JP3963580B2

JP3963580B2 - Dry metallized film capacitor

Info

Publication number: JP3963580B2
Application number: JP17621698A
Authority: JP
Inventors: 博数阪口; 智哉安立; 智則東江
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2018-06-23
Also published as: JP2000012380A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the corrosion of a metallic evaporation film in its long term use, to suppress the reduction of an electrostatic capacitor, and to prevent the deterioration of a dielectric by removing residual moisture in the metallic container of a dry type metallized film capacitor filled with SF6 gas. SOLUTION: A plurality of capacitor elements 1 around which a pair of aluminum evaporation metallized plastic films are overlapped and wound, and in which electrode leading parts are formed by spraying metallicon metal are connected serial, in parallel, or in serial/parallel, and housed in a metallic container 2 equipped with an external terminal, and the container is filled with insulating gas 6 containing SF6 gas in this dry type metallized film capacitor. Then, absorbent 3 constituted of synthetic zeolite and active alumina is arranged at the upper part of the capacitor element in the metallic container 2, and the absorbent is obtained by mixing the synthetic zeolite which is 0.5-5.0 g per the SF6 gas 1 g with the active alumina whose weight is 1/20-1/1 times as that of the synthetic zeolite.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＦ₆ ガスを充填した高電圧高容量の大形乾式金属化フィルムコンデンサの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＳＦ₆ ガスからなる絶縁性ガスを充填した乾式金属化フィルムコンデンサは、金属化プラスチックフィルムを巻回してなるコンデンサ素子の両端面に金属を溶射して電極引出部を形成し、コンデンサ素子を直列、並列または直並列に結線した後、外部端子を備えた金属製容器に収納し、真空乾燥を行って水分を除去した後、ＳＦ₆ ガスからなる絶縁性ガスを充填して形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＳＦ₆ ガスからなる絶縁性ガスを充填した乾式金属化フィルムコンデンサでは、水分除去のため真空乾燥を実施しているが、完全に除去することはできず、僅かの水分が誘電体の金属化プラスチックフィルム、金属製容器との絶縁を保つ絶縁物およびその他の部材に付着／残留し、長期間の使用において部分放電により残留水分と化学反応を起こし硫化水素、二酸化硫黄、フッ化水素等の分解ガスを発生させ、金属化プラスチックフィルムの金属蒸着膜が腐食しコンデンサの静電容量減少、誘電体劣化を引き起こすなどの欠点があった。
【０００４】
