Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1958, H. 9 - Kondensatorer för högspänning, av R Gradin
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
dessutom mindre eldfarliga. Däremot har de högre
förlustfaktor och lägre värmeledningsförmåga samt kan lösa
vissa organiska ämnen, men dessa nackdelar är av mindre
betydelse.
Genomslag shåll fasthet
Jämte kapacitansmätning är likspänningsprov de enda
allprov, som utföres på kondensatorer. Hållfastheten mot
likspänning beror på det använda papperets tjocklek,
im-pregneringsoljans renhet och impregneringsförfarandet
men inte på förlustfaktorn, ej heller på temperaturen eller
på den tid spänningen är pålagd.
Växelspänningshållfastheten däremot är temperaturberoende och en
temperaturstegring från 20°C till 90°C förorsakar en lineär sänkning
av hållfastheten med ca 20 %>. Ju kortare tid
växelspänningen ligger på, desto högre är genomslagsspänningen.
Hållfastheten mot lik-, växel- och stötspänning hos en
kondensator uppbyggd av 12 fi tjockt papper visas i fig. 2.
Vid normal drift uppgår fältstyrkan endast till 12 à 14
Vj/u och man har alltså en stor säkerhetsmarginal. En
jämförelse mellan mineralolje- och klordifenylimpregnering
visar att växel- och stöthållfastheten är högre för den
syntetiska oljan.
Förlustfaktor
Ett dielektrikums förlustfaktor tg 8 definieras som
förhållandet mellan aktiv och reaktiv ström hos en
kondensator av ifrågavarande dielektrikum. Förlusterna är hos
mineralolja mycket små och de ökar långsamt med
temperaturen. I och med åldringen ökar antalet joner,
ledningsförmågan ökar och förlusterna stiger. Hos de
syntetiska oljorna tillkommer förluster på grund av
polarisation, men dessa ökar med avtagande temperatur. De når
sitt maximum i det s.k. dispersionsområdet, fig. 1.
Temperaturberoendet är större vid låga fältstyrkor.
Förklaringen härtill är att jonerna i oljefilmen mellan
papperslagren vandrar så långsamt vid små fältstyrkor, att de inte
hinner över spalten under en halvperiod. Vid höga
fältstyrkor däremot rekombineras de redan efter bråkdelen
av en halvperiod och förorsakar då ej ytterligare
förluster. Den använda impregneringsoljans renhet kan bedömas
med ledning av undersökningar på temperaturberoendet
vid mycket låga fältstyrkor.
Förlusterna Pf — U2 co C tg 5 förorsakar en uppvärmning
av kondensatorn. Transporten av värme från
kondensatorns aktiva delar sker dels genom ledning i
aluminiumfolierna och dels som konvektion till följd av
impregneringsoljans cirkulation. Temperaturfördelningen beror på
de aktiva delarnas placering i kondensatorhöljet, men
temperaturskillnaden är alltid betydligt större mellan
ytterhöljet och impregneringsoljan än mellan
impregnerings-oljan och de aktiva delarna. Från kondensatorns
ytter-hölje sker sedan värmeavgivning till den omgivande luften
genom strålning och konvektion och här spelar ytans
tillstånd och färg in. Vid alltför hög belastning räcker ej
Fig. 1. Förlustfaktor och dielektricitetskonstant.
Fig. 2. Genomslagshållfasthet för dielektrikum uppbyggt
av 12 u tjockt papper.
kondensatorns yta till för att avge all värme och då når
man ett instabilt område. Förlustfaktorn stiger med
temperaturen och temperaturen stiger ytterligare tills
genomslag sker på det varmaste stället.
Jonisation
Om spänningen ökas betydligt över märkspänningen
finner man att kurvan över förlustfaktorn som funktion av
spänningen plötsligt blir brantare. Orsaken är att en
jonisation sätter in när spänningen når ett visst värde;
kolvätena spaltas i vätgas och omättade föreningar, som i
sin tur polymeriseras. Detta kan observeras genom att
gasblåsor bildas och stiger uppåt.
Vid in- och urkoppling av kondensatorer uppträder
högfrekventa överströmmar och överspänningar. Under
ogynnsamma förhållanden når dessa överspänningar upp till
de värden då jonisation påbörjas.
Klordifenylkondensa-tcrerna har här jämfört med mineraloljekondensatorerna
den fördelen att jonisationsspänningen ligger högre och
dessutom har de en förmåga att återhämta sig, särskilt
om de kan tas ur drift någon tid. Enstaka överspänningar
med kort varaktighet kan därför tolereras och prov har
visat att tredubbla jonisationsspänningen kan vara pålagd
under en minut utan att orsaka skada.
Klordifenylkondensatorn vid låg temperatur
Det har visat sig att klordifenylkondensatorer som
kopplas in vid låga temperaturer lätt skadas. Förklaringen är
dels den höga förlustfaktorn vid låg temperatur (inom
dispersionsområdet) och den kraftiga värmestegringen hos
kondensatorns inre med mekaniska spänningar som följd,
dels klordifenylens egenskap att stelna till en glasartad
massa, varvid hålrum bildas och överslag lätt sker.
Sammanfattning
Vid kondensatorer med mineraloljeimpregnering måste
stor uppmärksamhet ägnas känsligheten för sådana
överspänningar som överskrider jonisationsspänningen. Vid
klordifenylimpregnering är inte detta så kritiskt och
märk-fältstyrkan kan därför väljas högre.
Denna högre märkfältstyrka tillsammans med
klordifenylens högre dielektricitetskonstant innebär att en
kondensator med syntetisk olja blir geometriskt mindre än
motsvarande mineraloljekondensator. Särskilt vid
högspän-ningskondensatorer medför detta att värmeförhållandena
och den termiska stabiliteten måste beaktas, eftersom den
specifika lasten per kylyteenhet blir stor (K Meier i
Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins 1958,
h. 2 s. 37—45). R Gradin
ELTEKNIK 1958 1 1 9
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
