Способ изготовления бумажных конденсаторов Советский патент 1983 года по МПК H01G4/22 

Изобретение относится к изготовлению силовых конденсаторов высокого напряжения с пропитанным бумажным диэлектриком и может быть использовано при изготовлении высоковольтных импульсных конденсаторов с высокой удельной энергией. Известен способ изготовления сило вых конденсаторов с бумажным диэлект риком, включающий намотку секций, .сборку секций в пакет, те1)мовакуумНую сушку и пропитку пакета маловязкой неполярной диэлектрической жидкостью, например нефтяным (минеральным) маслом, в корпусе конденсатора с последующей герметизацией l . Недостатком известного способа является пропитка пакета в корпусу неполярной диэлектрической жидкостью что приводит к снижению срока- службы из-за низкой устойчивости жидкости к частичньм разрядам и менее благоприятному распределению напряженности электрического поля в диэлектрике при эксплуатации конденсатора прд напряжением. Кроме того/ низкая ди.электрическая проницаемость неполярной жидкости приводит к изготовлению конденсатора с невысокой удельной энергией. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является -способ изготовления бумажных конденсаторов, вк,лючающий намотку секций.,, сборку секций в пакет, термовакуумную сушку и пропитку пакета вязкой полярной диэлектрической жидкостью, залитой в корпус конденсатора, с поп следующей герметизацией 2 . Недостатком известного способа являетря изготовление конденсаторов с заниженным сроком службы. Уменьшение срока службы обусловлено залив кой в свободный объем между пакетом и корпусом конденсатора вязкой поляр ной жидкостиf большая вязкость которой приводит к ухудшению отвода газовых включений, образующихся у краев обкладок во время работы конденса тора под напряжением, от закраин сек ций. Кроме того, подобная заливка приводит к ухудшению теплоотвода от пакета к корпусу конденсатора из-за большой вязкости заливаемой жидкости. А высокая электрическая проводи мость последней способствует увеличению тока утечки между выводами при заряде конденсатора в перио;ц эк плуатации, а следовательно, снижению КПД зарядного устройства и увеличению количества тепла, выделяемого в конденсаторе, что также снижает срок службы. Цель изобретения - повышение дол говечности работы конденсаторов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготов-. ления бумажных конденсаторов, включающему намотку бумажных секций, сборку их в пакет термовакуумную сушку и пропитку пакета в корпусе конденсатора вязкой полярной диэлектрической жидкостью с последующей герметизацией, после окончания пропитки пакета вязкой полярной дизлектр|ической жидкостью ее сливают из корпуса конденсатора и в зазор между пакетом и корпусом заливают сухую Неполярную диэлектрическую жидкость с кинематической вязкостью не более 50х10 м с при 20°С. Слив полярной жидкости и заполнение зазора между пакетом и корпусом конденсатора сухой маловязкой неполярйой диэлектрической дегазированной жидкостью способствует улучшению отвода газовых включений, образующихся у краев обкладок под действием частичных разрядов в период эксплуатации конденсаторов. Вследствие этого уменьшается количество газовых включений у краев обкладок и интенсивность разрушения диэлектрика, что приводит к увеличению срока службы конденсатора. Улучшается также теплоотвод от пакета к корпусу конденсатора из-за меньшей вязкости неполярной жидкости, что способствует увеличению срока службы. Уменьшаются токи утечки и количество тепла, выделяемого в конденсаторе из-за низкой проводимости непрлярной жидкости, что приводит к увеличению срока служВы и КПД зарядного устройства. Способ осуществляют следующим Образом. Производят намотку бумажных секций, сборку и запрессовку их в пакет, термовакуумную сушку пакета.в корпусе конденсатора. Пакет в корпусе после сушки пропитывают полярной диэлект рической жидкостью в вакууме и при повышенной температуре. После пропитки пакета полярную диэлектрическую жидкость сливают из корпуса конденсатора. При этом полярная диэлектрическая жидкость не успевает стечь из пакета из-за большой вязкости. В результате края обкладок остаются находящимися в окружении бумажного диэлектрика, пропитанного полярным диэлектр1 ом, а следовательно, электрические параметры конденсатора не изменяются. После слива вязкой полярной жидкости, например касторЬвого масла, хлордифенилов и т.п., которую в дальнейшем опять можно использовать для пропитки других конденсато- ров, в свободный объем между пакетом и корпусе конденсатора заливают маловязкую (с вязкостью не более 50х 10 м2/с при 20°С) сухую неполярн ю дегазированную диэлектрическую жидкость, например нефтяное масло.

Конденсаторное масло, полибутены и др. Заливка сухой дегазированной неполярной жидкости, имеющей меньшую вязкость, чем жидкость nepBoi пропитки, способствует более быстрому отводу газовых включений,-образующихся у краев, обкладок вследствие частичных разрядов при работе кондемса1:ора под напряжением, из.области эакрайн, что улучшает работоспособность к1рйденсатора. В то же время меньшая величина диэлектрической проницаемости неполярной жидкости способствует непопаданию ее в область сильного поля края обклсщок в период эксплуатации под напряжением иэ-за того, что ди 15 электрик с меньшей диэлектрическрй проницаемостью выталкивается иэ об пастк сильного диэлектрического поля, что улучшает работоспособность конденсатора. V : 20

;; После заливки свободного объема : конденсатора неполярной жидкостью ; конденсатор герметизируют.

Пример. Изготавливают одни « ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ импульсный конденсатор по известному способу и проводят ; сравнение их характеристик. В качестве бумажного диэлектрика используют конденсаторную бумагу КОН-П-15. Тольдаиа диэлектрика конденсатора В качестве полярного диэлектрика примен;п6т касторовое масло, в качестве неполярного - ширсмсое распространент ное неполярное нб(1 тяное масло. кость и тангенс угла диэлектрических 35 потерь секций конденсаторов, ленных согласно указанным способам : одинаковы и составляют соответственно С 6,4 нф и 9 0,006, причем Ха- рактеристйки не изменяются & течение 40 двухнедельного хранения. После ЗД ане-. ния секции конденсаторов подвёргёйо длительным электрическим испытаниям j на срок- службы в импульсн ж режиме: напряжение 10 кВ, частота следования 45 импульсов 3 Гц, частота разрядного тока 100 кГц, декремент колебаний

.1,38. - . ,/.:,:-..

При испытаниях существенных отклонений по величине емкости и тангенса угла диэлектрических потерь секций от первоначальных значений (до испытаний) вплоть до пробоя не обнаружено.

На чертеже представлены сравнител ные кривые вероятности F выхода из строя секций, изготовленных по способу-прототипу (кривая 1) и предлагаемым СПОСО6СЯ4 (кривая 2) в зависимости от срока службы М. Средний срок службы секций, изготовленных по предлагаемому способу, в 1,3 раза больше.

Таким образом, предлагаемый способ, не изменяя емкость и тангенс угла диэлектрических потерь, приводит к увеличению срока службы на л 30%, что обеспечивается благодаря меньшим ВЯЗКОСТИ, диэлектрической проницаемости и проводимости неполярной жидкости, залитой в свободный объем между пакетом и корпусом, что способствует более быстрому отводу газовых включений из области закраин секций и непопаданию неполярной жидкости в область сильного поля (края обкладки).улучшается также теплоотвод из пакета к корпусу при работе конденсаторов в частном режиме вследствие меиылей вязкости неполяриой жидкости; При использовании предлагаемого способа уменьшаются -токи утечки благодаря более низкой проводимости неполярной жидкости по сравнению с полярной, что приводит к увеличению КПД зарядного устройства. Уменьшается также загрязнение окружающей средц токсичными жидкостями, если в качестве полярной жидкости применяются токсичныехлордифеншш, из-за уменьшения их количества В конденсаторах. Все это позволяет увеличить срок службы конденса.торов, повысить их качество, снизить себестоимость конденсаторов и сэкономить дефицитные дорогостоящие магеригиаз, напри,мер касторовое масло, конденсаторную бумагу, алкпшниевую фольгу.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАЖНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ, включающий намотку бумажных секций, сборку их в пакет, термовакуумную сушку и пропитку пакета в корпусе конденсатора вязкой полярной диэлектрической жидкостью с последующей герметизацией, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности ра-боты конденсаторов, после окончания пропитки пакета вязкой полярной диэлектрической жидкостью ее сливают из корпуса конденсатора и в зазор между пакетом и корпусом заливают сухую неполярную диэлектрическую жидкость с кинематической вязкостью не более 50xlO MVc при 20с. л 00