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Elektrischer Kondensator mit imprägniertem
Papierdielektrikum Bei Papier-und Metallpapierkondensatoren verwendet man Imprägniermittel, welche die elektrischen Kondensatoren gegen Feuchtigkeit schützen und die effektiven Kapazitätswerte erhöhen. Es werden zum Imprägnieren Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante gewählt, die die Durchschlagfestigkeit des Kondensators erhöhen, ohne die dielektrischen Verluste und die Ableitverluste ungünstig zu beeinflussen. Insbesondere bei Herstellung von Miniaturkondensatoren wird Metallpapier verwendet. Bei dem letzteren ist auch das Regenerationsvermögen des Kondensators wichtig.
Es ist bekannt, dass im Augenblick des Durchschlages die dünne Metallschicht zufolge der Wärmewirkung des Durchschlages verdampft ; da im Bereiche des Durchschlagkanals der Metallbelag zerstört wird, wird der durchgeschlagene Dielektrikumteil von den übrigen Teilen des Dielektrikums isoliert. Falls die Verdampfungsgeschwindigkeit der Metallschichte höher ist als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Durchschläge in dem Dielektrikum, wird der Kondensator nach jedem derartigen Durchschlag regeneriert. Um diese günstigen Bedingungen zu erreichen, werden die Metallpapierkondensatoren bekannterweise mit Paraffin, Ceresin, Transformatoröl od. dgl. imprägniert. Die Dielektrizitätskonstante liegt aber nur zwischen 2 und 2, 5 und ist daher für Miniaturkondensatoren ungeeignet.
Die bekannten Stoffe mit hoher Dielektrizitätskonstante-z. B. chloriertes Naphthalin undRizinusöl mit einer Dielektrizitätskonstante von 4,5 bzw. 5, 0 - sind im Falle von Metallpapierkondensatoren als Imprägniermittel ungeeignet, da die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Durchschläge höher als die Verdampfungsgeschwindigkeit des Metallbelages ist und der Durchschlag schon bei einer nur wenig über der Betriebsspannung liegenden Prüfspannung explosionsartig erfolgt und der Kondensator nicht regeneriert wird.
Die bei Papierkondensatoren angewandten chlorierten aromatischen Kohlenwasserstoffe, besonders chloriertes Naphthalin, sind zu solchem Zwecke ungeeignete Verbindungen, da die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Durchschläge höher ist als die Verdampfungsgeschwindigkeit des Metallbelages und der Kondensator nicht regeneriert wird. Dies wird auch durch die Verwendung von Inhibitoren nicht geändert, so dass derartige Papierkondensatoren verhältnismässig rasch zugrunde gehen.
Es wurde nun gefunden, dass für Metallpapierkondensatoren als Imprägniermittel Hydrochinon als Antioxydant enthaltendes Rizinusöl mit bestem Erfolg verwendet werden kann. Hydrochinon verwendet man vorteilhaft in einer Menge von 0, 5 - 3, 0 %. Das auf diese Weise stabilisierte Rizinusöl weist eine Dielektrizitätskonstante von 4 - 4, 5 auf, wobei der Verlustfaktor 50 - 80 X 10-4 ist. Die Vergleichsversuche haben ergeben, dass bei mit Hydrochinon enthaltendem Rizinusöl getränkten Metallpapierkondensatoren die Regenerierfähigkeit und die spezifische Kapazität mindestens um 50 % erhöht wird im Vergleich zu Kondensatoren, welche mit Paraffin oder Ceresin imprägniert wurden.
Falls man zur Erhöhung der Stabilität von Rizinusöl l, 5 % Hydrochinon zusetzt und beim Imprägnieren die Gasbläschen aus dem imprägnier- tenPapierdielektrikum durch Vakuum entfernt, kann die spezifische Kapazität um 100-150% erhöht werden. Hiedurch können Miniaturkondensatoren aus Metallpapier hergestellt werden. Das Vakuumimprägnieren kann man in den gebräuchlichen Vakuumgefässen vornehmen. Es genügt, dass man die Bläschenbildung während des Vakuumimprägnierens beobachtet. Beim Aufhören der Bläschenbildung ist auch das Imprägnie- ren vollendet. Dieses Verfahren ist leicht durchführbar und kann bei einer Automatisierung verwendet werden.