この乾式金属化フィルムコンデンサの静電容量減少、誘電体劣化を引き起こす残留水分を除去する方法として、例えば特開平３ー１６３８１１号公報に、アルミニウムより残留水分と化学反応し易い亜鉛を金属蒸着膜に使用した低電圧小容量定格の乾式金属蒸着フィルムコンデンサで、合成ゼオライトの添加量をケースの内容積約２００ｃｃに対して０．５ｇで、封入気体を無乾燥大気とした実施例が開示されている。しかし、充填ガスがＳＦ₆ ガスの場合、微量であっても残留水分が存在すれば部分放電によりＳＦ₆ ガスが分解し、この分解ガスが金属蒸着膜を腐食して性能を低下させることがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するため、蒸着金属をアルミニウムとする金属化プラスチックフィルムからなるコンデンサ素子、該コンデンサ素子を包囲する主絶縁層、金属製容器とコンデンサ素子間との高電圧を絶縁する複数枚の絶縁物およびその他の部材の残留水分を吸着するため、ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を金属製容器内に配置し、ＳＦ₆ ガスの分解を防止しようとするものである。
【０００６】
すなわち、一対のアルミニウム蒸着金属化プラスチックフィルムを重ね合せて巻回し、メタリコン金属を溶射して電極引出部を形成したコンデンサ素子１を直列、並列または直並列に結線し、外部端子を備えた金属製容器２に収納し、該容器内にＳＦ₆ ガスを含む絶縁性ガス６を充填してなる乾式金属化フィルムコンデンサにおいて、上記金属製容器２内のコンデンサ素子上部に、合成ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤３を配置し、該吸着剤は、ＳＦ₆ ガス１ｇに対して、合成ゼオライトを０．５〜５．０ｇ、活性アルミナを合成ゼオライト重量の１／２０〜１／１倍配合してなることを特徴としている。
【０００７】
また、上記合成ゼオライトを天然ゼオライトで代替し、ＳＦ₆ ガス１ｇに対して、天然ゼオライトを０．５〜５．０ｇ、活性アルミナを天然ゼオライト重量の１／１０〜１／１倍配合してなることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ＳＦ₆ ガスを充填してなる金属製容器内のコンデンサ素子上部にゼオライトと活性アルミナを最適配合比で作製した吸着剤を配置することにより、高温下で水蒸気として残留する水分の除去が可能となり、高温下で長期間使用する場合、残留水分の影響による静電容量減少を抑え、誘電体の劣化防止を図ることができる。
【０００９】
【実施例１】
図１に示すように、厚さ９μｍ、幅１００ｍｍ、蒸着膜抵抗５Ω／□のアルミニウム蒸着金属化ポリプロピレンフィルムを重ね合せて巻回し、メタリコン金属を溶射して電極引出部を設けたコンデンサ素子１を形成し、３相、△結線してなるコンデンサ素子１を主絶縁層４にて包囲し、さらに端子ーケース間の耐電圧保護用の絶縁物５を介して、外部端子を備えた金属製容器２に収納するとともに、吸着剤３をコンデンサ素子１を包囲している主絶縁層４の上部に収納し、真空乾燥後、ＳＦ₆ ガスからなる絶縁性ガス６をゲージ圧０．５ｋｇｆ／ｃｍ² にて注入し、定格３相、６０Ｈｚ、６６００ＶＡＣ、１００ｋｖａｒの乾式金属化フィルムコンデンサとして下記の試料を作製した。
試料に収納した吸着剤３は、ＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当り、

の計１０種類の乾式金属化フィルムコンデンサを用いて、高温連続耐用試験を行い、３０００時間後における吸着剤の収納量と静電容量変化率との関係を調査した。
試験条件は、温度５０℃、印加電圧は３相、９２４０ＶＡＣで、試験後のコンデンサの静電容量を１ｋＨｚにて測定した。その結果を図２に示す。
【００１０】
図２から明らかなように、高温連続耐用試験３０００時間経過後の静電容量の減少は、天然ゼオライトをＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当り０．５ｇに固定して活性アルミナの収納量を変化させた場合、活性アルミナの収納量が０．０５ｇ未満では、静電容量減少の改善効果は少ないが、０．０５ｇ〜０．５ｇ（ゼオライトに対する重量配合比：１／１０〜１／１）ではその静電容量減少は２．４〜１．２％の範囲であり、改善効果が認められる。
一方、合成ゼオライトを用いた場合には、活性アルミナの収納量が０．０２５ｇ未満では、静電容量減少の改善効果は少ないが、０．０２５ｇ〜０．５ｇ（ゼオライトに対する重量配合比：１／２０〜１／１）ではその静電容量減少は２．０〜０．６％の範囲であり、改善効果が認められる。しかし、上記の何れの場合とも、活性アルミナの収納量を０．５ｇ（ゼオライトに対して１／１）を超えて配合しても静電容量減少の改善効果は小さく、コスト高となるのみで望ましくない。
よって、ゼオライトに対する活性アルミナの重量配合比は、
ａ）天然ゼオライトの場合：１／１０〜１／１
ｂ）合成ゼオライトの場合：１／２０〜１／１
の範囲が適当である。
【００１１】
【実施例２】
上記実施例１と同様の仕様により、下記の吸着剤を用いた乾式金属化フィルムコンデンサを作製し、高温連続耐用試験にて評価試験を行った。
ＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当りに対する吸着剤３の収納量は、
ａ）天然ゼオライト０．５ｇ＋活性アルミナ０．０５ｇ・・・・特性曲線Ａ
ｂ）合成ゼオライト０．５ｇ＋活性アルミナ０．０５ｇ・・・・特性曲線Ｂ
とし、さらに、
ｃ）吸着剤３を収納していない従来品・・・・特性曲線Ｃ
も比較用として作製した。
試験条件は、温度５０℃、印加電圧は３相、９２４０ＶＡＣで、試験後のコンデンサの静電容量を１ｋＨｚにて測定した。
その結果を図３に示す。
【００１２】
図３から明らかなように、高温連続耐用試験３０００時間経過後の静電容量の減少は吸着剤を収納していない試料は９．６％であるのに対し、ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を収納した試料は２．４％以下の静電容量の減少であり、吸着剤を収納した方が静電容量の減少は少なく安定している。また、ゼオライトの種類としては合成ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を収納した試料の静電容量の減少は１．４％であり、天然ゼオライトの場合の２．４％と比較して静電容量の減少が少なく良好である。
【００１３】
評価試験として、高温連続耐用試験を△結線の試料にて示したが、これに限られるものではなく、コンデンサ素子の単独、直並列結線およびＹ結線の場合でも同様の効果が得られた。
【００１４】
【実施例３】
実施例１と同様の仕様による組立てを行い、真空乾燥後、窒素ガスとＳＦ₆ ガスとの重量比を９：１とする混合ガスからなる絶縁性ガス６をゲージ圧０．５ｋｇｆ／ｃｍ²にて注入し、定格３相、６０Ｈｚ、６６００ＶＡＣ、１００ｋｖａｒの乾式金属化フィルムコンデンサの試料を作製し、高温連続耐用試験にて評価試験を行った。
ＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当りに対する吸着剤３の収納量は、
ａ）天然ゼオライト０．５ｇ＋活性アルミナ０．０５ｇ・・・・特性曲線Ａ
ｂ）合成ゼオライト０．５ｇ＋活性アルミナ０．０５ｇ・・・・特性曲線Ｂ
とし、さらに、
ｃ）吸着剤３を収納していない従来品・・・・特性曲線Ｃ
も比較用として作製した。
試験条件は、温度５０℃、印加電圧は３相、９２４０ＶＡＣで、試験後のコンデンサの静電容量を１ｋＨｚにて測定した。
その結果を図４に示す。
【００１５】
図４から明らかなように、高温連続耐用試験３０００時間経過後の静電容量の減少は吸着剤を収納していない試料は９．４％であるのに対し、ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を収納した試料は２．５％以下の静電容量の減少であり、吸着剤を収納した方が静電容量の減少は少なく安定している。また、ゼオライトの種類としては合成ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を収納した試料の静電容量の減少は１．６％であり、天然ゼオライトの場合の２．５％と比較して静電容量の減少が少なく良好である。
【００１６】
また、実施例２、３とも吸着剤の収納量は、製品重量とコストを考慮すると、少量の方が望ましいが、ＳＦ₆ ガス１ｇ当りのゼオライトの収納量が０．５ｇ未満では、静電容量の減少に対して効果が少ない。しかし、５．０ｇを超える場合には、ＳＦ₆ ガスを注入する際、障害となり、また製品重量の増加とコスト高となるので不適当であり、多くとも５．０ｇにとどめておくのが望ましい。
【００１７】
【実施例４】
図５は印加電圧と累積破壊個数との関係を示す図であり、上記の高温連続耐用試験３０００時間終了品よりコンデンサ素子を形成しているアルミニウム蒸着金属化ポリプロピレンフィルムを取出し、ＪＩＳ電極にて直流電圧を連続印加し、印加電圧と累積破壊個数との関係を調査した結果である。
【００１８】
図５から明らかなように、天然ゼオライトと活性アルミナ、合成ゼオライトと活性アルミナとを吸着剤として収納している試料は印加電圧３．５ｋＶにおいても累積破壊個数は１０個以下であるが、吸着剤を収納していない試料の累積破壊個数は４２個で、吸着剤を収納していた試料に対し累積破壊個数は４．２倍以上である。
【００１９】
【実施例５】
実施例１と同様の仕様、方法により、定格３相、６０Ｈｚ、６６００ＶＡＣ、１００ｋｖａｒの乾式金属化フィルムコンデンサとして下記の試料を作製した。
試料に収納した吸着剤３は、ＳＦ６ガス充填量１ｇ当り、
ａ）天然ゼオライト／活性アルミナ：０．５ｇ／０．０５ｇ、１．０ｇ／０．１ｇ、５．０ｇ／０．５ｇ、１０．０／１．０ｇ・・・・特性曲線Ａ
ｂ）合成ゼオライト／活性アルミナ：０．５ｇ／０．０５ｇ、１．０ｇ／０．１ｇ、５．０ｇ／０．５ｇ、１０．０／１．０ｇ・・・・特性曲線Ｂ
とし、さらに、
