DE6601161U

DE6601161U - POWER CAPACITOR

Info

Publication number: DE6601161U
Application number: DE19656601161
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1964-10-29
Filing date: 1965-07-30
Publication date: 1969-02-27

Description

RA.-B015725-18.7.RA.-B015725-18.7.

WestinghouseWestinghouse

Electric CorporationElectric Corporation

PittsburghPittsburgh

£- "65/80 10£ - "65/80 10

leistungskondensator mit verbessertem YJärneverlialtenpower capacitor with improved YJärneverlialten

c.ic-cc :.rj2jlc\\nß vrlrd die Priorität der 3 nt,- ce ch? nc en TJSA- riiz-inraolOviif; üorinl No. ^07 316 von "o.O.igo/i b^-'.nsprucht.c.ic-cc : .rj2jlc \\ nß vrlrd the priority of the 3 nt, - ce ch? nc en TJSA- riiz-inraolOviif; üorinl No. ^ 07 316 from "oOigo / ib ^ - '. Nsprucht.

Leistungskondensatoren "bestehen aus mehreren, insbesondere parallelgeschalt jten Xondensatorwickeln oder V/icke !gruppen,Power capacitors "consist of several, in particular connected in parallel with capacitor windings or V / icke! groups,

D/GpD / Gp

die in einem mit flüssigen Dielektrikum gefüllten Gehäuse an- Jin a housing filled with liquid dielectric

geordnet sind. Das Gehäuse ist gev/öhnlich ein metallischer Kasten, durch den die Ausgangsklemmen des durch die Konden- 1 satorv/iekel gebildeten Kapazitätskreises₃ die auf hohem ) Potential liegen, isoliert durchgeführt sind. 'are ordered. The housing is GeV / öhnlich a metallic box which lie through which the output terminals of the capacitance circuit ₃ satorv by the condensate 1 / iekel formed on high) potential, are performed in isolation. '

WS Case 35 778WS Case 35 778

!En bekannter Weise besteht jeder Kondensatorv/ickel aus zwei die Beläge bildenden,leitenden Folien, a.B. aus Aluminium, und zwei dazwischei angeordneten Bändern aus mehrlagigem, dielektrischen Materie , wie 2.B. Papier, die zu einem Wickel aufgewickelt sind, um _;:oronaauslösende Feldverhältnisse oder einen dielektrischen Zusammenbruch zu vermeiden, ist die zulässige Wicke!spannung begrenzt, wodurch auch die Spannung »wischen den Belägen festgelegt ist. Dieses erfordert oft, s~. daß innerhalb des Kondensators eine Anzahl von Wickeln oder von parallelen Wickelgruppen in Reihe geschaltet sind, damit die gesamte Spannung eines Gerätes unterteilt wird. Dadurch entsteht aber eine xötentialdiffer-enz zwischen den Belägen der Wickel und ihren Ableitungen einerseits und dem Gehäuse ai-dere^seits, was wiederum erfordert, daß das gesamte Wickelpaket von isolierenden. ·. !elektrischen Material umgeben \tfird, ton eine isolierende Barriere zwischen den Kondenssator-"wickeln und dem Gehäuse su bilden. Biese Isolierschicht Ündert aber die Abführung der Verlustwärme, die in dem .Dielektrikum und in den Belägen erzeugt wird. Die normale Betriebstemperatur der Beläge und des Dielektrikums ist damit aeßbar höher wegen der thermischen Behinderung durch die Sehäuseisolierung. Dementsprechend ist die Lebensdauer des Gerätes kurzer als sie ohne diese Isolierung sein könnte.As is well known, each capacitor roll consists of two conductive foils forming the coverings, aB made of aluminum, and two strips of multilayered dielectric material arranged in between, such as 2.B. Paper wound in a roll for _; : To avoid orona-triggering field conditions or a dielectric breakdown, the permissible winding voltage is limited, which also defines the voltage between the coverings. This often requires, s ~. that within the capacitor a number of windings or parallel winding groups are connected in series so that the entire voltage of a device is divided. This creates a potential difference between the coverings of the winding and its derivatives on the one hand and the housing on the other hand, which in turn requires that the entire winding package of insulating. ·. ! Electrical material surrounds it, to form an insulating barrier between the capacitor windings and the housing of the dielectric is therefore measurably higher because of the thermal impediment of the housing insulation. Accordingly, the service life of the device is shorter than it could be without this insulation.

