ett dielektrisk lag. Den nye elementærkondensator ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at hvert kondensatorbelegg er knyttet til minst ett lag av et første dielektrikum, at hvert belegg er dannet av et metallovertrekk med en motstand pr. flateenhet mellom 2 og 30 ohm, idet det er påført på et andre dielektrikum thus achieving values higher than 2 J/cm 3 . The new areas of the invention are the areas of an elementary capacitor with high voltage and high energy, and which has various applications, such as energy storage, commutation and filtering applications. The capacitor is of the general type comprising two electrically conductive "armatures" or capacitor coatings which are separated by at least one dielectric layer. The new elementary capacitor according to the invention is characterized by the fact that each capacitor coating is connected to at least one layer of a first dielectric, that each coating is formed by a metal coating with a resistance per unit area between 2 and 30 ohms, being applied to a second dielectric

med en fibrøs struktur eller konstruksjon som begunstiger regenerering, slik at kondensatoren blir regenererende (selvkurerende), at kondensatoren er impregnert med et flytende dielektrikum, og at tykkelsen og beskaffenheten av hvert dielektrikum såvel som det flytende dielektrikum er valgt slik at det sikres at når merkespenningen påtrykkes, er forholdet mellom den elektriske feltstyrke og gjennomslagsfastheten i det vesentlige likt for alle dielektrika. with a fibrous structure or construction that favors regeneration, so that the capacitor becomes regenerative (self-healing), that the capacitor is impregnated with a liquid dielectric, and that the thickness and nature of each dielectric as well as the liquid dielectric is chosen so as to ensure that when the rated voltage applied, the relationship between the electric field strength and the breakdown strength is essentially the same for all dielectrics.

Ytelser som kan oppnås med disse midler, kan best Performances that can be achieved with these means can best

sammenfattes ved hjelp av to bestemmelser:summarized by means of two provisions:

- den midlere elektriske feltstyrke over hele dielektrikumet i kondensatoren når denne arbeider på den nominelle spenningsverdi: Denne feltstyrke er fra ca. 200 V/pm til mer enn 400 V/ym - the average electric field strength over the entire dielectric in the capacitor when it operates at the nominal voltage value: This field strength is from approx. 200 V/pm to more than 400 V/ym

- kondensatorens volumetriske energitetthet ved- the volumetric energy density of the capacitor at

3 3

denne samme spenning: Denne er fra 0,5 J/cm til mer ennthis same voltage: This is from 0.5 J/cm to more than

3 3

2 J/cm .2 J/cm .

Disse to spesielle egenskaper, er de mest fremtredende forThese two special characteristics are the most prominent for

en kondensator av den generelle type som er omtalt ovenfor, og de er knyttet til hverandre. a capacitor of the general type discussed above, and they are connected to each other.

Den høye elektriske feltstyrke og den høye energitetthet oppnås takket være to hovedfaktorer som er knyttet til hverandre for å gi de gitte resultater, hvilke resultater er som følger: The high electric field strength and the high energy density are achieved thanks to two main factors that are linked to each other to produce the given results, which results are as follows:

1. Regenereringsevne (selvkurering).1. Regeneration capacity (self-healing).

2. Nesten fullstendig utnyttelse av gjennomslagsfastheten for begge dielektrika takket være et likt forhold mellom den fremherskende feltstyrke og gjennomslagsfastheten i 2. Almost complete utilization of the breakdown strength for both dielectrics thanks to an equal ratio between the prevailing field strength and the breakdown strength in

begge dielektrika.both dielectrics.

DefinisjonerDefinitions

I denne beskrivelse betyr uttrykket "merkespenning" den maksimale arbeidsspenning som kondensatoren kan håndtere. Den svarer til en arbeidsspenning for normal anvendelse, dvs. med tilstrekkelig sikkerhetsmargin, men innenfor anvendelser hvor noen begrensninger, bortsett fra selve spenningen, er lave eller middels. Disse begrensninger er for eksempel repetisjonshastigheten dersom kondensatoren arbeider på utladning, temperaturen eller andre parametere. Dersom noen av disse parametere er høye, vil kondensatoren arbeide i en ikke-merkemodus (engelsk:derating mode), med en spenning som er mindre enn merkespenningen. In this description, the term "rated voltage" means the maximum working voltage that the capacitor can handle. It corresponds to a working voltage for normal use, i.e. with a sufficient safety margin, but within applications where any limitations, apart from the voltage itself, are low or medium. These limitations are, for example, the repetition rate if the capacitor works on discharge, the temperature or other parameters. If any of these parameters are high, the capacitor will work in a non-rated mode (English: derating mode), with a voltage that is less than the rated voltage.

1. Regenereringseevne1. Regeneration ability

Denne regenereringsevne består i den egenskap å "kurere" en isolasjonsfeil når den inntreffer, ved å brenne ut metalliseringen rundt feilsonen. Det er også mulig å benytte hele gjennomslagsfastheten av det dielektrikum som er anbrakt mellom de to kondensatorbelegg, inntil en meget høy grad, på grunn av elimineringen av opp-tredende feil. This regeneration ability consists in the ability to "cure" an insulation fault when it occurs, by burning out the metallization around the fault zone. It is also possible to use the full breakdown strength of the dielectric placed between the two capacitor coatings, up to a very high degree, due to the elimination of occurring errors.

Denne egenskap gjør det følgelig mulig å nærme seg iso-las jonsgrensen for hele dielektrikumet, uansett hva isolasjonsgrensenivået kan være. Det er det andre dielektrikums og metalliseringsegenskapenes rolle å This property consequently makes it possible to approach the isolation limit for the entire dielectric, whatever the isolation limit level may be. That is the role of the second dielectric and metallization properties

anta denne regenereringsevne. Regenereringsprosessen har i virkeligheten vært kjent i mange tiår, men har aldri vært benyttet under forholdene for den foreliggende oppfinnelse, og kunne således aldri føre til de samme resultater. Spesielt har denne prosess aldri vært benyttet på samme tid opp til sådanne nivåer av spenning, energi og elektrisk feltstyrke som de som tillates ved hjelp av oppfinnelsen, på grunn av at ved noen av disse forskjellige nivåer kunne prosessen ikke kontrolleres og førte til kondenstorsvikt. assume this regeneration ability. The regeneration process has in fact been known for many decades, but has never been used under the conditions of the present invention, and thus could never lead to the same results. In particular, this process has never been used at the same time up to such levels of voltage, energy and electric field strength as those permitted by the invention, due to the fact that at some of these different levels the process could not be controlled and led to capacitor failure.

Dette problem er godt beskrevet i det franske patentskrift nr. 7908375 i følgende vendinger: "Det er kjent at under kontrollene ved slutten av frem-stillingen eller under bruk av sådanne kondensatorer, førte de dielektriske feil til lokale utladninger i form av lys-buer, oksydering eller lokal forflyktigelse av det metalliserte belegg. Disse utladninger er nyttige da de gjennopp-retter den normale isolasjon. Denne prosess kalles selvkurering. This problem is well described in the French patent document No. 7908375 in the following terms: "It is known that during the checks at the end of the manufacture or during the use of such capacitors, the dielectric faults led to local discharges in the form of light arcs, oxidation or local volatilization of the metallized coating. These discharges are useful as they restore the normal insulation. This process is called self-healing.

Med kondensatorer med en viss kapasitet og spenninger som er høyere enn noen tusen volt, kan ikke desto mindre den tilgjengelige energi i det minste lokalt bli ødelagt. Da den energi som bevares i en kondensator, er proporsjonal med kvadratet på spenningen, blir ovennevnte fare større, et faktum som øker ødeleggelsesfaren for høy-spenningskondensatorer." Nevertheless, with capacitors of a certain capacity and voltages higher than a few thousand volts, the available energy can be at least locally destroyed. As the energy conserved in a capacitor is proportional to the square of the voltage, the above danger becomes greater, a fact which increases the danger of destruction of high-voltage capacitors."

Den løsning på dette problem som foreslås ifølge det franske patent nr. 7908375 er å oppdele det metalliserte belegg i flere isolerte deler, hvilket oppnås med en laserstråle, for å redusere den energi som opptrer under en selvkurering. The solution to this problem proposed according to the French patent No. 7908375 is to divide the metallized coating into several isolated parts, which is achieved with a laser beam, in order to reduce the energy that occurs during a self-cure.

De verdier av spenning, elektrisk feltstyrke og energi som oppnås på denne måte, er 1500 V, 187 V/pm (1500 V: 8ym) og 112 J. The values of voltage, electric field strength and energy obtained in this way are 1500 V, 187 V/pm (1500 V: 8ym) and 112 J.

Den løsning som foreslåes i det nevnte patent, oppviser imidlertid følgende ulemper: Kompleksitet for å fjerne metallisering med en laserstråle, og følgelig tap av kapasitans, og også tap av kapasitans under driftstiden når ett eller flere metalliserte lag ad-skilles. The solution proposed in the aforementioned patent, however, exhibits the following disadvantages: Complexity to remove metallization with a laser beam, and consequently loss of capacitance, and also loss of capacitance during the operating time when one or more metallized layers are separated.

De nivåer av spenning, elektrisk feltstyrke og energi som oppnås i dette patent, er på den annen side mye lavere enn verdiene ved den foreliggende oppfinnelse, hvis verdier er henholdsvis 600 V til minst 8000 V, 200 V/ym og mer enn 400 V/ym inntil 500 J eller mer for en elementærkondensator. Den gitte løsning ifølge det foreliggende patent fører til mye mer interessante resultater selv om det benyttes enklere midler som er en metallisering med en overflatemotstand på mellom 2 og 3 0 ohm avsatt på det andre dielektrikum som består av impregnert fiberstruktur. The levels of voltage, electric field strength and energy achieved in this patent, on the other hand, are much lower than the values of the present invention, whose values are respectively 600 V to at least 8000 V, 200 V/ym and more than 400 V/ ym up to 500 J or more for an elementary capacitor. The given solution according to the present patent leads to much more interesting results even if simpler means are used which is a metallization with a surface resistance of between 2 and 30 ohms deposited on the second dielectric consisting of impregnated fiber structure.

Denne spesifisitet som er bundet til andre elementer av den foreliggende oppfinnelse, er med andre ord grunnlaget for et perfekt, dyktig mesterskap med hensyn til selvkureringsfeno-menet, og dette også for de ekstreme verdier av spenning, feltstyrke eller energi som er angitt foran. This specificity, which is bound to other elements of the present invention, is, in other words, the basis for a perfect, skilled mastery with respect to the self-healing phenomenon, and this also for the extreme values of voltage, field strength or energy indicated above.

Dette mesterskap kan åpenbart avgjøres med følgende angi-velser: Når en kondensator ifølge oppfinnelsen tvinges til å regenerere på grunn av en viss driftstid, eller på grunn av at merkespenningen overskrides, er den forbrukte eller tapte energi på stedet for selvkurering alltid en meget liten del av kondensatorens totale energi, f.eks. 1 %. For en oppladningsprosess opp til 5000 V vil således en kondensator ifølge oppfinnelsen se et spenningsfall på ca. 4980 V som et resultat av en sådan selvkurering. Dette lille spenningsfall og energifall for en sådan selvkurering skyldes det faktum at den strøm som flyter til gjennomslagspunktet, nesten stoppes av det metalliserte lags overflatemotstand som er forholdsvis høy. Da tykkelsen av det metalliserte lag er meget liten, vil massen av det metall som skal brennes, være liten. En spesiell egenskap ved kondensatoren ifølge oppfinnelsen er at spenningen ikke trenger å falle for å stoppe selvkureringsstrømmen. Strømmen stopper seg selv på grunn av overflatemotstanden og på grunn av lagets meget lave tykkelse. This championship can obviously be decided with the following statements: When a capacitor according to the invention is forced to regenerate due to a certain operating time, or due to the rated voltage being exceeded, the energy consumed or lost at the site of self-healing is always a very small part of the capacitor's total energy, e.g. 1%. For a charging process up to 5000 V, a capacitor according to the invention will therefore see a voltage drop of approx. 4980 V as a result of such self-healing. This small voltage drop and energy drop for such self-healing is due to the fact that the current flowing to the breakdown point is almost stopped by the relatively high surface resistance of the metallized layer. As the thickness of the metallized layer is very small, the mass of the metal to be burned will be small. A special feature of the capacitor according to the invention is that the voltage does not need to drop to stop the self-healing current. The current stops itself because of the surface resistance and because of the very low thickness of the layer.

En perfekt demonstrasjon av regenereringsegenskapen til en kondensator ifølge oppfinnelsen er gitt ved følgende erfaring: I en viklingskondensator ifølge oppfinnelsen inn-stikkes en nål til en dybde på 1 mm normalt på viklingens akse, og blir deretter fjernet. Deretter lades kondensatoren. Ved den første lading vil en viss knitring opptre (dersom viklingen ikke er beskyttet av olje), og etterpå vil isola-sjonen være helt gjenopprettet. 2. Utnyttelse av de to dielektrika med det samme forhold Dette andre særtrekk ved oppfinnelsen er knyttet til regenereringsegenskapene, for mens det sistnevnte gjør det mulig å oppnå isolasjonsgrensen, gjør dette andre trekk det mulig å øke denne grense opp til verdier som aldri er blitt oppnådd tidligere. A perfect demonstration of the regeneration property of a capacitor according to the invention is provided by the following experience: In a winding capacitor according to the invention, a needle is inserted to a depth of 1 mm normally on the axis of the winding, and is then removed. The capacitor is then charged. At the first charge, a certain crackling will occur (if the winding is not protected by oil), and afterwards the insulation will be completely restored. 2. Utilization of the two dielectrics with the same ratio This second feature of the invention is linked to the regeneration properties, because while the latter makes it possible to achieve the insulation limit, this second feature makes it possible to increase this limit up to values that have never been achieved previously.

Valget av de forskjellige parametere for begge dielektrika, slik at forholdet mellom den fremherskende feltstyrke i hvert dielektrikum og motstanden mot gjennom-slagsutladning er i hovedsaken det samme for alle dielektrika, fører til drift på det samme nivå med begge dielektrika, f.eks. 80 %. Med denne metode vil hele dielektrikumet bli bedre benyttet, og det oppnås en midlere elektrisk feltstyrke på et nivå som aldri er oppnådd tidligere. The choice of the different parameters for both dielectrics, so that the ratio between the prevailing field strength in each dielectric and the resistance to breakdown discharge is essentially the same for all dielectrics, leads to operation at the same level with both dielectrics, e.g. 80%. With this method, the entire dielectric will be better used, and an average electric field strength is achieved at a level that has never been achieved before.