ｃ）吸着剤を収納していない従来品・・・・特性曲線Ｃ
の計９種類の乾式金属化フィルムコンデンサを用いて、高温連続耐用試験にて評価試験を行い、３０００時間後における吸着剤収納量と静電容量変化率との関係を調査した。試験条件は、温度５０℃、印加電圧は３相、９２４０ＶＡＣで、試験後のコンデンサの静電容量を１ｋＨｚにて測定した。その結果を図６に示す。
【００２０】
図６から明らかなように、高温連続耐用試験３０００時間経過後の静電容量の減少は吸着剤を収納していない試料は９．６％であるのに対し、吸着剤のゼオライトをＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当り０．５〜５．０ｇ（活性アルミナの重量配合比：ゼオライトの１／１０）とすると、天然ゼオライトの場合、静電容量の減少は２．４％以下であり、安定している。また、合成ゼオライトの場合、静電容量の減少は１．４％以下であり、静電容量の減少が少なく良好である。また、吸着剤のゼオライトをＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当り１０．０ｇ（活性アルミナの重量配合比：ゼオライトの１／１０）としても、静電容量の減少は吸着剤のゼオライトをＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当り５．０ｇ（活性アルミナの重量配合比：ゼオライトの１／１０）収納するのとほぼ同程度であるが、前記したようにＳＦ₆ ガスを注入する際、障害となり、また製品重量の増加とコスト高となることより不適当である。よって、ゼオライトの収納量は０．５〜５．０ｇの範囲が適当である。
【００２１】
【実施例６】
図１に示すように、厚さ１０μｍ、幅１００ｍｍ、蒸着膜抵抗５Ω／□のアルミニウム蒸着金属化ポリプロピレンフィルムを重ね合せて巻回し、コンデンサ素子１を作製し、実施例１と同様の方法により、定格３相、６０Ｈｚ、４００ＶＡＣ、５０ｋｖａｒの乾式金属化フィルムコンデンサの試料を作製し、高温連続耐用試験にて評価試験を行った。
吸着剤は、ＳＦ₆ ガス充填量１ｇ当りに対する吸着剤３の収納量を、
ａ）天然ゼオライト０．５ｇ＋活性アルミナ０．０５ｇ・・・特性曲線Ａ
ｂ）合成ゼオライト０．５ｇ＋活性アルミナ０．０５ｇ・・・特性曲線Ｂ
としたものを使用し、さらに、
ｃ）吸着剤３を収納していない従来品・・・特性曲線Ｃ
も比較用として作製した。
試験条件は、温度７０℃、印加電圧は３相、５６０ＶＡＣで、試験後のコンデンサの静電容量を１ｋＨｚにて測定した。その結果を図７に示す。
【００２２】
図７から明らかなように、高温連続耐用試験３０００時間経過後の静電容量の減少は吸着剤を収納していない試料は８．６％であるのに対し、ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を収納した試料は２．２％以下の静電容量の減少であり、吸着剤を収納した方が静電容量の減少は少なく安定している。また、ゼオライトの種類としては合成ゼオライトと活性アルミナよりなる吸着剤を収納した試料の静電容量の減少は１．２％であり、天然ゼオライトの場合の２．２％に比べて静電容量の減少が少なく良好である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＳＦ₆ ガスを含有してなる絶縁性ガスを充填した金属製容器内のコンデンサ素子上部にゼオライトと活性アルミナを最適配合比で作製した吸着剤を配置することにより、高温下で水蒸気として残留する水分の吸着除去が可能となり、高温下で長期間使用しても残留水分の影響による静電容量減少が小さく、信頼性の高い乾式金属化フィルムコンデンサを得ることができるので、工業的、実用的にその価値は極めて大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の乾式金属化フィルムコンデンサの一実施例の断面図である。
【図２】高温連続耐用試験３０００時間後における吸着剤の収納量と静電容量変化率との関係を示す図である。
【図３】高温連続耐用試験３０００時間後における吸着剤の収納量と静電容量変化率との関係を示す図である。
【図４】高温連続耐用試験後における静電容量変化率を示す図である。
【図５】印加電圧と累積破壊個数との関係を示す図である。
【図６】高温連続耐用試験の３０００時間後における吸着剤の収納量と静電容量変化率との関係を示す図である。
【図７】高温連続耐用試験後における静電容量変化率を示す図である。
【符号の説明】
１コンデンサ素子
２金属製容器
３吸着剤
４主絶縁層
５絶縁物
６絶縁性ガス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a high voltage, high capacity, large dry metallized film capacitor filled with SF ₆ gas.