Diese Schwierigkeiten werden durch die vorliegende ■ vermieden. Gemäß der Erfindung v/erden die zur Erzielung derThese difficulties are avoided by the present ■. According to the invention v / earth to achieve the

660660

V/E Case 35 778V / E Case 35 778

zulässigen Belagspannung erforderlichen Spannungsschritte dadurch erreicht, daß jeder Kondensatorwickel aus einer Reihenschaltung von Wickelseginenten besteht, die aus abgestuften, sich wechselseitig überdeckenden Belägen gebildet sind. Die letzte äußerste Belagfolie jedes Kondensatorwickels ist herausgeführt und zur Verbindung mit den anderen Wickeln oder mit dein Gehäuse verwendet. Sie befindet sich also auf Gehäusepotential, so daß die Notwendigkeit für eine Gehäuseisolierung entfällt. Ein derartig gemäß der Erfindung' aufgebauter Kondensator ermöglicht also eine bessere Abfuhr UST erzeugten ¥ärse_; so-daß eine längere Lebensdauer de-Gerätes erreicht werden kann. Da außerdem eine spannungsteilende Serienschaltung von mehreren Kondensatorwickeln entfällt, ist der mechanische Aufbau des Kondensators einfach und kann in erster Linie auf eine gute Wärmeleitung ausgerichtet sein- Die Erfindung kann sowohl bei Sin äsen- als auch bei Mehrphasenkondensatoren verwendet werden.permissible coating tension achieved by the fact that each capacitor winding consists of a series connection of winding segments, which are formed from stepped, mutually overlapping coatings. The last outermost covering foil of each capacitor winding is led out and used to connect with the other windings or with your housing. It is therefore at the housing potential, so that there is no need for housing insulation. A capacitor constructed in this way according to the invention thus enables better removal of UST generated ¥ aes _; so that a longer service life of the device can be achieved. Since there is also no voltage-dividing series connection of several capacitor windings, the mechanical structure of the capacitor is simple and can primarily be aimed at good heat conduction. The invention can be used with Sin as well as with multi-phase capacitors.

Ia folgenden sei die anhand des in den Pig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielc näher erläutart:Ia the following is based on the in the Pig. 1 to 4 illustrated embodiment c explained in more detail:

1 zeigt auseinandergezogener, perspektMsciier und teiiifeise geschnittener Darstellung einen gemäß der1 shows exploded, perspective and partially cut representation according to the

M ffViM ffVi

bauten Kondensator.built capacitor.

WB .Case 35 778WB .Case 35 778

Pig. 2 zeigt eine Abwicklung des inneren Aufbaus einesPig. Fig. 2 shows a development of the internal structure of a

/Pci/ Cr ti S7Q/ Pci / Cr ti S7Q

V/ickels gemäß der ,iiilug^.V / ickels according to the, iiilug ^.

Fig. 3 zeigt sohesatisch ©ine Seitenansicht ^e"- Abwicklung des Wickels in Pig. 2 undFig. 3 shows the soleplate © ine side view ^ e "- development of the wrap in Pig. 2 and

Pig. 4 zeigt das elektrische Schaltbild des Kondensators.Pig. 4 shows the electrical circuit diagram of the capacitor.

Fig. 1 zeigt den einphasigen Leistungskondensator 1 mit wetterfestem, metallischen Gehäuse 2 und den äußeren Anschlußklemmen 3 und 4· An diesen ist das im Gehäuse 2 liegende Wickelpaket 5 durch die Leitungen G und 7 angeschlossen. Da der eine Ausgang des Wickelpaketes 5 (Leitung 7) auf Gehäusepotential liegt, ist die Anschlußklemme 3 mit dem Gehäuse 2 verbunden, während die .mschluSkieEme 4 düxüh die isolierende Durchführung 8 geleitet ist.1 shows the single-phase power capacitor 1 with a weatherproof, metallic housing 2 and the external connection terminals 3 and 4. The winding package 5 located in the housing 2 is connected to these by the lines G and 7. Since one output of the winding package 5 (line 7) is at the housing potential, the terminal 3 is connected to the housing 2, while the .mschluSkieEme 4 düxüh the insulating bushing 8 is routed.

