Способ изготовления слюдобумажных конденсаторов

Авторы патента:

Использование: изобретение относится к области электрических конденсаторов с фольговыми обкладками и пропитанным бумажным диэлектриком и может быть использовано, в частности, для производства намотанных слюдобумажных импульсных конденсаторов. Сущность изобретения: изобретение позволяет повысить удельные характеристики, напряжение начала частичных разрядов и снизить уровень частичных разрядов слюдобумажных конденсаторов, упростить способ их изготовления путем прессования конденсаторов, намотанных из двух слоев металлической фольги по крайней мере с одним слоем слюдяной бумаги, перед пропиткой термореактивным компаундом, вязкость которого при температуре пропитки составляет 10 - 14 с по вискозиметру В3-4. 1 табл.

Изобретение относится к области электрических конденсаторов с фольговыми обкладками и пропитанным бумажным диэлектриком и может быть использовано, в частности, для производства намотанных слюдобумажных импульсных конденсаторов.

Известен способ изготовления конденсаторов, заключающийся в намотке двух слоев металлической фольги, разделенных несколькими слоями целлюлозной конденсаторной бумаги, сушке, прессовании до заданных размеров или удельного давления, пропитке жидкой пропиточной массой при температуре и в вакууме. Предварительная опрессовка конденсаторов существенно увеличивает время пропитки, затрудняет заполнение пустот в пористом диэлектрике, что необходимо для обеспечения высокой электрической прочности диэлектрика, низких значений частотных разрядов, а следовательно, высоких ресурса и надежности конденсаторов. В патентной и научно-технической литературе отсутствует информация о применение этого способа при изготовлении конденсаторов путем пропитки бумажных конденсаторов термореактивными компаундами. Более того, экспериментально установлено, что при изготовлении конденсаторов с диэлектриком из слюдяной бумаги пропитанным термореактивным эпоксидным компаундом, низкое содержание газовых включений достигается только при опрессовке конденсаторов после пропитки.

Наиболее близким к изобретению является способ, заключающийся в намотке двух слоев металлической фольги по крайней мере с одним слоем слюдяной бумаги между ними, сушке при температуре и пониженном давлении, пропитке кремнийорганическим компаундом в вакууме при повышенной температуре и повышенном давлении, прессовании и термообработке по ступенчатому режиму.

По настоящему способу невозможно получить конденсаторы с высокими удельными характеристиками (удельной емкостью C_уд.) и удельной энергоемкостью (W_уд.) и низким уровнем частотных разрядов вследствие значительной прочности при сжатии пропитанной слюдяной бумаги. Увеличение давления прессования пропитанных конденсаторов может приводить к разрушению слюдяной бумаги и деформации конденсаторов в осевом направлении (выползание бумаги). Подпрессовка после пропитки приводит к возникновению большого числа газовых включений, особенно на закругленных участках конденсаторов. Кроме того, опрессовка после пропитки разогретых секций с жидким компаундом усложняет технологический процесс и оказывает вредное воздействие на организм вследствие контакта с жидким разогретым компаундом и его парами.

Целью изобретения является повышение напряжения начала частичных разрядов, удельных характеристик, снижение уровня частичных разрядов слюдобумажных конденсаторов и упрощение способа их изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что при известном способе изготовления слюдобумажных конденсаторов, включающем намотку двух слоев металлической фольги по крайней мере с одним слоем слюдяной бумаги между ними, сушку при температуре и пониженном давлении, пропитку при повышенной температуре термореактивным компаундом при пониженном и повышенном давлении, прессование и термообработку, прессование конденсаторов осуществляют перед пропиткой термореактивным компаундом вязкость которого при температуре пропитки составляет 10-14 с по вискозиметру ВЗ-4.

Применение термореактивного компаунда с вязкостью при температуре пропитки 10-14 с позволяет проводить пропитку конденсаторов, запрессованных до заданных размеров, что позволяет формировать диэлектрике с минимальными толщиной и количеством газовых включений, а следовательно, получать конденсаторы с низким уровнем частичных разрядов, высокими удельными характеристиками (C_уд. и W_уд.), надежностью и ресурсом, которые связаны с соотношением в диэлектрике слюдяной бумаги, компаунда и газовых включений.

В качестве термореактивных компаундов могут использоваться компаунды на основе эпоксидных, эпоксиполиэфирных, эпоксиполимиидных, кремнийорганических полимеров и/или олигомеров. Компаунды должны сохранять вязкость 10-14 с в течение всего времени пропитки.

Пример 1. На оправку на намоточном станке наматывают конденсаторы из двух лент алюминиевой фольги толщиной 7 мкм и шириной 65 мм и трех слоев слюдяной конденсаторной бумаги толщиной 18 мкм и шириной 75 мм по ТУ ОЯШ. 503.064-92 и вкладных электродов с числом витков равным 22. Намотанные конденсаторы сушат в термостате при 210-220^oC в течение 2-3 ч, собирают в пакет, запрессовывают при манометрическом давлении 42 атм и фиксируют струбцинами. Толщина конденсаторов составляет 5,5 мм. Конденсаторы в струбцинах загружают в пропиточный котел. Котел разогревают до температуры 100-110^oC, откачивают воздух до остаточного давления 0,05-0,1 мм рт.ст. и конденсаторы сушат в течение 5-6 ч. В пропиточном котле устанавливают температуру 60-65^oC и под вакуумом загружают эпоксидный компаунд, состоящий из эпоксидной смолы ЭД-22, изометилтетрагидрофталевого ангидрида и линетола в массовом соотношении 100:80:10, который предварительно разогрет до 60-65^oC и имел вязкость 14 с по вискозиметру ВЗ-4 ГОСТ 9070-75Е. В котел подают атмосферное давление, а затем избыточное давление азотом 1,5-2,0 атм и выдерживают при указанных параметрах в течение 14-16 ч. Струбцины с конденсаторами затем термообрабатывают по режиму: подъем температуры до 150^oC, выдержка в течение 5 ч; подъем температуры до 180^oC, выдержка в течение 15 ч; охлаждение в термостате до 30-40^oC.