[0002]
[Prior art]
A conventional dry metallized film capacitor filled with an insulating gas composed of SF ₆ gas is formed by spraying metal on both end surfaces of a capacitor element formed by winding a metallized plastic film to form an electrode lead portion. After connecting in series, parallel or series-parallel, it was stored in a metal container equipped with external terminals, vacuum dried to remove moisture, and then filled with an insulating gas made of SF ₆ gas. .
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the dry metallized film capacitor filled with the above insulating gas composed of SF ₆ gas, vacuum drying is performed to remove moisture, but it cannot be completely removed, and a slight amount of moisture is a dielectric metal. Adhered / remains on plastic film, insulators that maintain insulation from metal containers and other components, and causes chemical reaction with residual moisture by partial discharge in long-term use, such as hydrogen sulfide, sulfur dioxide, hydrogen fluoride, etc. Decomposition gas was generated, and the metal vapor deposition film of the metallized plastic film was corroded, resulting in a decrease in the capacitance of the capacitor and deterioration of the dielectric.
[0004]
As a method for removing residual moisture that causes capacitance reduction and dielectric deterioration of this dry metallized film capacitor, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-163811, zinc that is easier to chemically react with residual moisture than aluminum is used as a metal deposited film. A low-voltage, low-capacity rated dry metal vapor deposition film capacitor used, wherein the amount of synthetic zeolite added is 0.5 g with respect to the internal volume of about 200 cc of the case, and the enclosed gas is non-dry atmosphere is disclosed. . However, when the filling gas is SF ₆ gas, even if the amount is small, if there is residual moisture, the SF ₆ gas is decomposed by partial discharge, and this decomposition gas may corrode the metal vapor deposition film and lower the performance. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention insulates a capacitor element made of a metallized plastic film whose deposition metal is aluminum, a main insulating layer surrounding the capacitor element, and a high voltage between the metal container and the capacitor element. In order to adsorb residual moisture of a plurality of insulators and other members, an adsorbent composed of zeolite and activated alumina is placed in a metal container to prevent decomposition of SF ₆ gas.
[0006]
That is, a pair of aluminum vapor-deposited metallized plastic films are overlapped and wound, and capacitor elements 1 having electrode lead portions formed by spraying metallicon metal are connected in series, parallel, or series-parallel, and are made of metal having external terminals. In a dry metallized film capacitor which is housed in a container 2 and filled with an insulating gas 6 containing SF ₆ gas, the capacitor element in the metal container 2 is made of synthetic zeolite and activated alumina. Adsorbent 3 is arranged, and the adsorbent is formed by blending 0.5 to 5.0 g of synthetic zeolite and 1/20 to 1/1 times the weight of synthetic zeolite with respect to 1 g of SF ₆ gas. It is characterized by that.
[0007]
Further, the synthetic zeolite is replaced with natural zeolite, and 0.5 to 5.0 g of natural zeolite and activated alumina are mixed 1/10 to 1/1 times the weight of natural zeolite with respect to 1 g of SF ₆ gas. It is characterized by that.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
By placing an adsorbent made of zeolite and activated alumina at the optimum blending ratio in the upper part of the capacitor element in a metal container filled with SF ₆ gas, it becomes possible to remove water remaining as water vapor at high temperatures. When used at a high temperature for a long period of time, it is possible to suppress a decrease in electrostatic capacitance due to the influence of residual moisture and to prevent deterioration of the dielectric.