) Das Wickelpaket 3 enthält mehrere Wickel 9» die parallelgeschaltet sind, um den einphasigen Kapazitäts '3is 10 ^S¹Xg. 4) zwischen den AnschluSkl ⁿrmen 3 und 4 zu "bilden- Jeder Wickel 9 entspricht einer Seil--r.pazxtät 11 im Schaltbild nach Pig. 4= Dem gesamten Kapazitätskreis 10 ist der Widerstandskreis 12 parallelgeschaltet, damit die Kondensatorwickelbeläge bis auf eine ungefährliche Spannung entladen werden, wenn der ) The winding package 3 contains several windings 9 »which are connected in parallel to provide the single-phase capacitance '3is 10 ^ S ¹ Xg. 4) rms ⁿ between the AnschluSkl 3 and 4 "bilden- Each winding 9 corresponds to a rope -. R.pazxtät 11 in the diagram of Pig 4 = The total capacitance circuit 10, the resistor circuit 12 connected in parallel, so that the capacitor Wick same Läge to a non-hazardous Voltage are discharged when the

-A--A-

WE Case 35 ^r<78WE Case 35 ^r <78

Kondensator außer Betrieb gesetzt ist. Dieser Widerstandskreis 12 ist aus mehreren Widerständen 13 gebildet, die auf der oberen Fläche des Wiekelpaketes 5 in dem Isolierr ' I4 angeordnet sind, welcher seinerseits in der Isolierhülse 15 liegt. Die Widerstände 38 sind mit den Leitungen 6 und 7 verbunden.Capacitor is out of service. This resistance circuit 12 is formed from a plurality of resistors 13, the on the upper surface of the rocker pack 5 in the Isolierr 'I4 are arranged, which in turn is in the insulating sleeve 15 lies. The resistors 38 are with the leads 6 and 7 connected.

Um die Montage des Wickelpaketes 5 und auch die Wärmeabfuhr su erleichtern, liegt das Wickelpaket ..n dem U-förmigen Rahmen 16 aus Stahl, der die Seitenflächen und den Boden des Wickelpaketes 5 umfaßt. An den Stirnflächen des Wickelpaketes sind außerdem I-förmige Abdeckungen 17 angeordnet, um diese zu schützen. Der kurse Schenkel der Abdeckungen 17 liegt am Boden des Wickslpaketes 5»To the assembly of the winding package 5 and also the heat dissipation To make it easier, the winding package is located in the U-shaped one Frame 16 made of steel, covering the side surfaces and the bottom of the winding package 5 includes. I-shaped covers 17 are also arranged on the end faces of the winding package, to protect them. The current leg of the covers 17 lies on the bottom of the winding package 5 »

Der Rahmen 1 verbessert den Wärraetransport von den Wickeln 9 zu dem Gehäuse 2. Um einen metallischen Kontakt zwischen dem Rahmen 16 und dem Gehäuse 2 zu erzielen, sind auf dem Rahinen federnde Elemente angeordnet, die einen Flächen- oder Linienkontakt erzeugen. Im vorliegenden Fall stehen die federnden 31emente aus teilweise ausgestanzten und a gebogener. Teilen des Rahmens 16, welche die Finger 18 bilden. Die Finge 18 können in jeder gewünschter, geometrischen Anordnung über den Rahmen verteilt sein. 3s espfi It eich insbesondere>The frame 1 improves the heat transport from the winding 9 to the housing 2. In order to achieve a metallic contact between the frame 16 and the housing 2, are on the Rahinen arranged resilient elements that have a surface or Create line contact. In the present case, the resilient elements are made of partially punched and a curved. Parts of the frame 16 which form the fingers 18. The fingers 18 can be in any desired geometric arrangement be distributed over the frame. 3s espfi It is especially applicable>

