Brevet FR2011633A1 — publié le 19700306

i 2011633 La présente invention concerne un condensateur électrique, feuilleté, fabriqué en divisant un bloc en condensateurs distincts, ce bloc ayant été bobiné en particulier sur un rouleau de grand diamètre, puis divisé dans la direction radiale 5 et dans la direction circonférentielle. On connaît tan condensateur de ce genre par le brevet allemand 892 321. Selon ce brevet, des feuilles de diélectrique et des armatures, ou bien des feuilles de diélectrique métallisées, sont empilées de manière à former un bloc. On divise ce 10 bloc en condensateurs distincts par deux opérations de coupe dans des directions perpendiculaires l'une à l'autre. Dans le cas où les blocs sont bobinés sur un rouleau de grand diamètre, les condensateurs distincts sont obtenus par des opérations de coupe effectuées dans la direction radiale et dans la direction 15 circonférentielle. On a constaté qu'il se produit des claquages dans les surfaces de coupe, entre des armatures de polarités différentes, portées à des potentiels différents, et cela déjà pour des tensions relativement faibles. Ceci endommage les contacts 20 des condensateurs et détériore la qualité de leur isolement. Comme feuilles diélectriques on envisage surtout des feuilles^ coulées et des feuilles extrudées. Pour la fabrication des feuilles coulées, on dissout complètement la matière synthétique dans un solvant. La solution est déposée sur un support 25 sous la forme d'un film ou d'une couche mince, qui est séché, puis détaché du support sous la forme d'une feuille. La matière synthétique dissoute est habituellement déposée à partir d'un réservoir sur une bande sans fin en mouvement ou sur un tambour tournant, puis, après séchage, elle est détachée de la bande ou 30 du tambour sous la forme d'une feuille. Cette feuille peut Stre étirée pour faciliter d'autres opérations de traitement. Pour la fabrication des feuilles extrudées, on fond la matière synthétique dans un réceptacle. La masse fondue est extrudée sous pression à travers une filière ou une fente étroite, 35 sur un support, par exemple une bande sans fin, un tambour ou un cadre, et elle est extraite de ladite filière sous la forme d'une feuille. D'autre part, on a constaté que, dans le cas où des condensateurs feuilletés sont fabriqués par la division d'un 40 bloc, des zones de faible rigidité diélectrique apparaissent près 9 20533 2011633 des surfaces de coupe. Le bloc initial peut être un gros condensateur formé par empilage, ou bien un condensateur bobiné sur un rouleau de grand diamètre. Si le diélectrique est formé par des feuilles coulées, qui contiennent encore des résidus de solvant, 5 provenant de l'opération de fabrication, la séparation du bloc en condensateurs distincts présente des difficultés, notananent pour les valeurs de capacité assez élevées (grandes surfaces de séparation). Lors de la mise sous tension, il apparaît dans une zone étroite, voisine de la surface de coupe, des claquages non 10 susceptibles de régénération, qui aboutissent à la mise en court-circuit du condensateur. Si l'on élimine les résidus de solvant avant la réalisation du bloc par bobinage ou empilage, par exemple en stockant les feuilles assez longtemps sous vide, à une température élevée, ou bien si l'on utilise des feuilles 15 extrudées, qui, à la différence des feuilles coulées, ne renferment pas de solvant, il n'apparaît certes, dans la zone critique, aucun claquage non susceptible de régénération, mais il se produit des claquages pour des tensions relativement faibles (vers 250 V pour un diélectrique d'épaisseur 5u). Ceci rend la 20 rigidité diélectrique plus faible au niveau des surfaces de coupe qu'à l'intérieur du condensateur, puisque seul l'air joue le rôle d'isolant pour un écartement entre les électrodes de l'ordre de grandeur de l'épaisseur du diélectrique. La rigidité diélectrique est suffisante pour le fonctionnement avec des 25 tensions basses, par exemple inférieures à 10 V pour un diélectrique d'épaisseur 5u. Les difficultés indiquées apparaissent pour une tension nominale plus élevée. La présente invention permet de réaliser tin condensateur du type indiqué initialement, dont les surfaces de coupe 30 présentent la même rigidité diélectrique élevée que les autres zones du diélectrique, et sont le siège d'une parfaite régénération. Le condensateur feuilleté selon la présente invention est du type indiqué initialement, et il est caractérisé par 35 le fait qu'une partie au moins des feuilles de diélectrique renferme des résidus de solvant. Lorsque le bloc est séparé en