[0009]
[Example 1]
As shown in FIG. 1, a capacitor element 1 provided with an electrode lead portion by laminating and winding an aluminum-deposited metallized polypropylene film having a thickness of 9 μm, a width of 100 mm, and a deposited film resistance of 5Ω / □, and spraying metallicon metal. A formed and three-phase, Δ-connected capacitor element 1 is surrounded by a main insulating layer 4, and further a metal container 2 having an external terminal via an insulator 5 for withstand voltage protection between the terminal and the case. In addition, the adsorbent 3 is housed in the upper part of the main insulating layer 4 surrounding the capacitor element 1, and after vacuum drying, the insulating gas 6 made of SF ₆ gas is supplied with a gauge pressure of 0.5 kgf / cm ^2. The following samples were prepared as dry-type metallized film capacitors with a rated three-phase, 60 Hz, 6600 VAC, 100 kvar.
The adsorbent 3 stored in the sample is 1 g of SF ₆ gas filling amount.

Using a total of 10 types of dry metallized film capacitors, a high-temperature continuous durability test was conducted, and the relationship between the amount of adsorbent stored and the capacitance change rate after 3000 hours was investigated.
The test conditions were a temperature of 50 ° C., an applied voltage of 3 phases, 9240 VAC, and the capacitance of the capacitor after the test was measured at 1 kHz. The result is shown in FIG.
[0010]
As is clear from FIG. 2, the decrease in the electrostatic capacity after 3000 hours of high-temperature continuous durability test was performed by fixing the amount of activated alumina by fixing the natural zeolite at 0.5 g per 1 g of SF ₆ gas filling amount. In this case, when the amount of the active alumina stored is less than 0.05 g, the effect of improving the capacitance reduction is small, but when 0.05 g to 0.5 g (weight blend ratio with respect to zeolite: 1/10 to 1/1), The decrease in electric capacity is in the range of 2.4 to 1.2%, and an improvement effect is recognized.
On the other hand, when synthetic zeolite is used, if the amount of active alumina stored is less than 0.025 g, the effect of reducing the capacitance decrease is small, but 0.025 g to 0.5 g (weight blending ratio with respect to zeolite: 1 / In 20 to 1/1), the capacitance decrease is in the range of 2.0 to 0.6%, and an improvement effect is recognized. However, in any of the above cases, even if the amount of activated alumina contained exceeds 0.5 g (1/1 with respect to zeolite), the improvement effect of the decrease in capacitance is small and the cost is increased. Not desirable.
Therefore, the weight ratio of activated alumina to zeolite is:
a) For natural zeolite: 1/10 to 1/1
b) Synthetic zeolite: 1/20 to 1/1
The range of is appropriate.
[0011]
[Example 2]
A dry metallized film capacitor using the following adsorbent was prepared according to the same specifications as in Example 1, and an evaluation test was performed in a high-temperature continuous durability test.
The amount of adsorbent 3 stored per gram of SF ₆ gas is:
a) Natural zeolite 0.5g + Activated alumina 0.05g ... Characteristic curve A
b) Synthetic zeolite 0.5g + activated alumina 0.05g ... Characteristic curve B
And then
c) Conventional product without adsorbent 3 ... Characteristic curve C
Was also prepared for comparison.
The test conditions were a temperature of 50 ° C., an applied voltage of 3 phases, 9240 VAC, and the capacitance of the capacitor after the test was measured at 1 kHz.
The result is shown in FIG.
[0012]
As is clear from FIG. 3, the decrease in electrostatic capacity after 3000 hours of high-temperature continuous durability test is 9.6% in the sample not containing the adsorbent, whereas the adsorbent composed of zeolite and activated alumina. The sample in which the capacity is stored has a decrease in capacitance of 2.4% or less, and the capacity in which the adsorbent is stored is smaller and more stable. As for the type of zeolite, the decrease in the capacitance of the sample containing the adsorbent composed of synthetic zeolite and activated alumina is 1.4%, compared with 2.4% in the case of natural zeolite. It is good that there is little decrease in.
[0013]
As an evaluation test, a high-temperature continuous durability test was shown with a Δ connection sample, but the test was not limited to this, and the same effect was obtained in the case of a single capacitor element, a series-parallel connection, and a Y connection.
[0014]
[Example 3]
After assembling according to the same specifications as in Example 1, after vacuum drying, the insulating gas 6 made of a mixed gas in which the weight ratio of nitrogen gas to SF ₆ gas is 9: 1 is adjusted to a gauge pressure of 0.5 kgf / cm ² . A sample of a dry-type metallized film capacitor having a rated three-phase, 60 Hz, 6600 VAC, 100 kvar was prepared, and an evaluation test was performed in a high-temperature continuous durability test.