660Ia6 ί660Ia6 ί

WS Case 35 778WS Case 35 778

sie LO anzuordnen, daß sie hauptsächlich in den Handzonen der Gehäusewände den metallischen Kontakt ergeben. Durch die Pinger 18, die mit der inneren Oberfläche des Gehäuses in Berührung stehen, wird ein direkter metallischer Kontakt zur Wärmeübertragung gebildet, der auch infolge der Federung der Pinger erhalten bleibt, wenn verhältnismäßig hohe Betriebstemperaturen eine Ausdehnung des flüssigen Dielektrikums und damit auch ein Ausdehnen der Gehäuseseiten verursachen. to arrange them LO so that they result in metallic contact mainly in the hand areas of the housing walls. The pingers 18, which are in contact with the inner surface of the housing, form a direct metallic contact for heat transfer, which is also maintained as a result of the springiness of the pingers when relatively high operating temperatures cause expansion of the liquid dielectric and thus expansion of the Cause housing sides.

/fönen* st*/ blow dry * st *

I;p.- wesentliches Kennzeichen der -ärfsKseng· ist der innere Aufbau der Wickel 9· Jeder Wickel 9 enthält, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, eine innere Reihenschaltung von mehreren Wickelelementen, die aus abgestuften und sich wechselseitig überdeckenden Belägen gebildet sind. Als Dielektrikum diesen im Wickel 9 die Bänder 19 und 20 aus mehreren Papierlagen, zwischen denen die Aluminiumfolien, welche jeweils die leitenden Beläge bilden, angeor. .et sind. Damit die innere Reihenschaltung des Wickels entsteht, ist im Wickelinneren die Folie 21 kürzer als die ihr gegenüberstehende Folie 22. Die Folie 21 ist mit der Ableitung 23 verbunden, durch welche das innere Wickelende nach außen geführt ist. Dem von der Folie 21 nicht überdeckten EndeI; p.- essential characteristic of the -ärfsKseng · is the inner one Structure of the winding 9 · Each winding 9 contains, as shown in FIGS. 2 and 3, an internal series connection of several Winding elements, which are formed from stepped and mutually overlapping coverings. As a dielectric these in the roll 9 the tapes 19 and 20 made of several paper layers, between which the aluminum foils, which respectively form the conductive coverings, angeor. .et are. In order to the inner series connection of the roll is created, the film 21 inside the roll is shorter than the one opposite it Slide 22. Slide 21 is with derivation 23 connected through which the inner winding end to the outside is led. The end not covered by the film 21

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WS Case 35 778WS Case 35 778

der Folie 22 steht die, die Folie 22 nur teilweise überlappende, Folie 23 gegenüber, die ihrerseits langer als die Folie 22 ist und wieder teilweise von der Folie 24 überlappt wird. Diese wechselseitige Überlappung der einzelnen Folien ergibt eine Reihenschaltung der durch die sich jeweils gegenüberstehenden Folien gebieten Wickelelemente. Die Abstände zwischen den jeweiligen Snden der Folien sind groß genug gewählt, um eine genügend große Isolierstrecke zu bilden.the film 22 is the one, the film 22 only partially overlapping, Foil 23 opposite, which in turn is longer than foil 22 and again partially from foil 24 is overlapped. This mutual overlap of the individual foils results in a series connection of the through the foils facing each other have winding elements. The distances between the respective ends of the foils are chosen large enough to be sufficiently large To form insulating distance.

Die innere Reihenschaltung der Wickelelemente ist im Schaltbild der Fig. 4 schematisch durch j· weils fünf hintereinander geschaltete Kapazitäten 25 angegeben. Da die Spannungssehritte zur Einhaltung der zulässigen Belagspannung innerhalb des Wickels vorgenommen werden, können die einseinen Wickel im Wickelpaket alle parallelgeschaltet werden. Dazu ist die letzte äußere Belagfolie 26 des Wickels 9 so lang aus dem Wickel herausgeführt, daß sie diesen ein oder mehrmals umgibt. Die nebeneinander liegaüen Wickel 9 im Wickelpaket 5 sind also durch die außenliegenden Belagfolien miteinander elektrisch verbunden. Um den Kontaktdruck für die elektrische Verbindung der einzelnen Wickel zu verbessern, sind an denThe inner series connection of the winding elements is shown in the circuit diagram 4 schematically by five in each case one behind the other switched capacities 25 indicated. Since the tension steps to maintain the permissible surface tension within the winding, the single winding in the Winding package can all be connected in parallel. In addition is the last outer covering film 26 of the roll 9 guided out of the roll for such a long time that it surrounds this one or more times. The laps 9 lying next to one another in the lap package 5 are therefore electrically connected to one another by the outer covering foils. To get the contact pressure for the electrical To improve the connection of the individual wraps, the