condensateurs indépendants, il se produit un échauffement bref sur les surfaces de séparation, notamment dans le cas du sciage avec une lame 40 de scie rotative. Par suite de cet échauffement, les feuilles de 69 20533 3 2011633 diélectrique se contractent sur les surfaces de sciagé, et il y a destruction de l'armature métallique dans les zones voisines de ces surfaces, ladite armature métallique se brisant en morceaux. Il apparaît ainsi au voisinage des surfaces de coupe des 5 zones isolantes, qui empêchent tout coUrt-circuit entre les armatures de polarités opposées. On a constaté que la présence de résidus de solvant accroît encore fortement la formation de bords isolants, qui résultent déjà du seul retrait, apparaissant localement près des bords coupés. 10 La présente invention permet d'accroître suffisamment la rigidité diélectrique pour qu'elle soit de l'ordre de grandeur de celle du matériau diélectrique utilisé. On obtient par exemple une rigidité diélectrique de 700 V pour une feuille de polycarbonate de 5u d'épaisseur si celle-ci contient environ 15 0,257o de solvant résiduel. Pour des feuilles de même épaisseur, ne contenant pas de solvant résiduel, la rigidité diélectrique dans les zones voisines des surfaces de coupe est d'environ 150 V. La zone des feuilles voisine des surfaces de coupe est soumise à des modifications géométriques, tout au moins superficielles, 20 en raison de la chaleur dégagée pendant le sciage, et en corrélation avec les résidus de solvant, si bien qu'il y a destruction de*1'armature. Cettè modification ne doit cependant pas être telle que la feuille soit endommagée, par exemple dans le cas d'une action thermique trop intense ou de trop longue durée, 25 car sinon il apparaît le risque de courts-circuits non susceptibles de régénération. Ceci peut être réalisé grâce à un dosage approprié du solvant, soit par adjonction de solvant (stockage dans me atmosphère formée par du solvant gazeux), soit par prélèvement de solvant (séchage à une température assez élevée, 30 éventuellement sous une faible pression), ou bien en assurant une action thermique définie pendant le sciage. L'adjonction de solvant doit avoir lieu au moins dans les zones voisines des surfaces de coupé. Lorsque l'on utilise une méthode de séparation avec 35 laquelle il n'y a pas de dégagement de chaleur, on peut provoquer la formation de bords isolants grâce à un traitement thermique indépendant, des surfaces de coupe. On peut obtenir une amélioration supplémentaire du condensateur, notamment de ses propriétés de régénération, en 40 superposant alternativement des feuilles de matériau diélectrique 69 20533 4 2011633 contenant des résidus de solvant, et des feuilles qui n'en contiennent pas. Une feuille ne contenant pas de résidus de solvant est alors toujours insérée entre deux feuilles qui en contiennent. Ceci peut être obtenu de deux façons différentes. 5 Dans le premier cas, on utilise exclusivement des feuilles coulées, et l'on élimine les résidus de solvant d'une partie de ces feuilles, avant la réalisation du bloc bobiné. On munit avantageusement ces feuilles d'armatures minces, susceptibles de régénération, d'importantes quantités du solvant étant 10 déjà chassées pendant la métallisation par évaporation, et les feuilles métallisées "étant ensuite stockées dans un four à vide, chauffé. Des feuilles de polycarbonate, de 8 mm de large, et contenant environ 0,5% de solvant résiduel, par exemple, sont stockées pendant huit jours dans un four à vide sous une presto 15 sion de 10 Torr, et à 110°C. Grâce aux dispositions qui viennent d'être décrites, on évite, dans le cas où les feuilles contiennent une proportion trop élevée de solvant, qu'il n'y ait réduction du pouvoir de régénération dans les zones voisines des surfaces de coupe. Cette disposition se révèle avantageuse 20 en particulier lorsqu'il s'agit de grandes surfaces de sciage, 2 d'aire supérieure à environ 2 cm . Dans le second cas, on peut empiler alternativement, comme couches diélectriques, des feuilles extrudées, qui ne contiennent aucun résidu de solvant, en raison de leur procédé 25 de fabrication, et des feuilles coulées, contenant des résidus de solvant. Les feuilles extrudées doiyent être alors choisies de manière à ne pas être attaquées par le solvant des feuilles coulées, en raison par exemple de suintements, ou d'une autre façon. Ceci est également valable, d'une façon tout à fait 30 générale, pour les deux types de feuilles. La feuille sans résidu de solvant ne doit pas être attaquée par les résidus de solvant de l'autre feuille. Comme feuilles coulées, on envisage par exemple des feuilles de polycarbonate, et, comme feuilles extrudées, des feuilles de téréphthalate de polyéthylène. 