172398. lajstromszámú szabadalom • Asszimmetrikus dielektrikum és fegyverzet elrendezésű, javított veszteségtényezőjű, regenerálódó tulajdonságú, rázásálló energetikai kondenzátor és eljárás annak előállítására
3 172398 4 anyaga polikarbonát, polipropilén, polietilén, vagy polisztirol bármelyike. A fenti kondenzátor előállítására irányuló eljárás szerint az impregnálás során a vákuumot és a nyomást periodikusan váltakozva egymást követőleg alkalmazzuk. A vákuum értéke előnyösen 10*1-10*3 torr, a nyomás értáce pedig 3-8 attü. A találmányt a továbbiakban kiviteli pdda és rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a kondenzátor tekercs metszete, a 2. ábra az 1. ábra egy kinagyított részlete, és a 3. ábra a kondenzátor hosszmetszete. A találmány elrendezését leginkább az 1. ábrából -érthetjük meg, ahol 2 porózus dielektrikum egy vagy több rétegből áll, előnyösen papírból van, melyet a gyártási folyamat során folyékony szigetelő folyadékkal, pl. ásványi olajjal, szilikon olajjal, stb. telítünk. Természetesen impregnálásra megfelel minden ■ olyan szigetelő folyadék, amely az elektromos kisülések hatására aránylag stabilan viselkedik. A 2 porózus dielektrikumra van párologtatással felvive az 1 fémgőzölt fegyverzet, melynek anyaga általában cink, vagy aluminium, és a réteg vastagsága az un. négyzetellenállással van meghatározva, melynek értéke 2-4 S2/Q között, előnyösen 3-3,5 0/ □ legyen. Ezt a paramétert az öngyógyulás, illetve regenerálódás miatt szükséges ezen az értéken tartani. Szükséges továbbá, hogy a fémgőzölt fegyverzetet a porózus dielektrikumnak (papírnak) a gyártás során simított, tömörített oldalára vigyük fel. Ezt követően van elhelyezve a 4 fémfólia fegyverzet, amely vékony 4-7/um vastagságú alumínium fólia, amelynek rendkívül komoly szerepe van abban, hogy javított veszteségtényezőjű kondenzátorról beszélünk. A kondenzátor másik dielektrikuma a 3 tömör dielektrikum, amely kissé duzzadó tulajdonságú műanyagból pl.: polikarbonát, polipropilén, polietilén, polisztirol, poli etü ói gjikoltereft alát, polibutflóiglikoltereftalát, polihexametüénglikoltereftalát, stb. valamelyikéből készülhet. A kondenzátor előállítása tekercseléssel történik és az egyes rétegek úgy helyezkednek el egymás felett, hogy a következő réteg megfelelő sorrendben ismétlődik, így az 1 fémgőzölt fegyverzet megfelel az 1’ fémgőzölt fegyverzetnek, a 2 porózus dielektrikum megfelel a 2’porózus dielektrikumnak, és így tovább. A kondenzátor dektromos tulajdonsága szempontjából lényeges, hogy a 4 fémfólia fegyverzet és a 3 tömör dielektrikum érintkezési felület mindenütt légmentesen 6 impregnáló anyaggal telített legyen. Ellenkező esetben un. korona kisülési jelenség lép fel és a kondenzátor 250 V-nál magasabb feszültségen gyorsan tönkremegy. A légmentesség elérése úgy történik, hogy az impregnáíási eljárás során 6 impregnáló anyagot préselünk a résekbe, axiális és radiális impregnálással. Ennek median izmusát jobban megértjüK a 2. ábra magyarázata alapján, aholis a 2 porózus dielektrikum réteg könnyen itatható az impregnáló anyaggal. A 4 fémfólia fegyverzet gyártása során elkerülhetetlen kisebb-nagyobb lyukacsosodás, ezeken a lyukakon keresztül könnyedén átáramlik az impregnáló anyag ha impregnálás során kihasználjuk az un. szivattyú hatást azáltal, hogy a vákuumot és a nyomást váltakozva, egymást követőleg alkalmazzuk. Ez a lényege a találmány eljárási részének. 2 Az eljárás kiegészítéseként kell értékelni azt a konstrukciós feltételt, melyet az eTE2T = kepE2p képlet határoz meg, ahol k állandó, amdynek értéke 5-10 között van, előnyösen 7: Ep a porózus dielektrikum térfeszültsége: Ej a tömör dielektrikum térfeszültsége : •% a porózus dielektrikum dielektromos állandója: ej a tömör dielektrikum dielektromos állandója. Ugyanis a fegyverzetekre az aszimmetria következtében nem egyforma elektrosztatikus erőhatás hat a jobb, illetve a baloldalról, a két erő különbségét, illetve arányát kell úgy megválasztani, hogy a váltakozó fészültségű tér hatására a „szivattyú hatás” működjön, de ugyanakkor káros rezonanciákat még ne okozzon. A ,k” állandó értékét ezért 5-10 között kell megválasztani. Ez elegendő a szivattyúhatás kifejtéséhez, ugyanakkor káros rezgések nem lépnek fel a kondenzátorban. Szivattyú hatáson azt értjük, hogy a váltakozó tér hatására a fegyverzet mindaddig kisebb rezgéseket tud végezni, míg az impregnálás nem tökéletes a légbubo- rékok összenyomhatósága miatt, ezek a rezgések kényszerítik át az impregnáló anyagot a fegyverzeten meglévő 7 lyukakon, a 2 porózus dielektrikum oldaláról, a nem porózus, 3 tömör dielektrikum oldalára. A szivattyú hatás működését bizonyítja, hogy a kondenzátorok impregnálás utáni első 24 órás működése során lényegesen javul a veszteség tényezőjük. Ismert, hogy a vákuum gőzöléssel felvitt réteg követi az alapanyag egyenetlenségét, különösen áll ez porózus dielektrikumra, mint pl. papír alapanyag esetén is elkerülhetetlenek a papír belseje felé mutató fémcsúcsok, melyek gyenge pontokként működve csúcskisüléseket okoznak és magasabb elektromos térerő terhelésnél a veszteségtényezőt rontják. Különösen fennáll ez a jelenség, — mint az az 515.549 lajstromszámú svájci, illetve 2.019.939 lajstromszámú NSZK, illetve 3.553.543 lajstromszámú USA szabadalmi leírásban is ismertetve van — ahol a két gőzölt felületet egymással szemben fordítják a csúcshatások igen erőteljesen jelentkeznek. A találmányunk azáltal, hogy az egyik fegyverzetként fémfóliát alkalmazunk, valamiit hogy az egyoldalom simított papírt és erre a simított oldalra gőzölt fegyverzetet alkalmazunk, lényegesen csökkenti a csúcskisülések hatását és így a magasabb térerősségeken is stabil, alacsony értékű veszteségtényezőjű lesz a kondenzátor. Ugyanakkor a gőzölt fegyverzet vastagságának megfelelő kodátok között tartásával 2-4- £11 □ jól regenerálódó kondenzátor állítható elő. Igen fontos, hogy a porózus dielektrikumra fémgőzöléssel felvitt réteg a szigetelő szalagot szélességében ne teljesen borítsa be. A megfelelő szigetelési ellenállás, szigetelési szilárdság elérése éredkében az egyik oldalon 2-5 mm széles fémezetlen csíknak kell lenni, melyet a technológiai eljárás során könnyedén elő lehet állítani, a fémezéssel egyidőben. A kondenzátorok előállítási eljárása során számos ismert technológiai fázist alkalmazunk egy-két új megoldási elemmel vegyesen. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