chmalen Seitenflächen des Wickelpaketes starke leitende Platten 27 und 28 gegen die Wi- ^gepreßt, die elektrischenarrow side surfaces of the winding package, strong conductive Plates 27 and 28 pressed against the wi- ^, the electrical

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VE Gase 35 778VE gases 35 778

Vertindungselesente zum Wickelpake"- "bilden. 3s empfiehlt sich, die Platten durch leitfähige Verbindungsmittel 29>:0 mit den U-fiahiaen 16 zu verbinden. Daiureh ist ein gemeinsames Potential für die Wic&e!enden 26, den Hahnen 16, das Gehäuse 2 und die Ausgangsklemme 3 gesichert.Form connecting elements to the wrap pack "-". 3s recommends the plates by conductive connecting means 29>: 0 to connect with the U-fiahiaen 16. Daiureh is a common Potential for the Wic & e! Ends 26, the cocks 16, the Housing 2 and output terminal 3 secured.

Der andere Ausgang der Wickel, gebildet durch die eweiligen Ableitungen 23, ist jeweils mit der leitenden Schiene 31 verbunden, die auf der oberen Fläche des Wickelpaketes angeordnet ist. Diese Schiene 31 ist durch die Isolierhülse 15» in deren Innerem die Widerstände 13 liegen, abgedeckt.The other exit of the winding, formed by the respective discharge lines 23, is in each case connected to the conductive rail 31 connected, which are arranged on the upper surface of the winding package is. This rail 31 is covered by the insulating sleeve 15 'in the interior of which the resistors 13 are located.

desof

Außerdem sind jeweils am Snde/YJi ekel pake te s gefaltete Isolierlagen 32 und 33 angeordnet, welche die Isolierung zwischen der Schiene 31 und den Druckp"¹ ^ten 27 und 28 gewährleisten. Die Schiene 31 ist mit der Loitung 6 zur Anschlußklemme 4 geführt.In addition, folded in the sin / Yji ekel pake te s insulating layers are arranged in each case 32 and 33 which th the insulation between the rail 31 and the pressure p ^"1 ^ 27 and 28 provide. The rail 31 is guided with the Loitung 6 to the terminal 4.

4 Pigurer.
Ansprüche4 Pigurer.
Expectations

fifofifo

Claims

RA.-B015725-ia7.BBRA.-B015725-ia7.BB

VS Case 35 778

Expectations

1, Electric power capacitor of several, in particular parallel-connected capacitor glass or winding groups, which are in a liquid dielectric filled housing are arranged, characterized in that that each condensate coil consists of a series connection of Winding elements consisting of graded, alternating covering coverings are formed, which the last outer covering film led out and to Connection of the winding with the other winding or with the housing is used.

2. Electrical power capacitor according to claim 1, characterized marked there .; each a group of each other parallel winding in a metallic frame is arranged within the housing, which is in conductive connection with the leading out covering foils.

3 · Electrical power con ^ enuator according to claim 2, characterized marked that the metallic laces with the help of resilient olemeiiten η many places with the capacitor case is in metallic contact.

660116!660116!

WB Case 35 778

4 · Electrical condenser according to. . Claim 3, thereby characterized in that the resilient elements each have a 3? surface contact between the housing and the frame "form.

5. Electrical .aeistungskondensator according to / spoke 3, characterized in that the resilient Elosisnte each form a line contact wiper * your housing and the frame «

6. Electrical power capacitor according to claim 3 * thereby characterized in that the .spring elements by partially out anste and bent parts of the frame are formed.

7. Electrical power condensate according to claim 3> characterized in that the resilient elements evenly over d.the area of the frame are distributed.

8.Electric power capacitor according to claim 3> characterized in that the resilient elements hau ;. ■ -relatively the metallic contact in the edge zones of the housing walls to give the frame.

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