35 Dans ce cas, il n'apparaît pas de claquages non sus ceptibles de régénération, même pour des surfaces de séparation assez grandes, et, pour des tensions d'environ 500 V, et des feuilles de matériau diélectrique de 5u d'épaisseur, il n'apparaît pas non plus de claquages sur les surfaces de séparation, 40 entre armatures portées à des potentiels différents. 69 20533 5 2011633 A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé deux formes de réalisation du condensateur feuilleté selon la présente invention. La figure 1 représente les couches de matériau 5 diélectrique, 1, empilées les unes sur les autres, d'un condensateur feuilleté ; ces couches de matériau diélectrique portent des armatures minces 7, en particulier susceptibles de régénération ; leurs extrémités, avec lesquelles des contacts doivent être établis, sont parallèles au plan de la figure. Les surfaces 10 de coupe 2 et 3 sont par contre perpendiculaires au plan de ia figure. Dans le cas où il s'agit de feuilles, contenant des résidus de solvant, il y a eu formation de bords isolants 4 et 5 dans les zones voisines des surfaces de coupe, en raison de l'action thermique sur ces surfaces de coupe. Les bords isolants 15 ont résulté de ce que, dans ces zones, les armatures se sont rompues en morceaux. Les armatures de polarités opposées du condensateur sont ainsi parfaitement isolées les unes des autres. Sur la figure 2, des feuilles de matériau diélectrique, 1, contenant des résidus de solvant, et des feuilles de 20 matériau diélectrique, métallisées, 6, ne contenant pas de résidus de solvant, sont empilées alternativement. Les surfaces de coupe 2 et 3 condensateur feuilleté, terminé, sont perpendiculaires au plan de la figure, tandis que les faces latérales, avec lesquelles des contacts doivent être établis, sont parallèles 25 au plan de la figure. Les armatures 7, qui sont appliquées sur les feuilles de matériau diélectrique contenant des résidus de solvant, sont brisées en morceaux dans les zones marginales voisines des surfaces de coupe, par l'action thermique sur ces dernières, si bien qu'il 7 a formation de bords suffisamment 30 isolants 4 et 5. Les armatures qui sont appliquées sur les feuilles de matériau diélectrique ne contenant pas de résidus de solvant restent pratiquement inchangées. En plus d'une rigidité diélectrique élevée, ces condensateurs présentent également de bonnes propriétés de régénération. 69 20533 6 2011633 REVENDICATIONS 1. Condensateur électrique, feuilleté, fabriqué en divisant un bloc en condensateurs distincts, ce bloc ayant été bobiné en particulier sur un rouleau de grand diamètre, puis divisé dans la direction radiale et dans la direction circon- 5 férentielle, caractérisé par le fait qu'une partie au moins des feuilles de diélectrique renferme des résidus de solvant. 2. Condensateur feuilleté suivant la revendication 1, caractérisé par le-fait qu'il est constitué par l'empilage, en alternance, de feuilles de matériau diélectrique contenant 10 des résidus de solvant, et de feuilles de matériau diélectrique ne contenant pas de résidus de solvant. 3. Condensateur feuilleté suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les feuilles de matériau diélectrique sont en polycarbonate, et qu'elles con- 15 tiennent une proportion de solvant résiduel voisine de 0,25%. 4. Condensateur feuilleté suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est formé par l'empilage, en alternance, de feuilles extrudées de matériau diélectrique et de feuilles coulées de matériau diélectrique, 20 contenant des résidus de solvant. 5. Condensateur feuilleté suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que les feuilles extrudées sont en téréphthalate.de polyéthylène- et les feuilles coulées, en poly-carbonate. 25 6. Procédé de fabrication d'un condensateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on soumet ses surfaces de coupe, perpendiculaires aux feuilles de matériau diélectrique, à un traitement thermique. 7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé 30 par le fait que l'on divise le bloc initial par sciage perpendiculairement aux bandes formant condensateur. 8. Procédé de fabrication d'un condensateur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on introduit le solvant résiduel nécessaire, tout au moins dans les zones 35 marginales, près des surfaces de coupe, en stockant chaque condensateur terminé dans une atmosphère formée par de la vapeur de solvant.