Конденсаторная секция с комбинированным бумажно-пленочным диэлектриком Советский патент 1982 года по МПК H01G4/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении силовых и импульсных электрических конденсаторов и конденсаторных вводов. Известен конденсатор, в котором применен комбинированный диэлектрик из слоев бумаги и синтетической плен ки. Синтетическая пленка имеет большую кратковременную прочность, чем бумага. Благодаря наличию слоев бумаги а этом конденсаторе обеспечивается высококачественная пропитка. В результате конденсаторы имеют боль шее рабочее напряжение по сравнению, как с чисто бумажными, так и с чисто пленочными конденсаторами 11. Недостатками этой конструкции являются меньшая удельная емкость, обу словленная тем, что пленочный диэлек рик имеет пониженную диэлектрическую проницаемость по сравнению с бумагой а также меньшая предельная верхняя температура, ограничиваемая термостойкостью пленки. Наиболее близкой по технической сущности является конденсаторная секция с комбинированным бумажно-пленочным диэлектриком, содержащая обкладки различной ширины, узкая из которых соприкасается с обеих сторон со слоями бумажного диэлектрика и расположена между широкими обкладками Г21. Недостатком известной конструкции является то, что пленочный диэлектрик во время длительной эксплуатации при повышенных температурах растворяется в обычных видах пропитывающих жидкостей. В результате снижается верхняя предельная рабочая температура. Применение специальных пропитывающих составов, в которых растворение пленочного диэлектрика при повышенных температурах замедлено, приводит к возрастанию стоимости конденсаторной секции. Высокий удельный объем пленочного диэлектрика в зтой конструкции приводит к снижению удельной емкости и повышению стоимости конденсатора.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель достигается тем, что в конденсаторной секции с комбинированным бумажно-пленочным диэлектриком, содержащей обкладки различной ширины, узкая из которых соприкасается с обеих сторон со слоями бумажного диэлектрика и расположена между широкими обкладками, бумажный диэлектрик выполнен из слоев бумаги (эазличной плотности, причем слой более плотной бумаги расположен по обе стороны узкой обкладки и соприкасается с ней, при этом объем более плотной бумаги составляет от 2 до 8% от объема всего бумажно-пленочного диэлектрика, более плотная бумага имеет плотность от 1,1 до 1,2 г/см, а менее плотная - от 0,6 до 0,8 г/см.

На чертеже представлена предлагаемая конденсаторная секция.

В этой секции более узкая обкладка 1 окружена сначала слоями 2 бумаги с большей плотностью, а затем слоями 3, бумаги с меньшей плотностью. Между более узкой обкладкой 1 и широкой 5 располагаются слои 6, 7 пленочного диэлектрика.

Сущность изобретения заключается в использовании свойств повышенной кратковременной электрической прочности бумаги большей плотности, повышенной длительности прочности бумаги меньшей плотности и эффекта градирования изоляции.

Кратковременная электрическая прочность выше у бумаги высокой плотности, а длительная (ресурс) - у бумаги низкой плотности. Последнее свойство вызвано повышенной напряженностью поля в масляных прослойках при использовании бумаги высокой плотности.

Сочетание бумаг различной плотности позволяет в предлагаемой конструкции повысить как кратковременную, так и длительную электрическую прочность (ресурс).

Сочетание бумаг различной плотности позволяет повысить как кратковременную, так и длительную электрическую прочность (ресурс).

Бумага более высокой плотности рас положена возле узкой обкладки, так

как она более устойчива к действию частичных разрядов, интенсивность которых максимальна именно возле краев узкой обкладки, при этом проявляет . ся также эффект градирования изоляции, приводящий к ослаблению концентрации напряженности поля на краях узкой обкладки.

Следовательно, при таком расположении бумаг различной плотности, ресурс конденсатора возрастает как за счет ослабления интенсивности час-тичных разрядов на краях узкой обкладки вследствие ослабления концентрации поля, так и за счет большей стойкости бумаги высокой плотности к действию частичных разрядов.

Эффект градирования изоляции проявляется в наибольшей степени при таких соотношениях толщин бумаг разной плотности, при которых активный объем бумаги с большей плотностью составляет от 2 до Ь, а преимущественно У/г, от общего активного объема диэлектрика.

Комбинированный диэлектрик может состоять только из бумаги разной плотности, т.е. без пленки. В этом случае повышается удельная емкость, верхний предел рабочих температур конденсаторной секции, снижается ее стоимость, так как бумага дешевле синтетической пленки, а технологические режимы изготовления конструкций с бумагами разной плотности проще j чем конструкции, содержащих бумано-пленочный диэлектрик.

Таким образом, оптимальное сочетание геометрических характеристи конструкции и электрических характеристик бумаг разной плотности позволяет получить повышенный ресурс предложенной конденсаторной секции, верхний предел рабочей температуры, удельную емкость и снизить ее стоимость.

Формула изобретения

1. Конденсаторная секция с комбинированным бумажно-пленочным диэлектриком, содержащая обкладки различной ширины, узкая из которых соприкасается с обеих сторон со слоями бумажного диэлектрика и расположена между широкими обкладками, о т л и чающаяся тем, что, с целью повышения надежности, бумажный диэлектрик выполнен из слоев бумаги различной плотности, причем слой более плотной бумаги расположен по обе стороны узкой обкладки и соприкасается с ней.

2. Секция по п. 1,отличающая с я тем, что объем более плотной бумаги составляет от 2 до 8 от объема всего бумажно-пленочного диэлектрика.

3. Секция по пп/1 и 2, отличающаяся тем, что более плотная бумага имеет плотность Ьт 1,1 до 1,2 г/см а менее плотная - от 0,6 до 0,8 г/см.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ If , кл. 21д-1а/02, 22.09.55.

2.Патент США Н 3857073,

кл. 317-258, 2.12.7 (прототип).

czi TTiirrrzri.