Способ изготовления бумажных конденсаторов

 

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

П9) П1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О8 д7

06

04 а2 е

ON ам аи

У,М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3401957/18-21 (22) 24.02.82 (46) 15.12.83. Бюл. Р 46 (72) И. И. Альбова, В. (. Беспалов и В. В. Рудаков (71) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (53) 621. 319. 4 (088. 8) (56) 1. Гулевич A. A., Киреев А. П.

Производство силовых конденсаторов.

М., "Высшая школа", 1975, с. 49.

2. Варшавский Д. С. Итоги науки и техники. Сер. "Электротехнические материалы, электрические конденсаторы провода и кабели", Ы., r, 7, 1980, с. 47. (54 ) (57) 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 работы 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 50х10 м /с при 20 С. е

1061181

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 диэлектриком, включающий намотку секций, сборку секций в пакет, термовакуумную сушку и пропитку пакета маловязкой.неполярной диэлектрической жидкостью, например нефтяным (минеральным) маслом, в корпусе конденсатора с последующей герметизацией (1) . 15

Недостатком известного способа является пропитка пакета в корпусе неполярной диэлектрической жидкостью, что приводит к снижению срока службы, из-за низкой устойчивости жидкости к частичным разрядам и менее благоприятному распределению напряженности электрического цоля в диэлектрике при эксплуатации конденсатора под напряжением. Кроме того, низкая ди- 25 .электрическая проницаемость неполярной жидкости приводит к изготовлению конденсатора с невысокой удельной энергией.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является .способ изготовления бумажных конден. саторов, включающий намотку секций, сборку секций в пакет, термовакуумную сушку и пропитку пакета вязкой . полярной диэлектрической жидкостью, залитой в корпус конденсатора, с по-1 следующей герметизацией (2) .

Недостатком известного способа является изготовление, конденсаторов с заниженным сроком службы. Умень- 4О шение срока службы обусловлено заливкой в свободный объем между пакетом и корпусом конденсатора вязкой полярной жидкости, большая вязкость кото рой приводит к ухудшению отвода га- 45 зовых включений, образующихся у краев обкладок во время работы конденса тора под напряжением, от эакраин секций. Кроме того, подобная заливка приводит к ухудшению теплоотвода от 5() пакета к корпусу конденсатора из-за большой вязкости заливаемой жндкости. А высокая электрическая проводимость последней способствует увели« чению тока утечки между выводам щ при заряде конденсатора в период эксплуатации, а следовательно, снижению

КПД зарядйого устройства и увеличению количества тепла, выделяемого в конденсаторе, что также снижает срок службы.

Цель-изобретения - повышение долговечности работы конденсаторов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу иэготов-, 65 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 диэлектрической 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 неполярной 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 неполярной жидкости, что приводит к увеличению срока служ

Ьы 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 диэлектриком, à следовательно, электрические параметры конденсатора не изменяются. После слива вязкой поляр« ной жидкости, например касторового масла, хлордифенилов и т.п., которую в дальнейшем опять можно испольэовать для пропитки других конденсато ров, в свободный объем между пакетом и корпусом конденсатора заливают маловязкуи (с вязкостью не более 50х

10 6 м /с при 20оС) сухую иеполярную дегазированную диэлектрическую жидкость, например нефтяное масло, 1061181

Составитель Е. Ковалева

Редактор Л. Алексеенко Техред Т.Маточка . Корректор М. Демчнк

° еЕе ее ее

Заказ 10050/53., Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ. Государствеенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 е ° е»»

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, -4

I конденсаторное масло, полибутены и др. Заливка сухой дегазированной неполярной жидкости, имеющей меньшую вязкость, чем жидкость первой пропитки, способствует более быстрому от» воду газовых включений, -образующихся у краев.обкладок вследствие частичных разрядов при работе конденсатоера под напряжением, нз,области Закраин, что улучшает работоспособность конденсатора. В то же время меньшая ве- 10 личина диэлектрической проницаемости неполярной жидкости способствует непопаданию ее в область сильного поля края обкладок в период эксплуатации под напряжением иэ-за того, что ди» 15 электрик.с меньшей диэлектрической проницаемостью выталкивается нэ об» ласти сильного диэлектрического паля, что улучшает работоспособность кон. денсатора. 20 После заливки свободного объема

:конденсатора неполярной жидкостью .. конденсатор герметиэируют.

Пример., Изготавливают.одни высоковольтный им У конденсатор по известному способу и проводят :.. сравнение их характеристик. В качест- ве бумажного диэлектрика используют конденсаторную бумагу КОН-П-15. Тол, щина диэлектрика конденсатора бх15 мкмЗ0

В .качестве полярного диэлектрика применяют касторовое масло, в качестве неполярного: - широкое распространенное неполярное нефтяное масло.: Емкость и тангенс угла диэлектрических З5 потерь секций конденсаторов, изгеотовленных согласно указанным способам, .: одинаковы и составляют соответственно

С 6,4 нф и gg О,ООб, причЕм Характеристйки не изменяются в течение 40 двухнедельного хранения. После-хране- ния секции конденсаторов подвергйот .: длительным электрическим испытаниям; на срок службы в импульсном режиме, напряжение 10 кВ, частота следования 45 импульсов 3 Гц, частота разрядного тока 100 кГц, декремент колебаний

1,38 °

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

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

Таким образом, предлагаемый способ, не изменяя емкость и тангенс угла диэлектрических потерь, приводит к увеличению срока службы на с 30%, что обеспечивается благодаря, меньшйм вязкости; диэлектрической проницаемости и проводимости неполярной жидкости, залитой в свободный объем между йакетом н корпусом, что способствует более быстрому отводу газовых включений из области закраин секций и непопаданию неполярной жидкости.s область сильного поля (края обкладки). Улучшается также теплоотвод из пакета к корпусу при работе ° конденсаторов в частном режиме вследствие меньшей 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. Умень- . шается также загрязнение окружающей средц Tîêñè÷íûìè жидкостями, если в качестве полярной жидкости применяются токсичные хлордифенилы, чз-за уменьшения. их количества в конденсаторах. Все- это позволяет увеличить срок .службы конденсаторов, повысить их качество, снизить себестоимость конденсаторов и сэкономить дефицит- ные дорогостоящие материалы, например касторовое масло, конденсаторную бумагу, алюминиевую фольгу.