De oppnådde verdier av midlere elektrisk feltstyrke er fra 200 V/ym til mer enn 400 V/ym. Det er lett å vise at den volumetriske energitetthet d for en viklet kondensator er: The obtained values of average electric field strength are from 200 V/m to more than 400 V/m. It is easy to show that the volumetric energy density d for a wound capacitor is:

hvorEq = absolutt dielektrisitetskonstant for vakuum whereEq = absolute dielectric constant of vacuum

e = relativ dielektrisitetskonstante = relative dielectric constant

r r

E = elektrisk feltstyrke i dielektrikumetE = electric field strength in the dielectric

Da d er proporsjonal med E 2, er det klart at den foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å oppnå en elektrisk feltstyrke som er mer enn det dobbelte av den feltstyrke som svarer til den aktuelle, kjente teknikk (300 til mer enn 400 V/ym sammenliknet med 150 V/ym), og følgelig mer enn fire ganger høyere tetthet av energi som er lagret i kondensatorene. En foretrukket utførelse av oppfinnelsen for å oppnå at de to dielektriske filmer arbeider likt, består i å velge beskaffenheten av disse to dielektrika og også det flytende dielektrikum som impregnerer disse, slik at forholdet mellom motstanden og den maksimale elektriske feltstyrke for hvert impregnert dielektrikum er praktisk talt det samme. Den konstante verdi av dette forhold må også bekreftes ved de høye nivåer av elektrisk feltstyrke som omfattes av oppfinnelsen. Det er åpenbart at impregneringsforholdene (temperatur, vakuumforhold, behandlingsvarighet) gjør det mulig å innvirke på disse parametere. Ikke bare er det å påvirke de mest gunstige deler av elektriske felter i et sammensatt dielektrikum, ikke allerede kjent, men er uforenlig med vanligvis godtatte, elektriske regler. Når det dreier seg om et sammensatt dielektrikum, avhenger det elektriske feltstyrkenivå i hvert av de to dielektrika av flere dielektriske parametere. Idet man betrakter fig. la på tegningene, har de to dielektrika 1 og 2 den samme overflate, tykkelser e^Since d is proportional to E 2 , it is clear that the present invention makes it possible to obtain an electric field strength that is more than twice the field strength corresponding to the current, known technique (300 to more than 400 V/um compared with 150 V/ym), and consequently more than four times higher density of energy stored in the capacitors. A preferred embodiment of the invention, in order to achieve that the two dielectric films work equally, consists in choosing the nature of these two dielectrics and also the liquid dielectric that impregnates them, so that the ratio between the resistance and the maximum electric field strength for each impregnated dielectric is practical spoke the same. The constant value of this ratio must also be confirmed at the high levels of electric field strength encompassed by the invention. It is obvious that the impregnation conditions (temperature, vacuum conditions, treatment duration) make it possible to influence these parameters. Not only is affecting the most favorable parts of electric fields in a composite dielectric not already known, but is inconsistent with commonly accepted electrical rules. When it comes to a composite dielectric, the electric field strength level in each of the two dielectrics depends on several dielectric parameters. Considering fig. la on the drawings, the two dielectrics 1 and 2 have the same surface, thicknesses e^

og q^ i relative dielektrisitetskonstanter e, og z^, og spesifikke motstander (resistiviteter) r^og t^. Dersom kondensatoren opplades til en spenningsverdi U, fremkommer det i hvert av de to dielektrika elektriske feltstyrker E^og E^, og i de to dielektrika fremkommer følgelig følgende spenninger i overensstemmelse med relasjonene: and q^ in relative dielectric constants e, and z^, and specific resistances (resistivities) r^and t^. If the capacitor is charged to a voltage value U, electric field strengths E^ and E^ appear in each of the two dielectrics, and the following voltages consequently appear in the two dielectrics in accordance with the relations:

For sammensatte dielektrika gir den kjente teknikk relasjonen: For composite dielectrics, the known technique gives the relation:

Denne relasjon er bare riktig for en teoretisk kondensator som ikkke har noen lekkasjemotstand. Sådanne lekkasjemotstander og R2er vist på fig. lb i parallell med kondenstorer og C2som symboliserer de to dielektrika 1 og 2. Ved de fleste praktiske anvendelser er relasjonen (1) riktig på grunn av at R^og R2kan betraktes som uendelige. Dersom kondensatorene C-^og C2betraktes som om de. er koplet i serie og er uten lekkasjemotstander, kan det sies at: This relation is only correct for a theoretical capacitor that has no leakage resistance. Such leakage resistances and R2 are shown in fig. lb in parallel with capacitors and C2 symbolizing the two dielectrics 1 and 2. In most practical applications, relation (1) is correct because R^ and R2 can be considered infinite. If the capacitors C-^and C2 are considered as if they. is connected in series and has no leakage resistors, it can be said that:

Den hypotese at og R^betraktes som uendelige, er berettiget ved praktisk talt alle anvendelser i den foreliggende, kjente teknikk, på grunn av at alle kjente kondensatorer arbeider under en "lav" elektrisk feltstyrke (under 200 V/ym). Under disse forhold kan den dielektriske resistivitet på konvensjonell måte omformes til ohm x m, men også til M ohm x ym. Denne verdi som er gitt i litteraturen for en feltstyrke på bare noen få V/ym, svarer til en tidskonstant på 50 000 sekunder The hypothesis that and R^ are considered infinite is justified in virtually all applications of the present prior art, due to the fact that all known capacitors operate under a "low" electric field strength (below 200 V/ym). Under these conditions, the dielectric resistivity can be conventionally converted to ohm x m, but also to M ohm x ym. This value given in the literature for a field strength of only a few V/ym corresponds to a time constant of 50,000 seconds

(14 timer). Da oppladningstiden for en kondensator alltid er klart mindre enn denne tidsperiode, vil iso-las jonsmotstanden ikke ha tilstrekkelig lang til å endre delingen av spenninger slik som uttrykt i relasjonene (1) og (2). (14 hours). As the charging time for a capacitor is always clearly less than this time period, the insulation resistance will not be sufficiently long to change the distribution of voltages as expressed in relations (1) and (2).

I overensstemmelse med forholdene ifølge den foreliggende oppfinnelse, som mer spesielt består i få få de elektriske feltverdier så nær som mulig den maksimale verdi som tillates av de to dielektrika, dvs. deres gjennom-.slagsfasthet, er nå de spesifikke motstander eller resistivitetene for dielektrikumene bare en del av de som er angitt i litteraturen, og isolasjonsmotstandene R^og R 2 og også tidskonstantene R^og R^C 2 blir altså tilstrekkelig lave til å gi en spenningsdeling ifølge relasjonen: In accordance with the conditions according to the present invention, which more particularly consist in making the electric field values as close as possible to the maximum value allowed by the two dielectrics, i.e. their breakdown strength, the specific resistances or resistivities of the dielectrics are now only a part of those stated in the literature, and the insulation resistances R^and R 2 and also the time constants R^and R^C 2 thus become sufficiently low to give a voltage division according to the relation:

I det tilfelle da U, og U2har oppnådd sine maksimums-verdier, fås: Dersom maksimumsverdien av den dielektriske feltstyrke for begge dielektrika Ex, max og Ei0 insx (<gj>ennomslagsfast-het), deres respektive resistiviteter r^og r2og deres tykkelser innføres i likning (5), fåes: In the case that U, and U2 have reached their maximum values, we obtain: If the maximum value of the dielectric field strength for both dielectrics Ex, max and Ei0 insx (<gj>unfolding strength), their respective resistivities r^ and r2 and their thicknesses are introduced in equation (5), we get:

Denne relasjon uttrykker et foretrukket valg av dielektrika og også av impregneringstilstandene ifølge den foreliggende oppfinnelse. This relationship expresses a preferred choice of dielectric and also of the impregnation conditions according to the present invention.

Ikke dsto mindre er det verdt å merke seg at relasjonen (7) er helt teoretisk. I praksis er det i virkeligheten tilrådelig å benytte relasjonene (3) eller (4) som benytter den totale isolasjonsmotstand for den gitte lag-eller sjikttykkelse i stedet for sjiktets resistivitet, slik at for å etablere relasjonene (6) og (7) har man frem-satt hypotesene = r^e^og R2= r2e2selv om erfaringen har vist at disse hypoteser ikke verifiseres for filmer med tynne dielektrika som utsettes for høye feltstyrker. Man har observert at for slike filmer er motstanden ikke en lineær funksjon av tykkelsen, hvilket betyr at resistiviteten ikke er konstant. For eksempel er resistiviteten for polyesterfilmer med en tykkelse på 3 - 5 ym mye mindre sammenliknet med tykkelser på 8 - 12 ym (alltid utsatt for høy feltstyrke). Valget av dielektrikumene må således tilfredsstille relasjonen (4) og må ta i betraktning tykkelsen av gitte dielektrika. I det følgende betraktes en sammenstil ling på to dielektrika (fig. la) hvor det ene (1) er massivt og fremstilt av en homogen plast, det andre (2) er porøst og fibrøst, og hele sammenstillingen er impregnert med en isolerende olje. Dersom man studerer disse dielektrika angå-ende resistiviteten, kan man som en første approksimasjon innrømme at det andre dielektrikum 2 oppfører seg som et oljereservoar og har en stor del av oljens egenskaper, mens det første dielektrikum 1, som er massivt, i hovedsaken har egenskapene til sitt materiale. Dersom et sådant massivt dielektrikum benyttes alene eller kombineres med andre, og dersom det impregneres med olje, innrømmer man ifølge den vanlige kjennskap til teknologien at denne olje bare tjener til å forsterke dielektrikumets svake punkter og gjennomslagsfastheten i disse punkter. Man forventer også en reduksjon av "koronaeffektene", særlig ved kantene. Nevertheless, it is worth noting that relation (7) is entirely theoretical. In practice, it is actually advisable to use relations (3) or (4) which use the total insulation resistance for the given layer or layer thickness instead of the layer's resistivity, so that to establish relations (6) and (7) one has presented the hypotheses = r^e^ and R2= r2e2, although experience has shown that these hypotheses are not verified for films with thin dielectrics that are exposed to high field strengths. It has been observed that for such films the resistance is not a linear function of the thickness, which means that the resistivity is not constant. For example, the resistivity of polyester films with a thickness of 3 - 5 ym is much less compared to thicknesses of 8 - 12 ym (always exposed to high field strength). The choice of the dielectrics must thus satisfy relation (4) and must take into account the thickness of the given dielectric. In the following, an assembly of two dielectrics (fig. 1a) is considered, where one (1) is solid and made of a homogeneous plastic, the other (2) is porous and fibrous, and the entire assembly is impregnated with an insulating oil. If one studies these dielectrics in terms of resistivity, one can as a first approximation admit that the second dielectric 2 behaves like an oil reservoir and has a large part of the properties of oil, while the first dielectric 1, which is massive, mainly has the properties to its material. If such a massive dielectric is used alone or combined with others, and if it is impregnated with oil, according to common knowledge of the technology, one admits that this oil only serves to reinforce the dielectric's weak points and the breakdown strength in these points. One also expects a reduction of the "corona effects", especially at the edges.

Når det gjelder resistiviteten til et massivt dielektrikum, har man alltid vært av den oppfatning at denne egenskap tilhører bare selve materialet. Innenfor resul-tatene av den foreliggende oppfinnelse, og særlig for de høye feltstyrker som antas å komme til anvendelse, har imidlertid det første dielektrikum 1 en resistivitet som ikke er konstant, men for det første er proporsjonal med valgte film-tykkelser, og for en gitt tykkelse er for det andre denne resistivitet (eller motstanden dersom man betrakter denne spesielle tykkelse) en avtagende funksjon av det dielektriske felt. Endelig er denne resistivitet ikke lenger utelukkende knyttet til materialet, men er sterkt avhengig av den olje som impregnerer materialet. When it comes to the resistivity of a solid dielectric, it has always been thought that this property belongs only to the material itself. However, within the results of the present invention, and particularly for the high field strengths that are assumed to be used, the first dielectric 1 has a resistivity that is not constant, but is firstly proportional to selected film thicknesses, and for a given thickness, secondly, this resistivity (or resistance if one considers this particular thickness) is a decreasing function of the dielectric field. Finally, this resistivity is no longer exclusively linked to the material, but is strongly dependent on the oil that impregnates the material.

Denne oppdagelse har inntruffet ved et tilfelle: Man har bygget en første kondensator ifølge oppfinnelsen som hadde en energitetthet på 1,3 J/cm 3 som ble oppnådd helt pålitelig og reproduserbart. Denne kondensator var impregnert med silikono.l je . This discovery has occurred by chance: a first capacitor according to the invention has been built which had an energy density of 1.3 J/cm 3 which was achieved completely reliably and reproducibly. This capacitor was impregnated with silicone.

Som en andre kondensator bygget man en annen som var nøyaktig identisk med den foregående, men impregnert med ricinusolje. Bare 75 % av den tidligere spenning kunne oppnås, hvilket altså betydde 56 % av energitettheten. Gjennomslagsfasheten for ricinusolje er imidlertid tilnærmet den samme som for silikonolje. Ved beregning av den energi som var inneholdt i hvert av dielektrikumene, fant man at den energi som var inneholdt i det første dielektrikum 1, representerte 85 % av den totale energi. Energiunderskuddet i den andre kondensator måtte følgelig komme fra det første dielektrikum 1, i det minste for en stor del, da denne kondensator hadde tapt 44 % av sin totale energi. Energiunderskuddet i den andre kondensator kunne følgelig ikke bare komme fra det andre dielektrikum 2, hverken av motstands- eller resistivitetsgrunner, og heller ikke av oljebeskaffenhetsgrunner. As a second condenser, another one was built that was exactly identical to the previous one, but impregnated with castor oil. Only 75% of the previous voltage could be achieved, which meant 56% of the energy density. However, the breakthrough phase heat for castor oil is approximately the same as for silicone oil. When calculating the energy contained in each of the dielectrics, it was found that the energy contained in the first dielectric 1 represented 85% of the total energy. The energy deficit in the second capacitor must therefore come from the first dielectric 1, at least for a large part, as this capacitor had lost 44% of its total energy. The energy deficit in the second capacitor could therefore not only come from the second dielectric 2, neither for reasons of resistance nor resistivity, nor for reasons of the nature of the oil.

Da oljens gjennomslagsfasthet i den andre kondensator var like god som for den første, kunne energiunderskuddet for dielektrikum 1 ikke ha gjennomslagsfastheten som opprinnelse, men bare en modifikasjon av motstandsvaria-sjonen og en dårlig spenningsfordeling med hensyn til gjennomslagsfastheten, slik det anvises av oppfinnelsen. Man måtte derfor konkludere med at oljetypen har sin betydning når det gjelder motstanden og resistiviteten til dielektrikum 1, en oppfatning som, etter det man kjenner til, ikke er vanlig akseptert for massive dielektrika. Da beviset er fremlagt, har man satt opp følgende forklaring: Den sannsynlige grunn er at de filmer som er fremstilt av tynn plast, har en viss mengde mikrohull. Mengden av disse hull pr. flateenhet er omvendt proporsjonal med tykkelsen. Over en viss tykkelse er filmene med sikkerhet "tette". Disse mikrohull er tilstrekeklig små til å unngå punktering eller gjennomslag gjennom dielektrikumet. De er for det første forskjellige fra film-"kraterne" som er hulrom med variabel dybde på dielektrikumet, men som er større og forårsaker punktering ved en viss påtrykt spenning, og for det andre er de forskjellige fra mikrohulrom som er innesluttet i dielektrikumet og ikke nødvendigvis kommuniserer. Disse mikrohull, som er mer elle mindre oppfylt av impregnerings-oljen, er tilstrekkelig tallrike for en tynn film, slik at deres tilstedeværelse i parallell og under høy feltstyrke fører til en strøm gjennom oljen som fyller hullene, som følge av ionisasjonsfenonemer, urenhet eller restfuktighet som er inneholdt i oljen. Denne strøm fører til et faktisk fall i filmens isolasjonsmotstand. Dette fenomen kommer i tillegg til polarisasjons- og ionisasjonsstrømmene i selve materialet og risikerer å bli sammenblandet med disse. Under de omtalte forhold eller tilstander er imidlertid en strøm på grunn av mikrohull sikker. Beviset på dette er at dersom man endrer typen av olje og/eller de relaterte impregnerings-tilstander og mens man måler lekkasjestrømmen (ved høy feltstyrke) for kondensatorene, fant man slike motstandsvaria-sjoner at de bare kunne være frembrakt ved ledning gjennom mekaniske passasjer som var oppfylt med olje i dielektrikum 1. Dersom plastfilmen hadde vært tett, ville oljen ikke ha hatt en sådan innvirkning. As the breakdown strength of the oil in the second capacitor was as good as for the first, the energy deficit for dielectric 1 could not have the breakdown strength as its origin, but only a modification of the resistance variation and a poor voltage distribution with regard to the breakdown strength, as is indicated by the invention. One therefore had to conclude that the type of oil has its significance in terms of the resistance and resistivity of dielectric 1, an opinion which, as far as is known, is not commonly accepted for solid dielectrics. When the evidence was presented, the following explanation was put forward: The probable reason is that the films, which are made of thin plastic, have a certain amount of microholes. The quantity of these holes per unit area is inversely proportional to the thickness. Above a certain thickness, the films are certainly "tight". These microholes are sufficiently small to avoid puncturing or penetration through the dielectric. They are firstly different from the film "craters" which are cavities of variable depth on the dielectric but which are larger and cause puncture at a certain applied voltage, and secondly they are different from microcavities which are enclosed in the dielectric and do not necessarily communicate. These microholes, which are more or less filled by the impregnation oil, are sufficiently numerous for a thin film, so that their presence in parallel and under high field strength leads to a current through the oil that fills the holes, as a result of ionization phenomena, impurity or residual moisture which is contained in the oil. This current leads to an actual drop in the film's insulation resistance. This phenomenon comes in addition to the polarization and ionization currents in the material itself and risks being mixed up with these. However, under the mentioned conditions or conditions, a current due to microholes is safe. The proof of this is that if one changes the type of oil and/or the related impregnation conditions and while measuring the leakage current (at high field strength) for the capacitors, such resistance variations were found that they could only have been produced by conduction through mechanical passages which was filled with oil in dielectric 1. If the plastic film had been dense, the oil would not have had such an impact.

Dersom man betrakter eksempelet med den andre kondensator som er beskrevet foran, er energiunderskuddet derfor et resultat av et motstandsfall i R, (fig. la), slik at feltet i dielektrikum 1 har avtatt kraftig som en følge av innvirkningen av relasjonen (3). Feltet i dielektrikum 2 øket-tilfeldigvis desto høyere og hadde oppnådd sin spenningsgren-se mye tidligere sammenliknet med dielektrikum 1. Det used-vanlig kraftige fall av R^i denne andre kondensator er blitt bekreftet ved hjelp av autoutladningsmålinger. Disse målin-ger viser den totale lekkasjemotstand (R^+ R2) for kondensatoren, hvorR^for en stor del er inkludert. Man kan også verifisere at autoutladningen angår en energiandel som bare kan komme fra dielektrikum 1. Den beskrevne erfaring viser at energitettheten for den første kondensator er basert på relasjoner mellom motstander som er tilveiebrakt ved hjelp av oppfinnelsen og som er blitt forringet ved endring av impregneringsmiddelet på den andre kondensator. Det er imidlertid mulig at en ricinusolje av en annen type eller som har gjennomgått en annen behandling, kan tilfredsstille oppfinnelsens formål. Oljer av andre typer, mineraloljer eller organiske oljer, kan også komme i betraktning. If one considers the example with the second capacitor described above, the energy deficit is therefore a result of a resistance drop in R, (fig. la), so that the field in dielectric 1 has decreased sharply as a result of the influence of relation (3). The field in dielectric 2 increased—coincidentally—the higher and had reached its voltage limit much earlier compared to dielectric 1. The unusually strong drop of R^ in this second capacitor has been confirmed by means of autodischarge measurements. These measurements show the total leakage resistance (R^+ R2) for the capacitor, where R^ is largely included. One can also verify that the auto-discharge concerns a portion of energy that can only come from dielectric 1. The described experience shows that the energy density for the first capacitor is based on relations between resistors provided by the invention and which have been degraded by changing the impregnation agent on the other capacitor. However, it is possible that a castor oil of a different type or which has undergone a different treatment can satisfy the purpose of the invention. Oils of other types, mineral oils or organic oils, can also be considered.

Et bemerkelsesverdig trekk ved kondensatorene ifølge oppfinnelsen er at spenningsfordelingsprosessen for begge dielektrika med hensyn til isolasjonsmotstandene (eller lekkasjen) starter først på en forholdsvis høy elek- A remarkable feature of the capacitors according to the invention is that the voltage distribution process for both dielectrics with regard to the insulation resistances (or leakage) only starts at a relatively high elec-

trisk feltstyrke, nettopp når denne fordeling er nyttig.tric field strength, precisely when this distribution is useful.

Når isolasjonsmotstanden faller for det ene eller det andre dielektrikum samtidig og proporsjonalt etter hvert som det elektriske felt nærmer seg betydelig det maksimale felt (f.eks. 70~80 %), er det ikke sikkert at denne isola-?-sjonsmotstandsreduksjon skjer med det samme forhold for hvert dielektrikum. Ved visse anvendelser av oppfinnelsen utnyttes gjennomslagsfastheten eller den elektriske feltgrense for hvert av dielektrikumene med nesten 80 %. Det faktum at man har bare noen få selvkurerende punkteringer i dette dielektrikum, viser at isolasjonsmotstandene under disse høye elektriske feltstyrker reduseres i forhold som under alle omstendigheter er gunstige for en god elektrisk feltfordeling over begge dielektrika. Isolasjonsmotstanden ved høye elektriske feltstyrker begynner allerede å avta mens kondensatoren opplades. Når den elektriske feltstyrke i det ene av dielektrikumene nærmer seg gjennomslagsfastheten, avtar isolasjonsmotstanden for dette dielektrikum automatisk, og dets elektriske felt og dets spenning stiger mindre raskt mens feltet og spenningen på det andre dielektrikum vil stige raskere. Man vil forstå dette fenomen dersom man betrakter det ekvivalente skjema som er beskrevet foran (fig. lb). Under en oppladningsprosess har således isolasjonsmotstandsvariasjonen i forhold til feltet som kon-sekvens at forholdet mellom den effektive elektriske feltstyrke og. den elektriske feltgrense i hvert dielektrikum holder seg merkbart uforandret, og således garanterer de tilstander som er formålet med oppfinnelsen. Jo mer det elektriske felt nærmer seg feltgrensen, jo mer avtar isolasjon smot standen . When the insulation resistance drops for one or the other dielectric simultaneously and proportionally as the electric field approaches significantly the maximum field (e.g. 70~80%), it is not certain that this insulation resistance reduction occurs with the same ratio for each dielectric. In certain applications of the invention, the breakdown strength or electric field limit of each of the dielectrics is utilized by almost 80%. The fact that there are only a few self-healing punctures in this dielectric shows that the insulation resistances under these high electric field strengths are reduced in conditions that are in any case favorable for a good electric field distribution over both dielectrics. The insulation resistance at high electric field strengths already begins to decrease while the capacitor is being charged. When the electric field strength in one of the dielectrics approaches the breakdown strength, the insulation resistance of this dielectric decreases automatically, and its electric field and its voltage rise less quickly, while the field and voltage on the other dielectric will rise faster. One will understand this phenomenon if one considers the equivalent scheme described above (fig. 1b). During a charging process, the insulation resistance variation in relation to the field has the consequence that the ratio between the effective electric field strength and. the electric field boundary in each dielectric remains noticeably unchanged, thus guaranteeing the conditions which are the object of the invention. The more the electric field approaches the field boundary, the more the insulation smot stand decreases.

Denne automatiske regulering virker selvsagt bare innenfor et bestemt område. Dersom feltgrensen oppnås for et gitt dielektrikum mens kondensatoren bare har oppnådd en brøkdel av den forventede maksimumsspenning, vil kondensatoren ikke være i stand til å håndtere denne spenning. Bote-middelet i dette tilfelle vil bestå i et bedre valg av iso-las jonsmotstandene R1ogR2. Isolasjonsmotstandsfallet ved høy elektrisk feltstyrke er blitt godtgjort ved hjelp av følgende målearrangement: Man har realisert en kondensator i overensstemmelse med oppfinnelsen bestående av et metallisert papirlag og to polyesterlag (for hvert kondensatorbelegg), og av et flytendee dielektrikum bestående av silikonolje. Of course, this automatic regulation only works within a certain area. If the field limit is reached for a given dielectric while the capacitor has only achieved a fraction of the expected maximum voltage, the capacitor will not be able to handle this voltage. The remedy in this case will consist in a better choice of the isolation resistors R1 and R2. The insulation resistance drop at high electric field strength has been confirmed using the following measuring arrangement: A capacitor has been realized in accordance with the invention consisting of a metallized paper layer and two polyester layers (for each capacitor coating), and of a liquid dielectric consisting of silicone oil.

Denne kondensator hadde en kapasitet på ca. 20 uF. Mellom kontaktklemmene til denne kondensator ble det innkoplet en ytre motstand på 1 Gigaohm (Gohm). Kondensatoren ble oppladet med en likespenning på 4280 volt, og spenningsreduk-sjonen ble registrert som funksjon av tiden. Utladningskurven viste bare små avvikelser sammenliknet med den teo-retiske utladningskurve for en perfekt kondensator (uten lekkasje) som utlader seg i en motstand på 1 Gohm. Man trakk den slutning at den indre motstand (R^+ R,,) i denne kondensator ved 4280 V er mye høyere enn 1 Gohm, nemlig rundt 100 Gohm. Etterpå ble den samme kondensator oppladet til 6000 V, hvilket er dens nominelle spenning: Allerede etter 38 minutter hadde spenningen falt til 5000 V. Dersom man betrakter dette spenningsfall som et resultat av en konstant isolasjonsmotstand i parallell med motstanden på 1 Gohm, men innbygget i kondensatoren (R^+ R2)/nar den en verdi på 1,55 Gohm. Ved å analysere nedgangen i utladningskurven i umiddelbar nærhet av der hvor oppladningen ender, fant man at nedgangen er mye lavere sammenliknet med en naturlig eksponentialfunksjon, og man utledet deretter en øyeblikkelig tidskonstant som var lavere enn 1 sekund ved dette spesielle tidspunkt på kurven. Denne lavere tidskonstant påvirker allerede slutten av oppladningsprosessen og modifiserer allerede på gunstig måte feltstyrkene i dielektrikumene før oppladning oppnås. Fra begynnelsen av utladningskurven starter tidskonstanten, som da er meget lav, å stige og oppnår etter en tid og/eller mindre den verdi den har ved slutten av kurven som er en naturlig eksponentialfunksjon. Denne stigning er så rask at kondensatoren meget snart oppnår en høy isolasjonsmotstand. Så snart det oppnås likevekt mellom spenningene og U2i overensstemmelse med oppfinnelsen, blir lekkasjen meget liten. Isolasjonsmotstanden og tidskonstanten, som er kraftig reduserte ved utladningskurvens begynnelse, viser en reduksjon av i det minste den ene av de to seriekoplede isolasjonsmotstander (Rj^ / ^2 ^ • This capacitor had a capacity of approx. 20 uF. An external resistance of 1 Gigaohm (Gohm) was connected between the contact terminals of this capacitor. The capacitor was charged with a direct voltage of 4280 volts, and the voltage reduction was recorded as a function of time. The discharge curve showed only small deviations compared to the theoretical discharge curve for a perfect capacitor (without leakage) discharging into a resistance of 1 Gohm. It was concluded that the internal resistance (R^+ R,,) in this capacitor at 4280 V is much higher than 1 Gohm, namely around 100 Gohm. Afterwards, the same capacitor was charged to 6000 V, which is its nominal voltage: already after 38 minutes the voltage had dropped to 5000 V. If one considers this voltage drop as the result of a constant insulation resistance in parallel with the resistance of 1 Gohm, but built in the capacitor (R^+ R2)/nar it a value of 1.55 Gohm. By analyzing the decline in the discharge curve in the immediate vicinity of where the charging ends, it was found that the decline is much lower compared to a natural exponential function, and an instantaneous time constant was then derived that was lower than 1 second at this particular point on the curve. This lower time constant already affects the end of the charging process and already favorably modifies the field strengths in the dielectrics before charging is achieved. From the beginning of the discharge curve, the time constant, which is then very low, starts to rise and after a time and/or less reaches the value it has at the end of the curve, which is a natural exponential function. This rise is so rapid that the capacitor very soon achieves a high insulation resistance. As soon as equilibrium is achieved between the voltages and U2i in accordance with the invention, the leakage becomes very small. The insulation resistance and time constant, which are greatly reduced at the beginning of the discharge curve, show a reduction of at least one of the two series-connected insulation resistances (Rj^ / ^2 ^ •

Den sterke reduksjon av isolasjonsmotstanden når man nærmer seg feltstyrkegrensen, har også følgende fordel for kondensatorens levetid: Dersom det antas at den beskrevne kondensator for første gang opplades til 6000 V, The strong reduction of the insulation resistance when approaching the field strength limit also has the following advantage for the life of the capacitor: If it is assumed that the described capacitor is charged for the first time to 6000 V,

må hvert kondensatorelement C^, C2 svarende til hvert dielektrikum 1 og 2 (fig. lb) lagre den samme ladning dersom auto-eller selvutladningen som følge av isolasjonsmotstandene ikke ville være til stede. Selvutladningen som vanligvis er forskjellig for begge dielektrika, forårsaker at det ene av de to elementer C-^ eller C2etter en tid har en ladning som er mindre betydningsfull enn den andre. Dersom nå kondensatoren utlades til det ytre, vil elementene ikke bli fullstendig utladet som følge av de i begynnelsen forskjellige ladninger før utladningsprosessen: Det element som ikke hadde noen indre ladningstap, vil forbli delvis oppladet med den opprinnelige polaritet, mens det andre vil være oppladet med den omvendte polaritet. De gjenværende spenninger på kondensatorelementene og 0.^ er tilstrekkelig lave til å betrakte isolasjonsmotstanden som uendelig. Elementene C^, C2 kan da beholde sin ladning i lang tid, dvs. noen få uker eller måneder. Dersom man nå opplader kondensatoren, må ladestrømmen først fullstendig utlade kondensatorelementet med motsatt polaritet og deretter opplade dette med den polaritet som er gitt ved ladestrømmen. Dersom man nå lader kondensatoren med en gitt ladning, vil dette kondensatorelement oppta en mindre ladning sammenliknet med det andre, og vil derfor få en lavere spenning enn tidligere, og vil være mindre belastet under sine etterfølgende oppladninger. must each capacitor element C^, C2 corresponding to each dielectric 1 and 2 (fig. 1b) store the same charge if the auto- or self-discharge as a result of the insulation resistances would not be present. The self-discharge, which is usually different for both dielectrics, causes one of the two elements C-^ or C2 after a time to have a charge which is less significant than the other. If the capacitor is now discharged to the outside, the elements will not be completely discharged as a result of the initially different charges before the discharge process: The element that had no internal charge loss will remain partially charged with the original polarity, while the other will be charged with the reverse polarity. The residual voltages on the capacitor elements and 0.^ are sufficiently low to consider the insulation resistance as infinite. The elements C^, C2 can then retain their charge for a long time, i.e. a few weeks or months. If you now charge the capacitor, the charging current must first completely discharge the capacitor element with the opposite polarity and then charge it with the polarity given by the charging current. If you now charge the capacitor with a given charge, this capacitor element will absorb a smaller charge compared to the other, and will therefore have a lower voltage than before, and will be less loaded during its subsequent recharges.

Denne virkning, som er teoretisk og ikke kan måles, er blitt godtgjort eksperimentelt, ikke med de separate eller de enkelte dielektrika som danner kondensatoren (på grunn av at man ikke kan påtrykke feltstyrkene på de enkelte dielektrika på en tilstrekkelig overflate uten permanente punkteringer), men med to komplette kondensatorer (konden-satorviklinger) med forskjellige kapasitetsverdier. To seriekoplede kondensatorer har oppført seg på samme måte som de individuelle dielektrika i en enkelt kondensator som beskrevet foran. Dette skjer selvsagt bare dersom man påtrykker en spenning som er så høy at den ene av kondensatorene oppnår sin feltgrense (grensefeltstyrke) og har store tap eller selvkureringer. Etter en utladning og en permanent kortslutning av seriekoplingen har man målt at begge kondensatorer forble oppladet med motsatte polariteter med ca. 10 % av sluttoppladningsspenningen. Denne virkning, som er blitt observert på en virkelig kondensator, viser seg å være en fordel når man kopler sådanne kondensatorer i serie på grunn av at en uregelmessig spenningsfordeling som følge av forskjellige kapasitetsverdier må forventes. En kortvarig forskjell mellom spenningene kan også opptre under oppladningsprosessen. This effect, which is theoretical and cannot be measured, has been confirmed experimentally, not with the separate or individual dielectrics that form the capacitor (due to the fact that one cannot impose the field strengths on the individual dielectrics on a sufficient surface without permanent punctures), but with two complete capacitors (condensator windings) with different capacitance values. Two capacitors connected in series have behaved in the same way as the individual dielectrics in a single capacitor as described above. This of course only happens if you apply a voltage that is so high that one of the capacitors reaches its field limit (limit field strength) and has large losses or self-healing. After a discharge and a permanent short-circuit of the series connection, it has been measured that both capacitors remained charged with opposite polarities by approx. 10% of the final charge voltage. This effect, which has been observed on a real capacitor, turns out to be an advantage when connecting such capacitors in series because an irregular voltage distribution due to different capacitance values must be expected. A short-term difference between the voltages can also occur during the charging process.

Sådanne feil på grunn av dårlig spenningsfordeling påvirker ikke kondensatorer ifølge oppfinnelsen når de er koplet i serie, for det første på grunn av at kondensatorene ikke ødelegges takket være den selvkurerende evne når de oppnår grensen for den midlere feltstyrke (eller feltstyrkegrensen for det ene av dielektrikumene), og for det andre på grunn av at man etter utladningen har en ladning med motsatt polaritet som beskytter den ene kondensator mot over-belastning under en ytterligere oppladningsprosess. Such errors due to poor voltage distribution do not affect capacitors according to the invention when connected in series, firstly because the capacitors are not destroyed thanks to the self-healing ability when they reach the limit of the mean field strength (or the field strength limit of one of the dielectrics ), and secondly because after the discharge you have a charge with the opposite polarity which protects one capacitor against overload during a further charging process.

Elementærkondensatoren ifølge oppfinnelsen er således særlig egnet for seriekopling av et stort antall elementer, og dette utgjør en foretrukket anvendelse som man skal komme tilbake til senere. The elementary capacitor according to the invention is thus particularly suitable for series connection of a large number of elements, and this constitutes a preferred application to which one will return later.

De her beskrevne prinsipper er blitt verifisert automatisk for elementærkondensatorer med spenninger mellom 2 kV og 20 kV, idet det som det første dielektrikum benyttes etylenpolytereftalat og som det andre dielektrikum benyttes metallisert papir. Man har observert at den oppnåelige energitetthet for hele spenningsområdet ikke var konstant. Den gitte energitetthet for utnyttelsesforhold med middels strenghet hadde en verdi som lå over 1 J/cm 3 for en spenning på ca. 5 - 8 kV (eksempel: kondensator for 7 kV oppnådd med papir med 7 nm tykkelse med en metallisering på 5 - 10 ohm pr. flateenhet og etylen-polytereftalat med 14 ym tykkelse The principles described here have been verified automatically for elementary capacitors with voltages between 2 kV and 20 kV, where ethylene polyterephthalate is used as the first dielectric and metallized paper is used as the second dielectric. It has been observed that the achievable energy density for the entire voltage range was not constant. The given energy density for utilization conditions with medium severity had a value that was above 1 J/cm 3 for a voltage of approx. 5 - 8 kV (example: capacitor for 7 kV obtained with paper with a thickness of 7 nm with a metallization of 5 - 10 ohms per unit area and ethylene-polyterephthalate with a thickness of 14 ym

(2 lag på 7 ym), det hele impregnert med silikonolje; midlere elektrisk feltstyrke 333 V/ym; energitetthet 1,6 J/cm 3). (2 layers of 7 ym), the whole impregnated with silicone oil; average electric field strength 333 V/ym; energy density 1.6 J/cm 3).

For elementærkondensatorer mellom ca. 5 kV og 2 kV eller mellom ca. 8 kV og 20 kV avtok den oppnåelige energitetthet gradvis fra 1 J/cm 3 ned til verdier som var lavere enn eller lik 0,5 J/cm 3. Grunnene til denne reduksjon var av helt forskjellig beskaffenhet og førte til at man gjorde andre forbedringer eller foretok andre arrangementer. For elementary capacitors between approx. 5 kV and 2 kV or between approx. 8 kV and 20 kV, the achievable energy density gradually decreased from 1 J/cm 3 down to values lower than or equal to 0.5 J/cm 3. The reasons for this reduction were of a completely different nature and led to other improvements being made or made other arrangements.

Mellom 5 kV og 2 kVBetween 5 kV and 2 kV

Energitetthetsreduksjonen skyldtes en teknologisk The energy density reduction was due to a technological

grense for det ene av de benyttede dielektrika.limit for one of the dielectrics used.

I det følgende betraktes tilfellet med en kondensator med en antatt nominell spenning på 3 kV. For å få en .energitetthet på 1 J/cm 3, må man arbeide med en elektrisk feltstyrke på 300 V/ ym (et resultat av tidligere eksperimen-ter) . Tykkelsen av dielektrikumet må således være 3000/300 = 10 ym. Det er nå intuitivt at man for å holde det samme midlere felt må ha nesten samme tykkelsesfordeling når man benytter de samme dielektrika. For det tidligere tilfelle med en kondensator på 7 kV var tykkelsesforholdet mellom papiret og det totale dielektrikum 6/20, dvs. 30 %. Ved anvendelse av denne regel på den aktuelle 3 kV kondensator måtte man ha papir og etylen-polytereftalat på henholdsvis 3 ym og 7 ym. Papirtykkelser under 6 ym er imidlertid ikke kommersielt tilgjengelige. Man var således tvunget til å benytte det eksisterende papir på 6 ym og å knytte et etylen-polytereftalat på 4 ym til dette. Den ugunstige fordeling av dielektrikumene har følgelig ført til en kondensator som i stedet for 3 kV bare holder 2 kV og har oppnådd bare en energitetthet på 0,43 J/cm 3. Denne energitetthet var likevel akseptabel sammenliknet med den kjente teknikk, men søkeren har utvik-let papir med en tykkelse på mindre enn 6 ym for å gjøre det mulig å oppnå de forutsette verdier. In the following, the case of a capacitor with an assumed nominal voltage of 3 kV is considered. In order to obtain an energy density of 1 J/cm 3 , one must work with an electric field strength of 300 V/ym (a result of previous experiments). The thickness of the dielectric must therefore be 3000/300 = 10 ym. It is now intuitive that in order to keep the same mean field you must have almost the same thickness distribution when you use the same dielectrics. For the previous case with a capacitor of 7 kV, the thickness ratio between the paper and the total dielectric was 6/20, i.e. 30%. When applying this rule to the 3 kV capacitor in question, you had to have paper and ethylene-polyterephthalate of 3 ym and 7 ym respectively. However, paper thicknesses below 6 ym are not commercially available. One was thus forced to use the existing paper of 6 ym and to attach an ethylene-polyterephthalate of 4 ym to this. The unfavorable distribution of the dielectrics has consequently led to a capacitor which instead of 3 kV only holds 2 kV and has only achieved an energy density of 0.43 J/cm 3. This energy density was nevertheless acceptable compared to the known technique, but the applicant has developed paper with a thickness of less than 6 ym to make it possible to achieve the expected values.

En første teknikk for realisering av papir med en tykkelse under 6 ym består i å ta det eksisterende 6 ym papir og å redusere dettes tykkelse ved pressing eller ved kalandrering. Den tykkelse som således kan oppnås, er på ca. 4 ym, som allerede tillater en økning av energitettheten for kondensatorer med et dielektrikum med en total tykkelse på 8 - 12 ym (papirforhold 1/3 til 1/2). A first technique for realizing paper with a thickness below 6 ym consists of taking the existing 6 ym paper and reducing its thickness by pressing or by calendering. The thickness that can thus be achieved is approx. 4 ym, which already allows an increase in the energy density of capacitors with a dielectric with a total thickness of 8 - 12 ym (paper ratio 1/3 to 1/2).

Ifølge en foretrukket teknikk ifølge oppfinnelsen utføres en pressing ved at papiret utsettes for en relativ fuktighet på 20 - 40 % og en temperatur på 60 - 120° C. Det vil være fordelaktig å utføre pressingen ved benyttelse av valser mellom hvilke det passerer eksisterende papir på 6 - 12 ym som startmateriale. I stedet for å fukte papiret med vann eller mer spesielt med vanndamp, kan det også fuktes med en ferniss som fastner papirstrukturen etter pressingen, eller med et kjemisk produkt, og særlig et produkt som myk-ner fibrene. Man kan også benytte flere metoder samtidig. På grunn av den ikke-neglisjerbare klaring mellom valselag-rene, er det vanskelig å innstille en meget tynn spalte mellom de to valser (f.eks. 4 ym), slik det ville være nød-vendig for å oppnå den ønskede papirtykkelse. For å løse dette problem angir oppfinnelsen benyttelse av to sylindris-ke valser som er i nær kontakt, idet den ene av disse er drevet, og hvor valsene roterer i motsatte retninger. Omkretsen av den ene av disse valser har en rektangulær utsparing eller fordypning med en bredde som er lik papir-bredden og en dybde som er mindre enn tykkelsen av det som utgangsmateriale benyttede papir. Dette tillater en nær kontakt mellom de to valser utenfor fordypningen, og den nødvendige tykkelse av spalten sikres i området for fordypningen. Presse- eller valsemetoden må ta en viss tid, slik at formen på de naturlige cellulosefibrer som utgjør papiret, kan modifiseres ved hjelp av en form for kryping eller fly-ting. According to a preferred technique according to the invention, pressing is carried out by exposing the paper to a relative humidity of 20 - 40% and a temperature of 60 - 120° C. It would be advantageous to carry out the pressing using rollers between which existing paper passes on 6 - 12 ym as starting material. Instead of moistening the paper with water or more particularly with steam, it can also be moistened with a varnish that fixes the paper structure after pressing, or with a chemical product, and in particular a product that softens the fibers. You can also use several methods at the same time. Due to the non-negligible clearance between the roller bearings, it is difficult to set a very thin gap between the two rollers (e.g. 4 ym), as would be necessary to achieve the desired paper thickness. To solve this problem, the invention specifies the use of two cylindrical rollers which are in close contact, one of which is driven, and where the rollers rotate in opposite directions. The circumference of one of these rollers has a rectangular recess or depression with a width that is equal to the paper width and a depth that is less than the thickness of the paper used as starting material. This allows a close contact between the two rollers outside the recess, and the required thickness of the gap is ensured in the area of the recess. The pressing or rolling method must take a certain amount of time, so that the shape of the natural cellulose fibers that make up the paper can be modified by means of a form of creep or fly-thing.

En variant av oppfinnelsen som er basert på det samme prinsipp, består i fukting av den ene papirside av vanlig kondensatorpapir med en tykkelse på f.eks. 6 ym med et løsningsmiddel eller et cellulose-mykningsmiddel, og deretter pressing av papiret. Den benyttede løsningsmiddel-mengde vil være slik at i det minste en del av kondensator-papirets struktur forblir intakt. Karbondisulfid (CS2) kan benyttes som mykningsmiddel. Ifølge'oppfinnelsen er en annen teknikk for oppnåelse av dette papir basert på øde- leggelse av membranen av naturlige cellulosefibrer, slik at det oppnås tynnere og tettere cellulosefibriller enn de inngående fibrer. Den papirmasse som benyttes for fremstilling av det normale papir, inneholder allerede 10 - 20 % av sådanne cellulosefibriller. Disse fibriller kan uttrekkes fra papirmassen, eventult fortynnet med vann, ved avsetning under virkningen av naturlig tyngdekraft eller ved sentri-fugering. Tykkere cellulosefibrer avsetter seg lettere enn tynne fibriller. A variant of the invention which is based on the same principle consists in wetting one paper side of ordinary condenser paper with a thickness of e.g. 6 ym with a solvent or a cellulose softener, and then pressing the paper. The amount of solvent used will be such that at least part of the capacitor paper's structure remains intact. Carbon disulphide (CS2) can be used as a plasticizer. According to the invention, another technique for obtaining this paper is based on destroying the membrane of natural cellulose fibers, so that thinner and denser cellulose fibrils are obtained than the constituent fibers. The pulp used for the production of normal paper already contains 10 - 20% of such cellulose fibrils. These fibrils can be extracted from the paper pulp, possibly diluted with water, by settling under the action of natural gravity or by centrifugation. Thicker cellulose fibers deposit more easily than thin fibrils.

Dersom det fremstilles kondensatorpapir ut fra disse fibriller slik det gjøres i en foretrukket utførelse, kan dette papir fremstilles med en tykkelse som er mindre enn med fibrer, på grunn av det ytterst tynne, resulterende belegg, og dette på tross av en tilstrekkelig gjensidig, mekanisk binding mellom fibrillene som ser ut som en pels. Disse flate fibriller har dessuten fordelen med en 50 % høyere tetthet og en tilsvarende lavere porøsitet, hvilket resulterer i en høyere gjennomslagsfasthet. If capacitor paper is produced from these fibrils as is done in a preferred embodiment, this paper can be produced with a thickness that is smaller than with fibers, due to the extremely thin, resulting coating, and this despite a sufficiently mutual, mechanical binding between the fibrils that looks like a coat. These flat fibrils also have the advantage of a 50% higher density and a correspondingly lower porosity, which results in a higher impact strength.

Cellulosefibrer av nåletre har en diameter mellom 3 og 6 ym og en lengde på ca. 200 ym selv om de tilsvarende fibriller har en diameter på ca. 0,2 - 0,4 ym og en lengde på ca. 3-4 ym. På den annen side har de såkalte mikro-fibriller, som er mindre interessante, en mye mindre diameter på ca. 0,06 ym - 0,08 ym. Det vil være mulig å oppnå mye større mengder av cellulosefibriller ved behandling av cellulosefibrene ved benyttelse av ultralyd. Den foretrukne ultralydfrekvens bør ligge i området mellom 400 kHz og 600 kHz. Cellulosefibrenes membran kan også ødelegges ved hjelp av kjemiske produkter for å oppnå fibrillene. Dette kan oppnås ved hjelp av en hypoklorittoppløsning som, ved fri-gjørin av klor, ødelegger membranen. Cellulose fibers from coniferous wood have a diameter between 3 and 6 ym and a length of approx. 200 ym even though the corresponding fibrils have a diameter of approx. 0.2 - 0.4 ym and a length of approx. 3-4 etc. On the other hand, the so-called micro-fibrils, which are less interesting, have a much smaller diameter of approx. 0.06 ym - 0.08 ym. It will be possible to obtain much larger quantities of cellulose fibrils by treating the cellulose fibers using ultrasound. The preferred ultrasound frequency should be in the range between 400 kHz and 600 kHz. The membrane of the cellulose fibers can also be destroyed using chemical products to obtain the fibrils. This can be achieved with the help of a hypochlorite solution which, by releasing chlorine, destroys the membrane.

Uavhengig av det primære mål med oppfinnelsen, som var å oppnå en redusert papirtykkelse som tillater en optimal oppdeling med hensyn til det tilhørende diélektrikum (polyetylen-tereftalat), har denne operasjon andre fordel-aktige virkninger: De foran beskrevne kondensatorpapirer er mye tynnere enn det vanlige papir. I betraktning av at de er oppnådd ut fra en større tykkelse eller mindre fibrer, har de en høyere tetthet og følgelig den fordel at de har mindre mikrokaviteter enn vanlig papir, hvilket resulterer i en høyere gjennomslagsfasthet enn gjennomslagsfasthetene for de vanlige papirer. Regardless of the primary objective of the invention, which was to achieve a reduced paper thickness that allows an optimal division with respect to the associated dielectric (polyethylene terephthalate), this operation has other advantageous effects: The capacitor papers described above are much thinner than the plain paper. Considering that they are obtained from a greater thickness or smaller fibers, they have a higher density and consequently the advantage that they have smaller microcavities than ordinary paper, resulting in a higher impact strength than the impact strengths of the ordinary papers.

I overensstemmelse med oppfinnelsen gjør benyttel-sen av sådanne papirer kondensatoren mindre, for det første på grunn av at den reduserte papirtykkelse resulterer i en høyere kapasitet, og for det andre på grunn av at den høyere tetthet og høyere gjennomslagsfasthet tillater en økning av kondensatorspenningen og følgelig den akkumulerte energi sammenliknet med vanlige kondensatorer. En annen fordel med dette nye papir er dets evne til en optimal metallisering. Metallisering på vanlige papirer har ofte spisser som trenger dypt inn i papirporøsitetene på tross av ferniss- eller lakkbelegget. Disse spisser forårsaker punkteringer. Da det nye papir har mindre porøsiteter, vil det være mindre utsatt for denne penetrering. Metalliseringsmetoden er også blitt forbedret. Den vanlige metode består i pådamping av metall, f.eks. sink, i det vesentlige i rett vinkel på et papirbånd. En ny metode for metallisering av kondensatorpapir som foreslås ifølge den foreliggende oppfinnelse, forutser å avsette metallet ved en spiss vinkel som er mindre enn 75°, fortrinnsvis med en vinkel mellom 10 og 45°, idet det optimale er en vinkel mellom 25 og 45°. Det er å foretrekke at metallpartiklenes "bane har en orientering med en komponent i retning av papirets bevegelse. Andre baneorienteringer av metallpartiklene er imidlertid mulige. Den nevnte utførelse har den fordel at partiklene ikke kan trenge dypt inn i eventuelle porøsiteter i papirbåndet på grunn av at de treffer papiret i en skråretning. Det er i hovedsaken på de nevnte papirpartier at metallet avsettes. Som et resultat økes papirets gjennomslagsfasthet, og man vil følgelig ha en kondensator som kan benyttes for en høyere spenning. Den foran beskrevne metalliseringsanord-ning for kondensatorpapir er kjennetegnet ved en bane for metallpartiklene som har en spiss innfallsvinkel i forhold til papiret. Dette nye papir med en tykkelse på 2,5 - 6 ym vil ifølge oppfinnelsen tillate en fordelaktig realisering av kondensatorer mellom 2 og 10 kV. Med den minste papirversjon eller med spesielle impregneringsbetingel-ser kan man også regne med utførelser mellom 600 V og 2 kV. In accordance with the invention, the use of such papers makes the capacitor smaller, firstly because the reduced paper thickness results in a higher capacity, and secondly because the higher density and higher breakdown strength allow an increase in the capacitor voltage and consequently the accumulated energy compared to ordinary capacitors. Another advantage of this new paper is its ability for optimal metallization. Metallization on normal papers often has tips that penetrate deep into the paper porosity despite the varnish or lacquer coating. These tips cause punctures. As the new paper has less porosity, it will be less susceptible to this penetration. The metallization method has also been improved. The usual method consists in vaporizing metal, e.g. zinc, essentially at right angles to a paper tape. A new method for metallizing capacitor paper proposed according to the present invention foresees depositing the metal at an acute angle which is less than 75°, preferably with an angle between 10 and 45°, the optimum being an angle between 25 and 45° . It is preferred that the "path" of the metal particles has an orientation with a component in the direction of the movement of the paper. However, other path orientations of the metal particles are possible. The aforementioned embodiment has the advantage that the particles cannot penetrate deeply into any porosities in the paper web due to they hit the paper in an oblique direction. It is mainly on the aforementioned sections of paper that the metal is deposited. As a result, the paper's impact resistance is increased, and you will consequently have a capacitor that can be used for a higher voltage. The above-described metallization device for capacitor paper is characterized by a path for the metal particles that has a sharp angle of incidence in relation to the paper. This new paper with a thickness of 2.5 - 6 ym will, according to the invention, allow an advantageous realization of capacitors between 2 and 10 kV. With the smallest paper version or with special impregnation conditions can also be expected with versions between 600 V and 2 kV.

Mellom 8 kV og 20 kVBetween 8 kV and 20 kV

Den gradvise reduksjon av energitetthet som ble observert på utførelser mellom 8 kV og 20 kV, hadde en annen årsak som vanligvis betegnes som kant- eller randeffekt. Noen forfattere har vist at kanten av det metalliske belegg som utgjør kondensatorbelegget, i dette område av dielektrikumet danner en høyere elektrisk feltstyrke enn i resten av belegget, hvilket medfører lysbuedannelse eller gnistover-slag på dette sted ved en mye lavere spenning enn i andre områder. Disse lysbuedannelser er i det foreliggende tilfelle ikke ødeleggende da de er selvkurerende, men ikke desto mindre begrenser de kraftig kondensatorens nominelle spenning. Forskjellige arbeider har vist at relasjonen mellom kantfeltet og det homogene, dielektriske felt er en funksjon av kvadratroten av dielektrikumtykkelsen. Denne relasjon er også blitt eksperimentelt verifisert. Dette gjør at kondensatorene ifølge den foreliggende oppfinnelse i prinsipp har en kant- eller randeffekt som opptrer m.ed en mye høyere spenning enn for kjente kondensatorer, da man for en gitt spenning arbeider med mer enn det dobbelte elektriske felt med halvdelen av tykkelsen. Ifølge oppfinnelsen tillater disse kondensatorer i prinsipp at deres spenning kan heves til det dobbelte sammenliknet med kjente kondensatorer før man oppnår det nivå hvor kanteffekten kommer til syne. The gradual reduction in energy density observed on designs between 8 kV and 20 kV had another cause which is commonly referred to as edge or fringe effect. Some authors have shown that the edge of the metallic coating that makes up the capacitor coating, in this area of the dielectric forms a higher electric field strength than in the rest of the coating, which causes arcing or sparking at this location at a much lower voltage than in other areas. In the present case, these arc formations are not destructive as they are self-healing, but nevertheless they severely limit the nominal voltage of the capacitor. Various works have shown that the relationship between the edge field and the homogeneous dielectric field is a function of the square root of the dielectric thickness. This relationship has also been experimentally verified. This means that the capacitors according to the present invention in principle have an edge effect which occurs with a much higher voltage than for known capacitors, since for a given voltage you work with more than double the electric field with half the thickness. According to the invention, these capacitors allow, in principle, that their voltage can be raised to twice that of known capacitors before reaching the level where the edge effect becomes apparent.

Som følge av dette faktum og i forventning om seriekoplingen av kondensatorbatterier, har man innstilt den optimale spenning for de foreliggende elementærkondensatorer på en verdi på ca. 5 til 8 kV for å dra fordel av den maksimale energitetthet for hele batteriet. Det er sikkert at man ikke utelukker fremstilling av elementærkondensatorer på 8 - 20 kV basert på prinsippet ifølge oppfinnelsen, As a result of this fact and in anticipation of the series connection of capacitor batteries, the optimum voltage for the present elementary capacitors has been set to a value of approx. 5 to 8 kV to take advantage of the maximum energy density for the entire battery. It is certain that the manufacture of elementary capacitors of 8 - 20 kV based on the principle according to the invention is not excluded,

enten med en energitetthet som er lavere enn 1 J/crn^ eller med en høyere energitetthet, dersom en supplererende forbedring knyttes til oppfinnelsen. either with an energy density that is lower than 1 J/crn^ or with a higher energy density, if a supplementary improvement is linked to the invention.

For det tilfelle hvor det andre dielektrikum 2 er dannet av flere lag, består en sådan forbedring spesielt i at det mellom to sådanne lag innføres et lag av det første dielektrikum 1, men ikke metallisert. For eksempel kan man for hvert kondensatorbelegg ha følgende struktur: Dielektrikum 2 (metallisert) - dielektrikum 1 - dielektrikum 2 (ikke metallisert) - dielekrikum 1. Den elekriske felt-styrkefordeling som funksjon av gjennomslagsfasthetene vil oppføre seg på samme måte for et dielektrikum 2 som er metallisert eller ikke, og for hvilke som helst arrangementer av de forskjellige lag. For the case where the second dielectric 2 is formed by several layers, such an improvement consists in particular in introducing a layer of the first dielectric 1, but not metallized, between two such layers. For example, one can have the following structure for each capacitor coating: Dielectric 2 (metallized) - dielectric 1 - dielectric 2 (not metallized) - dielectric 1. The electric field strength distribution as a function of the breakdown strengths will behave in the same way for a dielectric 2 as is metallized or not, and for any arrangement of the different layers.

Man kan også merke seg at prinsippet for maksimal utnyttelse av et dobbelt dielektrikum ifølge oppfinnelsen også kan anvendes i tilfelle av en ikke-selvkurerende kondensator med tykke kondensatorbelegg (aluminiumlag) i stedet for metalliserte kondensatorbelegg. En fordelaktig anvendelse av kondensatoren ifølge oppfinnelsen er dannelsen av seriebatterier og serie-parallell-batterier. Slik som foran angitt, vil sådanne elementærkondensatorer ha f.eks. spenninger på 5 - 8 kV dersom en maksimal energitetthet forventes. Diameteren av elementærviklingene kan variere mellom 10 og 100 mm og høyden mellom 20 og 100 mm. En meget verdifull dimensjon er for eksempel en vikling med en diameter på 50 mm og en høyde på 80 mm. For en stor del av de tilsiktede anvendelser må imidlertid kondensatoren under utladningsprosessen avgi meget betydelige strømmer. Ifølge en viss litteratur (for eksempel tidsskriftet "Electronique de puissance" nr. 1, tillegg til nr. 724 av "Electronique Actualité" datert 9. september 1983, side 69), er imidlertid kondensatorer med metalliserte kondensatorbelegg i prinsipp utelukket for meget høye strømmer (500 A til 50 000 A for en elementærkondensator). I forbindelse med den foreliggende oppfinnelse har man på den annen side vært overrasket over å se at det i visse tilfeller var mulig å avgi gjen-tatte strømmer på ca. 10 000 A uten skade, ved benyttelse av kondensatorer ifølge oppfinnelsen. Dette er meget overraskende dersom man betrakter den høye motstand pr. flateenhet (f.eks. 7,5 ohm) for kondensatorbeleggene. For å forklare dette faktum, skal følgende bemerkes: En kondensator er dannet av bånd med en ikke-viklet lengde L og en bredde h (som svarer til viklingens høyde). Man kan også betrakte den viklede kondensator som en ikke-viklet som er sammensatt av et antall på L/h firkanter som er koplet i serie, men som også er koplet i parallell ved nivået for "sidebelegg-dannelsen" (engelsk: "scooping") (viklingsskive-sidemetal-lisering). Den indre motstand er således omvendt proporsjonal med dette forhold L/h for en gitt filmmotstand. Da nå dielektrikumtykkelsen i kondensatorene ifølge oppfinnelsen for en gitt spenning er meget lav sammenliknet med de kjente kondensatorer (en faktor på mindre enn 1/2), vil lengden L derfor være mer enn det dobbelte for et gitt viklingsavsnitt, sammenliknet med kjente kondensatorer. Dette er grunnen til at kondensatoren ifølge oppfinnelsen har spesielt høye L/h-forhold for området for de tilsiktede spenninger (500 - 10 000 V), tillater toppstrømmer på 5000 - 100 000 A for en elementærkondensator og oppviser meget lave induktanser. De høyeste L/h-forhold, og følgelig de høyeste strømmer, oppnås på kondensatorer med lav høyde og med stor viklingsdiameter (f.eks. en diameter på ca. 70 mm og en høyde på 25 mm). It can also be noted that the principle of maximum utilization of a double dielectric according to the invention can also be applied in the case of a non-self-healing capacitor with thick capacitor coatings (aluminum layers) instead of metallized capacitor coatings. An advantageous application of the capacitor according to the invention is the formation of series batteries and series-parallel batteries. As indicated above, such elementary capacitors will have e.g. voltages of 5 - 8 kV if a maximum energy density is expected. The diameter of the elementary windings can vary between 10 and 100 mm and the height between 20 and 100 mm. A very valuable dimension is, for example, a winding with a diameter of 50 mm and a height of 80 mm. For a large part of the intended applications, however, the capacitor must emit very significant currents during the discharge process. However, according to some literature (for example the journal "Electronique de puissance" No. 1, supplement to No. 724 of "Electronique Actualité" dated September 9, 1983, page 69), capacitors with metallized capacitor coatings are in principle excluded for very high currents (500 A to 50,000 A for an elementary capacitor). In connection with the present invention, on the other hand, people have been surprised to see that in certain cases it was possible to emit repeated currents of approx. 10,000 A without damage, when using capacitors according to the invention. This is very surprising if you consider the high resistance per area unit (e.g. 7.5 ohms) for the capacitor coatings. To explain this fact, the following should be noted: A capacitor is formed by ribbons with an unwound length L and a width h (corresponding to the height of the winding). One can also consider the wound capacitor as an unwound which is composed of a number of L/h squares which are connected in series, but which are also connected in parallel at the level of the "side covering formation" (English: "scooping" ) (winding disc side metallization). The internal resistance is thus inversely proportional to this ratio L/h for a given film resistance. Since now the dielectric thickness in the capacitors according to the invention for a given voltage is very low compared to the known capacitors (a factor of less than 1/2), the length L will therefore be more than double for a given winding section, compared to known capacitors. This is the reason why the capacitor according to the invention has particularly high L/h ratios for the range of the intended voltages (500 - 10,000 V), allows peak currents of 5,000 - 100,000 A for an elementary capacitor and exhibits very low inductances. The highest L/h ratios, and consequently the highest currents, are obtained on capacitors with low height and with a large winding diameter (eg a diameter of about 70 mm and a height of 25 mm).

Disse høye strømmer er enda mer overraskende da den benyttede metallisering er meget tynn (f.eks. 7,5 ohm pr. flateenhet). Dette resultat beror på selve kondensator-prinsippet og på kondensatorens geometri. For å bakke opp strømgrensen ytterligere (eller forbedre levetiden), kan man imidlertid forsterke metalliseringskantene i "scooping"-området, i den inaktive del av kondensatoren (kanten av det andre kondensatorbelegg) med en faktor på 2 - 5 (f.eks. en overflatemotstand på 1 - 3 ohm), på grunn av at dette er det område hvor strømtettheten er mest vesentlig. En annen fordel med denne flate viklingsform er å bygge høyspennings-kondensatorer hvor sådanne elementer er stablet opp og koplet i serie inne i et isolerende rør. These high currents are even more surprising as the metallization used is very thin (eg 7.5 ohms per unit area). This result depends on the capacitor principle itself and on the capacitor's geometry. However, to further back up the current limit (or improve lifetime), one can reinforce the metallization edges in the "scooping" area, in the inactive part of the capacitor (the edge of the second capacitor coating) by a factor of 2 - 5 (e.g. a surface resistance of 1 - 3 ohms), because this is the area where the current density is most significant. Another advantage of this flat winding form is to build high-voltage capacitors where such elements are stacked up and connected in series inside an insulating tube.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med foretrukne utførelseseksempler under hen-visning til tegningene, der fig. 1 viser et skjema av en kondensator med et dobbelt dielektrikum, fig. lb viser det ekvivalente skjema ifølge oppfinnelsen av kondensatoren på fig. la, fig. 2 viser et eksempel på filmsammensetningen i en kondensator ifølge oppfinnelsen, fig. 3a og 3b viser formen på viklinger ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser et skjematisk riss av en papirmetalliseringsinnretning, fig. 5 viser et sideriss av en sammenstilling for pressing av kondensatorpapir, og fig. 6 viser et lengdesnitt etter linjen VI - VI på fig. 5. Fig. la viser en skjematisk fremstilling av en kondensator med et dobbelt dielektrikum. De to dielektrika 1 og 2 har respektive tykkelser e^og e2og er inneholdt mellom to kondensatorbelegg (engelsk: armatures) 3 og 3' for å lade kondensatoren f.eks. med respektive polariteter + og -, og å utlade denne. De to dielektrika 1 og 2 har respektive, relative dielektrisitetskonstanter e, og£27og når kondensatoren er oppladet til sin nominelle spenning U, er de respektive, elektriske feltstyrker E^og E2, og resistivitetene i disse felter er r^og r^. De spenninger som fremkommer ved begge dielektrikumender, er U, og U2• Fig. lb viser det ekvivalente skjema av kondensatoren på fig. la. Dette ekvivalentskjerna er på ingen måte konvensjonelt. Det er karakteristisk for oppfinnelsen og angir en preferansemetode for utnyttelse av begge dielektrika med det samme forhold. Denne foretrukne metode består i at spennings fordelingen og over kontaktklemmene til de to kondensatorer C-^ og C~som symboliserer de to dielektrika 1 og 2, svarer til relasjonen Fig. 2 viser et eksempel på hvordan kondensatoren kan bygges i overensstemmelse med oppfinnelsen. Figuren viser to fler-sjikts- eller flerlagsplater A og B som er helt identiske. Hvert sammensatt lag omfatter et papir 5 eller 5' som er forsynt med et sinkmeta<ll->lag 4 eller 4', og to plastfolier 6 (6') og 7 (7<1>) av polyetylen-tereftalat. Papiret 5 (5') som er forsynt med metall-laget eller metallsjiktet 4 (4<1>), er et såkalt metallisert papir. Selve papiret 5 (5') er et lakkbelagt papir. Lakkbelegget består av celluloseacetat, men cellulose-acetobutyrat kan også benyttes. Lakkbelegget tilveiebringer en glatt overflate som har en tykkelse på 0,5 ym. Metallsjiktet 4 strekker seg ikke frem til høyre sidekant av papiret 5, men det strekker seg frem til og overskrider den venstre kant, mens metallsjiktet 4' ikke når frem til papirets 5' venstre kant, men når frem til og overskrider den høyre kant. De resulterende kanter eller marginer på begge sider beløper seg til ca. 4 mm. Papirene 5, 5' og plastfoliene 6 (6<1>) og 7 (7') har lik bredde. De på fig. 2 høyre og venstre endeflater 8 og 9 av kondensatoren som er dannet ved oppvikling av de sammensatte lag A og B, er forsynt med påsprøytede metallbelegg 8 og 9 av sink som er i kontakt med metallbeleggene 4 og 4', og til hvilke tilkoplingstråder kan festes ved lodding. For meget høye strømmer er det mulig å fortinne disse "sidebelegg" ("scooping"), eller å påføre andre metaller på sinkbeleggene 8 og 9 i stedet for disse belegg. Metallsjiktet 4, 4' har en overflatemotstand på 7,5 ohm og en tykkelse på 15 mm. Under sinkbelegget er det anordnet et sølvbelegg med en tykkelse på 0,2 - 0,5 nm. Det tørre papir har en spesifikk isolasjonsmotstand på 10 000 Megohm x mikrofarad (målt ved lav feltstyrke). Impregnert med silikonolje har det en spesifikk isolasjonsmotstand på ca. 15 000 Megohm x mikrofarad og en maksimal feltstyrke eller gjennomslagsfasthet på ca. 200 V/ym. Den spesifikke isolasjonsmotstand for den benyttede polyester er 50 000 Megohm x mikrofarad, og dens gjennomslagsfasthet er ca. 600 V/ym. Papirlaget 5 (5') og de to plastlag 6 (6') og 7 (7<1>) har hver en tykkelse på 7 ym. Bredden av papirlaget og plastlagene som er synlige på fig. 2, er 80 mm i det viste eksempel, og den lengde som ikke er synlig på figuren, beløper seg til 100 m. Som vist på fig. 3a og 3b, er lagene oppviklet på en isolert dor 10, idet lagene er i nær kontakt med hverandre og den ferdige kondensator er tilkoplet ved hjelp av beleggene 8 og 9 og impregnert med silikonolje, og kondensatorrullen har en kapasitet på 22,5 uF. Et selvklebende polyesterbånd som har en tykkelse på ca. 70 ym og er viklet rundt kondensatorrullen, hindrer rullen fra å løsne utilsiktet. Under opp-viklingen av kondensatoren strekkes foliene med en kraft på 20 - 25 N. The invention shall be described in more detail below in connection with preferred embodiments with reference to the drawings, where fig. 1 shows a diagram of a capacitor with a double dielectric, fig. 1b shows the equivalent diagram according to the invention of the capacitor in fig. 1a, fig. 2 shows an example of the film composition in a capacitor according to the invention, fig. 3a and 3b show the shape of windings according to the invention, fig. 4 shows a schematic view of a paper metallization device, fig. 5 shows a side view of an assembly for pressing capacitor paper, and fig. 6 shows a longitudinal section along the line VI - VI in fig. 5. Fig. la shows a schematic representation of a capacitor with a double dielectric. The two dielectrics 1 and 2 have respective thicknesses e^ and e2 and are contained between two capacitor coatings (English: armatures) 3 and 3' to charge the capacitor e.g. with respective polarities + and -, and to discharge this. The two dielectrics 1 and 2 have respective relative dielectric constants e, and £27 and when the capacitor is charged to its nominal voltage U, the respective electric field strengths are E^ and E2, and the resistivities in these fields are r^ and r^. The voltages that appear at both dielectric ends are U, and U2• Fig. 1b shows the equivalent diagram of the capacitor in fig. let. This equivalent kernel is by no means conventional. It is characteristic of the invention and indicates a preferred method for utilizing both dielectrics with the same ratio. This preferred method consists in the voltage distribution and across the contact terminals of the two capacitors C-^ and C~ which symbolize the two dielectrics 1 and 2, corresponds to the relation Fig. 2 shows an example of how the capacitor can be built in accordance with the invention. The figure shows two multi-layer or multi-layer plates A and B which are completely identical. Each composite layer comprises a paper 5 or 5' which is provided with a zinc metal layer 4 or 4', and two plastic foils 6 (6') and 7 (7<1>) of polyethylene terephthalate. The paper 5 (5') which is provided with the metal layer or metal layer 4 (4<1>), is a so-called metallized paper. The paper 5 (5') itself is a varnish-coated paper. The varnish coating consists of cellulose acetate, but cellulose acetobutyrate can also be used. The varnish coating provides a smooth surface which has a thickness of 0.5 um. The metal layer 4 does not extend to the right side edge of the paper 5, but it extends to and exceeds the left edge, while the metal layer 4' does not reach the left edge of the paper 5', but reaches to and exceeds the right edge. The resulting edges or margins on both sides amount to approx. 4 mm. The papers 5, 5' and the plastic foils 6 (6<1>) and 7 (7') have the same width. Those in fig. 2 right and left end surfaces 8 and 9 of the capacitor, which are formed by winding the composite layers A and B, are provided with sprayed-on metal coatings 8 and 9 of zinc which are in contact with the metal coatings 4 and 4', and to which connecting wires can be attached by soldering. For very high currents it is possible to tin these "side coatings" ("scooping"), or to apply other metals to the zinc coatings 8 and 9 instead of these coatings. The metal layer 4, 4' has a surface resistance of 7.5 ohms and a thickness of 15 mm. Underneath the zinc coating is a silver coating with a thickness of 0.2 - 0.5 nm. The dry paper has a specific insulation resistance of 10,000 Megohm x microfarad (measured at low field strength). Impregnated with silicone oil, it has a specific insulation resistance of approx. 15,000 Megohm x microfarad and a maximum field strength or breakdown strength of approx. 200 V/um. The specific insulation resistance of the polyester used is 50,000 Megohm x microfarad, and its breakdown strength is approx. 600 V/um. The paper layer 5 (5') and the two plastic layers 6 (6') and 7 (7<1>) each have a thickness of 7 ym. The width of the paper layer and the plastic layers visible in fig. 2, is 80 mm in the example shown, and the length that is not visible in the figure amounts to 100 m. As shown in fig. 3a and 3b, the layers are wound on an insulated mandrel 10, the layers being in close contact with each other and the finished capacitor is connected by means of the coatings 8 and 9 and impregnated with silicone oil, and the capacitor roll has a capacity of 22.5 uF. A self-adhesive polyester tape that has a thickness of approx. 70 ym and is wrapped around the condenser roll, preventing the roll from coming loose accidentally. During the unwinding of the capacitor, the foils are stretched with a force of 20 - 25 N.

Dielektrisitetskonstanten til det benyttede polyetylen-tereftalat er 3,2, og dielektrisitetskonstanten til papiret som er impregnert med det flytende dielektrikum, er 4,8. Det således dannede, dobbelte dielektrikum har til sammen en midlere dielektrisitetskonstant på 4,2. The dielectric constant of the polyethylene terephthalate used is 3.2, and the dielectric constant of the paper impregnated with the liquid dielectric is 4.8. The double dielectric thus formed has a total average dielectric constant of 4.2.

Denne elementærkondensator har en nominell spenning på 7000 V og, i betraktning av sin kapasitet på 22,5 yF, et energinivå på 551 J. Dens volum er 344 cm og dens energitetthet er 1,6 J/ym. Så snart kondensatoren er oppladet til 7000 V, er den midlere elektriske feltstyrke i dielektrikumet lik 333 V/ym. Kondensatoren har en L/h-verdi på 1250 This elementary capacitor has a nominal voltage of 7000 V and, considering its capacitance of 22.5 yF, an energy level of 551 J. Its volume is 344 cm and its energy density is 1.6 J/um. As soon as the capacitor is charged to 7000 V, the average electric field strength in the dielectric is equal to 333 V/um. The condenser has a L/h value of 1250

og tåler utladningsstrømmer på ca. 20 000 A. Stikkprøver av elementærkondensatorer blir regelmessig holdt tilbake fra produksjonslinjen og impregneres for å prøves. Ved hjelp av et oscilloskop og en skriver måler man kondensatorenes oppladningskurver opp til den nominelle spenning på 7000 V og videre opp til en prøvespenning på 7700 V. Dersom selv-kureringsvirkninger forekommer, bør de være lave og forsvinne under de neste oppladningsprosedyrer. Videre registrerer man kondensatorenes oppladningskurver som beskrevet ovenfor, og som et tredje trinn sammenliknes skriverstrimlene med referanse-skriverstrimler for en referanse-elementærkondensator. Man analyserer utladningskurven og beregner tidskonstanten og isolasjonsmotstandene for flere punkter som er forutbestemt på kurven, såvel som utnyttelsesprosenten for hvert dielektrikum. Som et normalt tilfelle finner man for eksempel 70 - 80 % for hver av kondensatorene. Disse kontroller tillater overvåkning og eventuell korreksjon av dielektrikumkvaliteten, og særlig av oljekvaliteten og impregneringsbetingelsene. Før man kjente til prinsippene for slik utnyttelse av begge dielektrika og innvirkningen av isoalsjonsmotstandene ved høye feltstyrker slik som beskrevet i den foreliggende beskrivelse av oppfinnelsen, var det i virkeligheten umulig å oppnå en reproduserbarhet og seriefrem- and withstand discharge currents of approx. 20,000 A. Samples of elementary capacitors are regularly held back from the production line and impregnated for testing. Using an oscilloscope and a printer, the capacitors' charging curves are measured up to the nominal voltage of 7000 V and further up to a test voltage of 7700 V. If self-curing effects occur, they should be low and disappear during the next charging procedures. Furthermore, the charging curves of the capacitors are recorded as described above, and as a third step, the printer strips are compared with reference printer strips for a reference elementary capacitor. One analyzes the discharge curve and calculates the time constant and the insulation resistances for several predetermined points on the curve, as well as the utilization percentage for each dielectric. As a normal case, you find, for example, 70 - 80% for each of the capacitors. These controls allow monitoring and possible correction of the dielectric quality, and in particular of the oil quality and the impregnation conditions. Before one knew the principles for such utilization of both dielectrics and the influence of the isolation resistances at high field strengths as described in the present description of the invention, it was in reality impossible to achieve a reproducibility and series progress

stilling av kondensatorer som oppnådde den forventede felt-og energitetthet. Man har selvsagt oppnådd noen få ene-stående prototyper som oppnådde sådanne spesifikasjoner, men dette har vært ved ren tilfeldighet, og det har vært umulig på nytt å oppnå disse resultater frem til det tidspunkt da man oppdaget de her beskrevne prinsipper som gir den systematiske beherskelse av de betraktede parametere. Som en indikasjon er impregneringstemperaturen 100° C, vakuumet er på 10 -2 til 10 -3 mm Hg, og impregneringstiden er 24 - 48 timer. Disse betingelser blir imidlertid stadig justert, og kan også være forskjellige fra den ene modell til den andre. position of capacitors that achieved the expected field and energy density. Of course, a few unique prototypes that achieved such specifications have been achieved, but this has been purely by chance, and it has been impossible to achieve these results again until the time when the principles described here were discovered which provide the systematic mastery of the considered parameters. As an indication, the impregnation temperature is 100° C, the vacuum is 10 -2 to 10 -3 mm Hg, and the impregnation time is 24 - 48 hours. However, these conditions are constantly being adjusted, and may also differ from one model to another.

De kondensatorer for hvilke fremstillingsproses-sene er blitt beskrevet foran, er for det meste bestemt for å innebygges i bokser eller beholdere individuelt, eller for å koples som batterier. Et eksempel på et batteri består av to viklinger av den beskrevne type som er oppstablet i en aluminiumbeholder med en diameter på 75 mm og en høyde på 180 mm. Viklingene kan være impregnert før eller etter tilpasningen. En foretrukket teknikk består i å montere de ikke-impregnerte, men forhåndstørkede viklinger i beholderen, og å krympe toppen slik at det etterlates hull for kontaktklemmene. Disse hull vil bli benyttet for behand-lingen. Viklingene inne i beholderen blir deretter tørket på nytt, men under vakuum i 4 8 timer, og impregneres deretter under vakuum i 24 timer. Beholderen vil bli oppfylt på samme tid. På slutten av denne prosedyre og etter å ha brutt vakuumet, men uten å ta ut kondensatorene fra badet, kan man også lukke hullene ved lodding i olje. Den oppnådde kondensator har en kapasitet på 45 yF og en nominell spenning på 7000 V. Den vil bli benyttet for eksempel som ut-ladningskondensator for blinklamper for laserpumping. Dersom utladningsfrekvensen er lavere enn eller lik ca. 1 Hz, vil kondensatoren være i stand til å arbeide ved sin nominelle spenning eller noe under. Dersom repetisjonshastigheten er høyere, f.eks. 20 - 30 Hz, kan kondensatoren benyttes i en "ikke-merke"-modus ("derating mode") ved en spenning på 2000 - 3000 V. Denne samme elementærkondensator kan også benyttes til å bygge batterier med meget høy spenning og/eller meget høy energi, ved kopling i serie eller parallell. Spenningene kan oppnå flere hundre kilovolt, og flere megajoule. Visse modeller er egnet for å bygge Marx-generatorer. The capacitors for which the manufacturing processes have been described above are mostly intended to be built into boxes or containers individually, or to be connected as batteries. An example of a battery consists of two windings of the type described which are stacked in an aluminum container with a diameter of 75 mm and a height of 180 mm. The windings can be impregnated before or after the adaptation. A preferred technique consists of mounting the non-impregnated but pre-dried windings in the container and crimping the top to leave holes for the contact terminals. These holes will be used for the treatment. The windings inside the container are then dried again, but under vacuum for 48 hours, and then impregnated under vacuum for 24 hours. The container will be filled at the same time. At the end of this procedure and after breaking the vacuum, but without removing the capacitors from the bath, you can also close the holes by soldering in oil. The obtained capacitor has a capacity of 45 yF and a nominal voltage of 7000 V. It will be used, for example, as a discharge capacitor for flashing lamps for laser pumping. If the discharge frequency is lower than or equal to approx. 1 Hz, the capacitor will be able to work at its rated voltage or slightly below. If the repetition rate is higher, e.g. 20 - 30 Hz, the capacitor can be used in a "derating mode" at a voltage of 2000 - 3000 V. This same elementary capacitor can also be used to build batteries with very high voltage and/or very high energy, when connected in series or parallel. The voltages can reach several hundred kilovolts, and several megajoules. Certain models are suitable for building Marx generators.

Et andre eksempel består i en elementærkondensator som benytter de samme typer og tykkelser av dielektrikumet, men i stedet for å benytte en lang sylinder slik som før (fig. 3a), bygger man en flat sådan (fig. 3b) ved benyttelse av filmer med en bredde på 25 mm. Viklingshøyden vil da være 25 mm, viklmgsdiameteren 7 4 mm, volumet 107,5 cm 3, kapasiteten 4,5 yF, den nominelle spenning 7000 V, energien 110 J, energitettheten 1 J/cm 3 og den midlere feltstyrke 333 V/ym. Lengden av filmen er 100 m og det nominelle L/h-forhold er 4000. A second example consists of an elementary capacitor that uses the same types and thicknesses of the dielectric, but instead of using a long cylinder as before (fig. 3a), a flat one is built (fig. 3b) by using films with a width of 25 mm. The winding height will then be 25 mm, the winding diameter 7 4 mm, the volume 107.5 cm 3 , the capacity 4.5 yF, the nominal voltage 7000 V, the energy 110 J, the energy density 1 J/cm 3 and the average field strength 333 V/ym. The length of the film is 100 m and the nominal L/h ratio is 4000.

Denne elementærkondensator tillater strømmer på 500 - 100 000 A. Energitettheten for denne utførelse er mindre, sammenliknet med den foregående, på grunn av at kantproporsjonen, som subtraheres to ganger fra bredden av båndet (engelsk: nappe), er mer betydningsfull. This elementary capacitor allows currents of 500 - 100,000 A. The energy density of this embodiment is less, compared to the previous one, due to the fact that the edge proportion, which is subtracted twice from the width of the band (English: nappe), is more significant.

Den store fordel med denne modell er både dens betydningsfulle L/h-forhold, dens evne til å tåle høye strømmer, og dens lave høyde. Denne elementærkondensator er ganske riktig bestemt for fremstilling av batterier ved oppstabling av disse flate sylindere i et rør med en diameter på 75 mm. På denne måte vil man få en kondensator for ca. 50 kV ved benyttelse av åtte stablede elementer som gir en beholderhøyde på ca. 200 mm. En sådan kondensator er egnet for gasslasere. Det er også mulig å fremstille modeller for 100 kV som har fremstilling av Marx-generatorer som én anvendelse. Da imidlertid energitettheten med en rullhøyde på 25 mm er lavere på grunn av kantproporsjonene, har man også planlagt noen modeller av elementærkondensatorer med en høyde mellom 25 og 80 mm. The great advantage of this model is both its significant L/h ratio, its ability to withstand high currents, and its low height. This elementary capacitor is quite rightly intended for the manufacture of batteries by stacking these flat cylinders in a tube with a diameter of 75 mm. In this way, you will get a capacitor for approx. 50 kV using eight stacked elements which give a container height of approx. 200 mm. Such a capacitor is suitable for gas lasers. It is also possible to manufacture models for 100 kV which have the manufacture of Marx generators as one application. However, since the energy density with a roll height of 25 mm is lower due to the edge proportions, some models of elementary capacitors with a height between 25 and 80 mm have also been planned.

Et tredje utførelseseksempel består i en elementærkondensator som er bygget på samme måte som den første (fig. 2 og 3a), men med papirtykkelser på 6 ym (5 og 5') og med tykkelser på 5 ym for hvert av lagene 6, 6' og 7, 7'. A third design example consists of an elementary capacitor built in the same way as the first (fig. 2 and 3a), but with paper thicknesses of 6 ym (5 and 5') and with thicknesses of 5 ym for each of the layers 6, 6' and 7, 7'.

Viklingsdiameteren er 49 mm, volumet 150 cm^, kapasitetenThe winding diameter is 49 mm, the volume 150 cm^, the capacity

15 yF, den nominelle spenning 5000 V, energien 187 J, energitettheten 1,25 J/cm 3 og den midlere feltstyrke 312,5 V/ym. Filmlengden er 53 m og L/h-forholdet lik 662. Denne elementærkondensator tillater strømmer på 10 000 A. Den kan monteres som et batteri, slik som for den første modell, i en beholder med en diameter på 50 mm og en høyde på 180 mm. Som et eksempel benyttes den oppnådde kondensator på 30 yF 15 yF, the nominal voltage 5000 V, the energy 187 J, the energy density 1.25 J/cm 3 and the average field strength 312.5 V/ym. The film length is 53 m and the L/h ratio equal to 662. This elementary capacitor allows currents of 10,000 A. It can be mounted as a battery, as for the first model, in a container with a diameter of 50 mm and a height of 180 etc. As an example, the obtained capacitor of 30 yF is used

og 5000 V ved sin nominelle spenning for kardiologiske defibrillatorer. For andre anvendelser, såsom visse faste lasere eller visse kopieringsapparater, vil den være i stand til å arbeide enten ved sin nominelle spenning, eller ved en lavere spenning i overensstemmelse med driftsbetingelsene. Disse elementærkondensatorer kan også benyttes for batterier med meget høye spenninger eller energier. and 5000 V at its rated voltage for cardiology defibrillators. For other applications, such as certain fixed lasers or certain copiers, it will be capable of operating either at its rated voltage, or at a lower voltage in accordance with operating conditions. These elementary capacitors can also be used for batteries with very high voltages or energies.

En fjerde kondensatormodell benytter det nye, metalliserte papir med en tykkelse på 4 ym for lagene 4, 5, 4', 5', og en polyesterfilm for lagene 6, 7, 6', 7<*>. Båndene (engelsk: nappes) med en bredde på 80 mn er viklet på en todelt dor som har en diameter på 3 mm og som tas av etter viklingen. Viklingens diameter er 20 mm, volumet 25 cm 3, kapasiteten 12 yF, den nominelle spenning 3 kV og energien 54 J. Den midlere feltstyrke er 375 V/ ym og energitettheten er 2,15 J/cm 3. Dette er en kondensator for en implanterbar defibrillator. Da kondensatoren i et slikt apparat ikke er i bruk særlig ofte og forblir oppladet bare i meget kort tid, kan dielektrikumet utnyttes ut over den grense som benyttes for industrielle anvendelser. Således kommer man til å benytte dielektrikumet ved mer enn 90 % av deres gjennomslagsfasthet. Under disse betingelser kan denne modell derfor også overskride feltstyrken og den angitte energitetthet. A fourth capacitor model uses the new metallized paper with a thickness of 4 ym for the layers 4, 5, 4', 5', and a polyester film for the layers 6, 7, 6', 7<*>. The strips (English: nappes) with a width of 80 mn are wound on a two-part mandrel that has a diameter of 3 mm and which is removed after winding. The diameter of the winding is 20 mm, the volume 25 cm 3, the capacity 12 yF, the nominal voltage 3 kV and the energy 54 J. The average field strength is 375 V/ ym and the energy density is 2.15 J/cm 3. This is a capacitor for a implantable defibrillator. As the capacitor in such a device is not used very often and remains charged only for a very short time, the dielectric can be utilized beyond the limit used for industrial applications. Thus, the dielectric will be used at more than 90% of their breakdown strength. Under these conditions, this model can therefore also exceed the field strength and the indicated energy density.

Et femte og siste eksempel benytter det samme dielektrikum som for den fjerde kondensatorutførelse, men er oppviklet til en diameter på 74 mm. Denne utførelse har en kapasitet på 172 yF og en nominell spenning på 2,5 kV. Dens arbeidsspenning kan variere mellom 2 og 3 kV ifølge bruksbetingelsene, hvilket svarer til en energitetthet mellom 1 og 2,25 J/cm 3. Anvendelsene er forskjellige (lasere, defibrillatorer, osv.). A fifth and final example uses the same dielectric as for the fourth capacitor design, but is wound to a diameter of 74 mm. This design has a capacity of 172 yF and a nominal voltage of 2.5 kV. Its working voltage can vary between 2 and 3 kV according to the conditions of use, which corresponds to an energy density between 1 and 2.25 J/cm 3. The applications are different (lasers, defibrillators, etc.).

I dette siste eksempel kan man også skifte utIn this last example, you can also replace

4 ym-papiret med fibrillpapir på 2,5 ym og benytte en etylen-polytereftalat-film på 2,5 - 4 ym. Med filmbredder på 40 - 80 mm og en viklingsdiameter på 15 - 20 mm kan man bygge andre modeller for implanterbare defibrillatorer med kapasiteter på 10 - 30 yF og energitettheter på 2 - 3 J/cm 3. Kort angitt kan de samme dielektrikum-sammenstillinger benyttes med forskjellige feltstyrker og energitettheter i overensstemmelse med bruksbetingelsene og/eller den forventede levetid: - 150 - 300 V/ym og 0,4 - 1,2 J/cm 3 for filtrering, omkopling, utladningsformål hvor kravene til midlere arbeids-effekt eller levetid er høye. Disse kondensatormodeller kan også benyttes under sitt nominelle nivå (ikke merke-verdi) for strenge forhold; - 300 - 400 V/ym og 1,2 - 2 J/cm 3 for filtrering, omkopling eller utladningsformål hvor driftsbetingelsene er mindre strenge (eksterne defibrillatorer eller lasere med lav repetisjonsfrekvens); - 400 - 500 V/ym og 2 - 3 J/cm<3>for lav arbeidstakt, for eksempel implanterbare defibrillatorer, max 500 støt og nesten umiddelbar utladning etter oppladningsprosessen. the 4 ym paper with fibril paper of 2.5 ym and use an ethylene-polyterephthalate film of 2.5 - 4 ym. With film widths of 40 - 80 mm and a winding diameter of 15 - 20 mm, other models for implantable defibrillators with capacities of 10 - 30 yF and energy densities of 2 - 3 J/cm 3 can be built. In short, the same dielectric assemblies can be used with different field strengths and energy densities in accordance with the conditions of use and/or the expected lifetime: - 150 - 300 V/ym and 0.4 - 1.2 J/cm 3 for filtering, switching, discharge purposes where the requirements for medium working power or lifetime are high. These capacitor models can also be used below their nominal level (not rated value) for severe conditions; - 300 - 400 V/ym and 1.2 - 2 J/cm 3 for filtering, switching or discharge purposes where the operating conditions are less severe (external defibrillators or low repetition rate lasers); - 400 - 500 V/ym and 2 - 3 J/cm<3>for low working rate, for example implantable defibrillators, max 500 shocks and almost immediate discharge after the charging process.

Andre materialer kan benyttes uten å endre prinsippene ifølge oppfinnelsen: - andre metaller eller elementer er mulige for metalliseringen, såsom aluminium, gull, sølv, palladium eller rent amorft karbon; - andre dielektrika er mulige i stedet for dielektrikum 1, f.eks. polypropylen, polykarbonat, polysulfon, polystyren, Other materials can be used without changing the principles of the invention: - other metals or elements are possible for the metallization, such as aluminium, gold, silver, palladium or pure amorphous carbon; - other dielectrics are possible instead of dielectric 1, e.g. polypropylene, polycarbonate, polysulfone, polystyrene,

osv. ; etc. ;

- andre fiberstrukturer er mulige i stedet for dielektrikum- other fiber structures are possible instead of dielectric

2; - andre impregneringsoljer i overensstemmelse med kriteriene ifølge oppfinnelsen er mulige. 2; - other impregnation oils in accordance with the criteria according to the invention are possible.

Fig. 4, som viser en skjematisk fremstilling av papirmetalliseringsprosessen, viser (ikke i målestokk) et vakuumkammer 100 i hvilket det er vist en moder- eller forrådsrull 102 som er fylt av kondensatorpapir, og en mottagningsrull 104 på hvilken papiret 106 vil bli påviklet. Kondensatorpapiret 106 passerer langs avbøyningsruller 108 Fig. 4, which shows a schematic representation of the paper metallization process, shows (not to scale) a vacuum chamber 100 in which is shown a mother or supply roll 102 which is filled with capacitor paper, and a receiving roll 104 on which the paper 106 will be wound. The condenser paper 106 passes along deflection rollers 108

og er i den øvre del av vakuumkammeret 100 avstengt eller avskjermet ved hjelp av en skillevegg eller blender 110, 112. En stuss 101 forbinder kammeret med en vakuumpumpe. I kammeret 100 er det anordnet et smeltekar 116 i hvilket sink 118 bringes til å fordampe. Elektroder 120 og 122, som er koplet til en negativ spenning og skjermer for forrådsrullen 102 og mottagningsrullen 106, unngår en dampavsetning på disse. Den vei dampene ville ha tatt i rullretningene dersom disse skjermer ikke var til stede, er illustrert ved stiplede linjer. En annen elektrode 124, som har positivt potensial, er beliggende bak papiret 106 bak en åpning 126 and is in the upper part of the vacuum chamber 100 closed or shielded by means of a partition or blender 110, 112. A nozzle 101 connects the chamber to a vacuum pump. A melting vessel 116 is arranged in the chamber 100 in which zinc 118 is caused to evaporate. Electrodes 120 and 122, which are connected to a negative voltage and shield the supply roll 102 and the receiving roll 106, avoid a vapor deposit thereon. The path the vapors would have taken in the rolling directions if these screens were not present is illustrated by dashed lines. Another electrode 124, which has a positive potential, is located behind the paper 106 behind an opening 126

i blenderen 110, 112. Denne åpning 126 er slik beliggende at de metalldamper som avgis fra smeltekaret 116 og passerer gjennom åpningen, har en innfallsvinkel på 45° mot papiret 106. Om nødvendig kan denne vinkel endres. in the blender 110, 112. This opening 126 is situated in such a way that the metal vapors emitted from the melting vessel 116 and passing through the opening have an incidence angle of 45° towards the paper 106. If necessary, this angle can be changed.

I det viste eksempel er avstanden mellom smeltekaret 116, som er fremstilt av tantal, og der hvor papiret 106 oppvarmes av dampene bak åpningen 126, lik 15 - 30 cm. Metallets temperatur er 400 - 800° C. Papirets lineære hastighet er 2 - 4 m/min.Potensialforskjellen mellom UQIn the example shown, the distance between the melting vessel 116, which is made of tantalum, and where the paper 106 is heated by the vapors behind the opening 126, is equal to 15 - 30 cm. The temperature of the metal is 400 - 800° C. The linear speed of the paper is 2 - 4 m/min. The potential difference between UQ

for smeltekaret og U+ for elektroden 124 er 400 - 800 V. for the melting vessel and U+ for the electrode 124 is 400 - 800 V.

Elektrodene 120 og 122 ligger på et negativt potensial på -100 V til 200 V i forhold til karet. Trykket i kammeret 100 er ca. 10<-2>- 10<-5>Torr. Metallavsetningen på papiret avhenger av metalltemperaturen, innfallsvinkelen, papirhastigheten, spenningene, trykket i kammeret og avstanden mellom smeltekaret og papiret. Electrodes 120 and 122 are at a negative potential of -100 V to 200 V relative to the vessel. The pressure in the chamber 100 is approx. 10<-2>- 10<-5>Torr. The metal deposit on the paper depends on the metal temperature, the angle of incidence, the paper speed, the voltages, the pressure in the chamber and the distance between the melting vessel and the paper.

Fig. 5 og 6 viser skjematisk en innretning som har tre metallvalser 200, 202, 204 med sine akser i samme plan. Den midtre valse 200 er drevet og overfører dreiebevegelsen ved friksjon til de andre valser. Omkretsen av den midtre valse 200 har en utsparing eller fordypning 206 med en bredde på 85 mm og en dybde på 4 ym. Et papirbånd eller en papir-hane 108 av handelsvanlig kondensatorpapir med en tykkelse på 6 ym fra en forrådsrull 210 passerer foran en dampdyse 212 som fukter banen. Papirbanen passerer videre mellom den øvre valse 202 til den midtre valse 200, og videre mellom denne midtre valse og den nedre valse 204. Papirbanen passerer utelukkende i området for fordypningen 206. Det pres-sede papir opprulles deretter på en mottagningsrull 214. Fig. 5 and 6 schematically show a device which has three metal rollers 200, 202, 204 with their axes in the same plane. The middle roller 200 is driven and transfers the turning movement by friction to the other rollers. The circumference of the middle roller 200 has a recess or recess 206 with a width of 85 mm and a depth of 4 ym. A paper tape or paper tap 108 of commercially available condenser paper with a thickness of 6 ym from a supply roll 210 passes in front of a steam nozzle 212 which moistens the web. The paper web passes further between the upper roller 202 to the middle roller 200, and further between this middle roller and the lower roller 204. The paper web passes exclusively in the area of the recess 206. The pressed paper is then wound up on a receiving roll 214.

Nær den midtre valse 200 er det anordnet en andre dyse 216A second nozzle 216 is arranged close to the middle roller 200

som kan benyttes til å fordampe vann, lakk eller andre produkter, i overensstemmelse med den prosedyre som man ønsker å anvende. Dampdysen 212 impregnerer papiret med en rela- which can be used to evaporate water, varnish or other products, in accordance with the procedure that one wishes to use. The steam nozzle 212 impregnates the paper with a rela-

tiv fuktighet på 25 - 35 %. Valsene 200 og 204 oppvarmes til en temperatur mellom 80 og 110° C ved hjelp av infra- tive humidity of 25 - 35%. The rollers 200 and 204 are heated to a temperature between 80 and 110° C using infra-

røde varmeelementer. Valsene 200 og 204 har samme diameter som er 30 cm. Den mitre valse 200 er dreibar om en aksel som er festet til et understell 222, mens de øvre og nedre valser 202 hhv. 204 kan være forskyvbare i høyderetningen og presses mot den midtre valse med et hydraulisk stempel-system 224 som mates av en hydraulisk pumpe 226. Innstil-lingsanordninger muliggjør kontroll av trykket og tillater således en optimalisering av den kraft med hvilken valsene presses mot hverandre. I utførelseseksempelet er dette trykk 1000 - 1500 dN/cm 2. Papiret har en hastighet på 8 m/min - 10 m/min. Etter presseprosessen har papiret en tykkelse på 4 - 4,2 ym. Etter en sådan prosess har papiret en tetthet på ca. 1,4 - 1,5 g/cm . Papir som utelukkende er fremstilt av fibriller, har den samme tetthet. Papirets gjennomslagsfasthet stiger opp til 400 V/ym dersom det impregneres med silikonolje. Det kan også overveies å øke den gitte overflatemotstand på 2 - 30 ohm over denne verdi, særlig ved å benytte eksisterende papir eller nytt papir og/eller de nye metalliseringsmetoder som er beskrevet foran. red heating elements. The rollers 200 and 204 have the same diameter, which is 30 cm. The miter roller 200 is rotatable about an axle which is attached to a chassis 222, while the upper and lower rollers 202 respectively. 204 can be displaceable in the height direction and is pressed against the middle roller with a hydraulic piston system 224 which is fed by a hydraulic pump 226. Adjustment devices enable control of the pressure and thus allow an optimization of the force with which the rollers are pressed against each other. In the design example, this pressure is 1000 - 1500 dN/cm 2. The paper has a speed of 8 m/min - 10 m/min. After the pressing process, the paper has a thickness of 4 - 4.2 ym. After such a process, the paper has a density of approx. 1.4 - 1.5 g/cm . Paper made entirely of fibrils has the same density. The paper's impact resistance rises to 400 V/ym if it is impregnated with silicone oil. It can also be considered to increase the given surface resistance of 2 - 30 ohms above this value, in particular by using existing paper or new paper and/or the new metallization methods described above.

NO853872A 1984-10-02 1985-10-01 HOEY VOLTAGE CONDENSOR WITH HIGH ENERGY DENSITY. NO853872L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843436122 DE3436122C2 (en) 1984-03-28 1984-10-02 Electric capacitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO853872L true NO853872L (en) 1986-07-14

Family

ID=6246903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO853872A NO853872L (en) 1984-10-02 1985-10-01 HOEY VOLTAGE CONDENSOR WITH HIGH ENERGY DENSITY.

Country Status (14)

Country Link
KR (1) KR860003636A (en)
AU (1) AU4827285A (en)
CA (1) CA1285035C (en)
CH (1) CH666368A5 (en)
DK (1) DK445285A (en)
ES (1) ES8800782A1 (en)
GB (1) GB2167234B (en)
GR (1) GR852387B (en)
IE (1) IE56879B1 (en)
IT (1) IT1215603B (en)
NL (1) NL8502688A (en)
NO (1) NO853872L (en)
SE (1) SE8504489L (en)
ZA (1) ZA857600B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE8504489L (en) 1987-03-28
CH666368A5 (en) 1988-07-15
ES548130A0 (en) 1987-12-01
DK445285D0 (en) 1985-10-01
SE8504489D0 (en) 1985-09-27
GR852387B (en) 1986-02-04
KR860003636A (en) 1986-05-28
ES8800782A1 (en) 1987-12-01
NL8502688A (en) 1986-05-01
DK445285A (en) 1986-04-03
IT1215603B (en) 1990-02-22
ZA857600B (en) 1986-05-28
CA1285035C (en) 1991-06-18
AU4827285A (en) 1986-04-10
IE852415L (en) 1986-04-02
GB8524137D0 (en) 1985-11-06
GB2167234B (en) 1988-05-18
IT8567842A0 (en) 1985-10-02
IE56879B1 (en) 1992-01-15
GB2167234A (en) 1986-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5862035A (en) Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes
US6104600A (en) Electric double layer capacitor
US6627252B1 (en) Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
US6233135B1 (en) Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes
JP2005508081A (en) Electrochemical double layer capacitor with carbon powder electrode (1)
JP2005509284A (en) Electrochemical double layer capacitor with carbon powder electrode (2)
JPH01503425A (en) Solid electrolyte capacitor and its manufacturing method
US3987348A (en) Partially impregnated capacitor
EP0121231B1 (en) High energy and high direct voltage discharge capacitor
US4945449A (en) High voltage capacitor with high energy density
JPH11168033A (en) Electric double layer capacitor
JP4623840B2 (en) Manufacturing method of electric double layer capacitor
RU2686690C1 (en) Film capacitor
CN110121756A (en) Separator for electrochemical element and electrochemical element
CA1285035C (en) High voltage, high energy density capacitor
DE3436122C2 (en) Electric capacitor
JPS6286707A (en) High voltage high energy density capacitor
JPH0121613B2 (en)
US20170354828A1 (en) Aromatic polyamide fiber material separators for use in electrolytic capacitors
JPH0220012A (en) Electrolytic capacitor with flame retardance
JP3439238B2 (en) Electrolytic capacitor
WO2025243074A1 (en) Electrochemical cell
JP2741604B2 (en) Electrolytic capacitor
DE10333550A1 (en) Electrochemical double layer capacitor comprises electrodes of different polarity, and a porous flat separator arranged between the electrodes and made from a layer of material in which a structure is embossed containing recesses
FR2574586A1 (en) High-voltage capacitor of high energy density