The amount of adsorbent 3 stored per gram of SF ₆ gas is:
a) Natural zeolite 0.5g + Activated alumina 0.05g ... Characteristic curve A
b) Synthetic zeolite 0.5g + activated alumina 0.05g ... Characteristic curve B
And then
c) Conventional product without adsorbent 3 ... Characteristic curve C
Was also prepared for comparison.
The test conditions were a temperature of 50 ° C., an applied voltage of 3 phases, 9240 VAC, and the capacitance of the capacitor after the test was measured at 1 kHz.
The result is shown in FIG.
[0015]
As is clear from FIG. 4, the decrease in the capacitance after lapse of 3000 hours in the high-temperature continuous durability test is 9.4% in the sample not containing the adsorbent, whereas the adsorbent composed of zeolite and activated alumina. The sample containing the sample has a decrease in capacitance of 2.5% or less, and the sample containing the adsorbent is less stable and less stable. As for the type of zeolite, the decrease in the capacitance of the sample containing the adsorbent composed of synthetic zeolite and activated alumina is 1.6%, compared with 2.5% in the case of natural zeolite. It is good that there is little decrease in.
[0016]
In Examples 2 and 3, the amount of adsorbent stored is preferably a small amount in consideration of the product weight and cost, but if the amount of zeolite stored per gram of SF ₆ gas is less than 0.5 g, the capacitance Less effective against decrease in However, if it exceeds 5.0 g, it will be an obstacle when injecting SF ₆ gas, and it will be unsuitable because it will increase the product weight and cost, and it is desirable to keep it at most 5.0 g. .
[0017]
[Example 4]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the cumulative number of breakdowns. Take out the aluminum-deposited metallized polypropylene film forming the capacitor element from the above-mentioned product after 3000 hours of high-temperature continuous durability test, and apply DC to the JIS electrode. It is the result of investigating the relationship between the applied voltage and the cumulative number of breakdowns by applying a voltage continuously.
[0018]
As is clear from FIG. 5, the sample containing natural zeolite and activated alumina, synthetic zeolite and activated alumina as adsorbents has an accumulated breakdown number of 10 or less even at an applied voltage of 3.5 kV. The cumulative number of fractures of the sample that does not contain the sample is 42, and the cumulative number of fractures is 4.2 times or more that of the sample that contains the adsorbent.
[0019]
[Example 5]
The following sample was prepared as a dry metallized film capacitor with a rated three-phase, 60 Hz, 6600 VAC, 100 kvar, using the same specifications and methods as in Example 1.
The adsorbent 3 contained in the sample is 1 g of SF6 gas filling amount,
a) Natural zeolite / activated alumina: 0.5 g / 0.05 g, 1.0 g / 0.1 g, 5.0 g / 0.5 g, 10.0 / 1.0 g... characteristic curve A
b) Synthetic zeolite / activated alumina: 0.5 g / 0.05 g, 1.0 g / 0.1 g, 5.0 g / 0.5 g, 10.0 / 1.0 g... characteristic curve B
And then
c) Conventional product without adsorbent ··· Characteristic curve C
Using a total of nine types of dry metallized film capacitors, an evaluation test was conducted in a high-temperature continuous durability test, and the relationship between the adsorbent storage amount and the capacitance change rate after 3000 hours was investigated. The test conditions were a temperature of 50 ° C., an applied voltage of 3 phases, 9240 VAC, and the capacitance of the capacitor after the test was measured at 1 kHz. The result is shown in FIG.
[0020]
As is apparent from FIG. 6, the decrease in the capacitance after 3000 hours of continuous high-temperature durability test is 9.6% for the sample not containing the adsorbent, whereas the adsorbent zeolite is converted to SF ₆ gas. Assuming 0.5 to 5.0 g per 1 g of the filling amount (weight mixing ratio of activated alumina: 1/10 of zeolite), in the case of natural zeolite, the decrease in capacitance is 2.4% or less, which is stable. Yes. In the case of synthetic zeolite, the decrease in capacitance is 1.4% or less, and the decrease in capacitance is small and good. In addition, even if the adsorbent zeolite is 10.0 g per gram of SF ₆ gas filling amount (weight mixing ratio of activated alumina: 1/10 of zeolite), the decrease in the capacitance is due to the adsorbent zeolite filling the SF ₆ gas filling amount. Although it is about the same as storing 5.0 g per 1 g (weight blend ratio of activated alumina: 1/10 of zeolite), as mentioned above, when SF ₆ gas is injected, it becomes an obstacle and the product weight increases. It is inappropriate because of the high cost. Therefore, the storage amount of zeolite is suitably in the range of 0.5 to 5.0 g.
