ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОНДЕНСАТОР Российский патент 1998 года по МПК H01G4/32 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовому конденсаторостроению.

Известен высоковольтный конденсатор самовосстанавливающегося типа, рассчитанный на большие рабочие токи, намотанный с использованием металлизированного диэлектрика [1, 2]. Вдоль продольных закраин диэлектрика, контактируя со слоями металлизации, расположены ленты металлической фольги, выступающие с противоположных торцов, образуя торцевые контакты. Наличие фольговых контактов обеспечивает надежность токоподвода к обкладкам конденсатора и пропускание больших рабочих токов. В данной конструкции между фольговыми лентами, слоем металлизации и прилегающими слоями диэлектрика остаются воздушные полости, в которых развиваются ионизационные процессы, снижающие надежность и срок службы конденсатора.

Прототипом данного изобретения может служить высоковольтный конденсатор [3] , в котором применена комбинированная система электродов: фольга - слой металлизации. При этом крайними электродами являются ленты фольги, выступающие со стороны торцев. Данная конструкция позволяет изготовить самовосстанавливающийся конденсатор на высокое напряжение и за счет выступающей фольги обеспечить пропускание больших токов. Однако при такой конструкции между фольговыми обкладками остается пространство, не заполненное твердым диэлектриком. При высоких напряжениях в этом пространстве возникают ионизационные процессы, приводящие к пробою конденсатора.

Целью настоящего изобретения является повышение рабочего напряжения конденсатора при одновременном улучшении качества и надежности.

Данная цель достигается тем, что в высоковольтном конденсаторе, намотанном из чередующихся лент неметаллизированного и металлизированного диэлектрика, за счет подбора ширин и толщин диэлектрика пространство между фольговыми обкладками заполняется твердым диэлектриком, препятствующим развитию ионизационных процессов.

На фиг. 1 и 2 изображены наборы лент для намотки конденсатора согласно изобретению; на фиг. 3 и 4 - конденсатор аналогичный по значению [3]. Конденсатор изображенный на фиг. 4 имеет разную толщину диэлектрика между обкладками и пространство, не заполненное твердым диэлектриком.

Для намотки конденсатора производится набор лент, состоящий из неметаллизированных лент 1, 4 и 5, (число неметаллизированных лент 1 зависит от величины рабочего напряжения конденсатора) и металлизированной ленты диэлектрика 2. Между фольговыми лентами 3 расположена неметаллизированная лента 4 (фиг. 1) и лента 5 (фиг. 2). Фольговые ленты выступая образуют торцевые контакты.

Рабочее напряжение конденсатора определяется электрической прочностью диэлектрических лент.

На основе данного решения были изготовлены образцы импульсных конденсаторов. Для их изготовления были использованы полипропиленовая пленка неметаллизированная шириной 45 мм, толщиной 0,015 мм; полипропиленовая пленка неметаллизированная шириной 25 мм; толщиной 0,008 мм; полипропиленовая пленка металлизированная шириной 45 мм, толщиной 0,008 мм. Толщина слоя металлизации 0,04 мкм. Материал металлизации - алюминий. Фольговые ленты - алюминиевые, шириной 21 мм, толщиной 0,008 мм. Расстояние между фольговыми лентами 7 мм.

Как видно из таблицы, достигнуто повышение пробивного напряжения конденсатора более чем в два раза вследствие заполнения твердым диэлектриком пространства между фольговыми лентами.

Образец конденсатора, изготовленный с набором лент согласно фиг. 2, будет иметь большее пробивное напряжение, чем у образца указанного в таблице, так как исключается зазор между концом неметаллизированной ленты и фольгой.

Данными о наличии подобных изделий за границей не располагаем.

Из некоторых научно-технических материалов известно, что зарубежные конденсаторные фирмы работают над созданием высоковольтных силовых конденсаторов, однако характеристики таких конденсаторов не приводятся.

Сущность изобретения: часть неметаллизированной диэлектрической ленты расположена в одном слое с фольговыми лентами и заполняет пустое пространство между ними. Предложенное расположение лент диэлектрика исключает наличие свободных полостей, в которых происходит развитие ионизационных процессов, приводящих к пробою конденсатора, что повышает рабочее напряжение и улучшает качество высоковольтного конденсатора. 4 ил., 1 табл.

Высоковольтный конденсатор, содержащий металлизированную ленту диэлектрика, две фольговые ленты, образующие торцевые контакты, по меньшей мере две ленты неметаллизированного диэлектрика, отличающийся тем, что пространство между фольговыми лентами заполнено диэлектрической лентой, при этом толщина каждой фольговой ленты равна толщине диэлектрической ленты, заполняющей пространство между ними.