RU2117350C1

RU2117350C1 - High-voltage capacitor

Info

Publication number: RU2117350C1
Application number: RU96105209A
Authority: RU
Inventors: Б.Д. Хрусталев; Н.И. Колесникова; О.П. Максимова; Г.И. Холмова
Original assignee: Акционерное общество "ЭЛКО Лтд."
Priority date: 1996-03-18
Filing date: 1996-03-18
Publication date: 1998-08-10

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: part of nonmetallized insulating tape is placed in same layer as foil strips and fills up free space between them. Elimination of free spaces prevents development of ionizing processes causing breakdown of capacitor which raises operating voltage. EFFECT: improved quality of high-voltage capacitor. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовому конденсаторостроению. The invention relates to electrical engineering, in particular to power capacitor engineering.

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. Known high-voltage capacitor self-healing type, designed for high operating currents, wound using a metallized dielectric [1, 2]. Along the longitudinal edges of the dielectric, in contact with the metallization layers, there are metal foil ribbons protruding from opposite ends, forming end contacts. The presence of foil contacts ensures the reliability of the current supply to the capacitor plates and the transmission of large working currents. In this design, air cavities remain between the foil tapes, the metallization layer and the adjacent dielectric layers, in which ionization processes develop that reduce the reliability and service life of the capacitor.

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. The prototype of this invention can be a high voltage capacitor [3], in which a combined electrode system is used: foil - metallization layer. In this case, the extreme electrodes are foil strips protruding from the ends. This design allows you to make a self-healing capacitor for high voltage and due to the protruding foil to ensure the transmission of high currents. However, with this design, a space is left between the foil plates that is not filled with a solid dielectric. At high voltages, ionization processes occur in this space, leading to breakdown of the capacitor.

Целью настоящего изобретения является повышение рабочего напряжения конденсатора при одновременном улучшении качества и надежности. The aim of the present invention is to increase the operating voltage of the capacitor while improving quality and reliability.

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. This goal is achieved by the fact that in the high-voltage capacitor wound from alternating tapes of non-metallized and metallized dielectric, due to the selection of the width and thickness of the dielectric, the space between the foil plates is filled with a solid dielectric, which prevents the development of ionization processes.

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. In FIG. 1 and 2 illustrate sets of tapes for winding a capacitor according to the invention; in FIG. 3 and 4 - a capacitor similar in value [3]. The capacitor shown in FIG. 4 has a different dielectric thickness between the plates and a space not filled with a solid dielectric.

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. For winding the capacitor, a set of tapes is made, consisting of non-metallic tapes 1, 4 and 5 (the number of non-metallic tapes 1 depends on the operating voltage of the capacitor) and a metallized dielectric tape 2. Between the foil tapes 3 there is a non-metallic tape 4 (Fig. 1) and a tape 5 (Fig. 2). Speaking foil tapes form end contacts.

Рабочее напряжение конденсатора определяется электрической прочностью диэлектрических лент. The operating voltage of the capacitor is determined by the dielectric strength of the dielectric tapes.

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. Based on this solution, samples of pulse capacitors were made. For their manufacture, a non-metallized polypropylene film 45 mm wide and 0.015 mm thick was used; non-metallized polypropylene film 25 mm wide; 0.008 mm thick; metallized polypropylene film 45 mm wide, 0.008 mm thick. The thickness of the metallization layer is 0.04 microns. The metallization material is aluminum. Foil tapes - aluminum, 21 mm wide, 0.008 mm thick. The distance between the foil tapes is 7 mm.

Как видно из таблицы, достигнуто повышение пробивного напряжения конденсатора более чем в два раза вследствие заполнения твердым диэлектриком пространства между фольговыми лентами. As can be seen from the table, the breakdown voltage of the capacitor is more than doubled due to the filling of the space between the foil tapes with a solid dielectric.

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. A capacitor sample made with the tape kit of FIG. 2, will have a greater breakdown voltage than that of the sample indicated in the table, since the gap between the end of the non-metallized tape and the foil is excluded.

Данными о наличии подобных изделий за границей не располагаем. We do not have data on the availability of such products abroad.

Из некоторых научно-технических материалов известно, что зарубежные конденсаторные фирмы работают над созданием высоковольтных силовых конденсаторов, однако характеристики таких конденсаторов не приводятся. It is known from some scientific and technical materials that foreign capacitor firms are working on the creation of high-voltage power capacitors, but the characteristics of such capacitors are not given.

Claims

A high voltage capacitor comprising a metallized dielectric tape, two foil tapes forming end contacts, at least two non-metallized dielectric tapes, characterized in that the space between the foil tapes is filled with a dielectric tape, and the thickness of each foil tape is equal to the thickness of the dielectric tape filling the space between them.