[0021]
[Example 6]
As shown in FIG. 1, an aluminum-deposited metallized polypropylene film having a thickness of 10 μm, a width of 100 mm, and a deposited film resistance of 5 Ω / □ is overlapped and wound to produce a capacitor element 1. A sample of a dry-type metallized film capacitor having a rated three-phase, 60 Hz, 400 VAC, 50 kvar was prepared, and an evaluation test was performed in a high-temperature continuous durability test.
The adsorbent is the amount of adsorbent 3 stored per 1 g of SF ₆ gas filling amount.
a) Natural zeolite 0.5g + activated alumina 0.05g ... characteristic curve A
b) Synthetic zeolite 0.5g + activated alumina 0.05g ... characteristic curve B
In addition,
c) Conventional product without adsorbent 3 ・・・ Characteristic curve C
Was also prepared for comparison.
The test conditions were a temperature of 70 ° C., an applied voltage of 3 phases, 560 VAC, and the capacitance of the capacitor after the test was measured at 1 kHz. The result is shown in FIG.
[0022]
As is clear from FIG. 7, the decrease in the electrostatic capacity after elapse of 3000 hours in the high-temperature continuous durability test is 8.6% in the sample not containing the adsorbent, whereas the adsorbent composed of zeolite and activated alumina. The sample containing the sample has a decrease in capacitance of 2.2% or less, and the sample containing the adsorbent is less stable and less stable. As for the type of zeolite, the decrease in the capacitance of the sample containing the adsorbent composed of synthetic zeolite and activated alumina is 1.2%, which is lower than the capacitance of 2.2% in the case of natural zeolite. Good with little decrease.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the adsorbent prepared with the optimum blending ratio of zeolite and activated alumina is arranged on the capacitor element in the metal container filled with the insulating gas containing SF ₆ gas. Makes it possible to absorb and remove moisture remaining as water vapor at high temperatures, and to obtain a highly reliable dry metallized film capacitor with little decrease in capacitance due to the effects of residual moisture even when used for a long time at high temperatures. Therefore, its value is extremely large industrially and practically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a dry metallized film capacitor of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of adsorbent stored and the rate of change in capacitance after 3000 hours of high-temperature continuous durability test.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between adsorbent storage amount and capacitance change rate after 3000 hours of high-temperature continuous durability test.
FIG. 4 is a diagram showing a capacitance change rate after a high-temperature continuous durability test.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an applied voltage and the cumulative number of breakdowns.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the adsorbent storage amount and the capacitance change rate after 3000 hours of the high-temperature continuous durability test.
FIG. 7 is a diagram showing a capacitance change rate after a high-temperature continuous durability test.
[Explanation of symbols]
1 Capacitor element 2 Metal container 3 Adsorbent 4 Main insulating layer 5 Insulator 6 Insulating gas

Claims

Capacitor elements (1) in which a pair of aluminum vapor-deposited metallized plastic films are overlapped and wound, and metallized metal is sprayed to form electrode lead portions are connected in series, parallel, or series-parallel, and are made of metal with external terminals In a dry metallized film capacitor, which is housed in a container (2) and filled with an insulating gas (6) containing SF ₆ gas in the container,
An adsorbent (3) made of synthetic zeolite and activated alumina is placed on the capacitor element in the metal container (2), and the adsorbent contains 0.5 to 0.5 g of synthetic zeolite for 1 g of SF ₆ gas. A dry metallized film capacitor comprising 5.0 g of active alumina and 1/20 to 1/1 times the weight of synthetic zeolite.

The synthetic zeolite is replaced with natural zeolite, and 0.5 to 5.0 g of natural zeolite and activated alumina are mixed 1/10 to 1/1 times the weight of natural zeolite with respect to 1 g of SF ₆ gas. The dry metallized film capacitor according to claim 1, wherein: