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Filmkondensatoren

Gegen Feuchtigkeit geschützt

29. Juli 2019, 13:45 Uhr | Engelbert Hopf

Ebenfalls auf den Einsatz im Windkraftbereich zugeschnitten sind die Hochleistungs-Power-Stacks, die FTCAP gemeinsam mit den Partnern Mersen und AgileSwitch entwickelt hat.

Mit dem TypGP bringt FTCAP neue, feuchtigkeitsgeschützte Filmkondensatoren auf den Markt, die sich für den Einsatz in Offshore-Windkraftanlagen eignen. Langzeittests belegen, dass in die neuen Kondensatoren um ein Zehnfaches weniger Wasser eindringen kann als bei herkömmlichen Lösungen.

Zwischenkreis-Folienkondensatoren in industriellen Geräten für die Leistungselektronik sind immer häufiger rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Besonders in Offshore-Windenergieanwendungen werden Wechselrichter durch Feuchtigkeit, salzige Luft und extreme Temperaturen außerordentlich beansprucht. Äußere Einflüsse führen insbesondere bei den eingesetzten Zwischenkreiskondensatoren zu einer zusätzlichen Belastung; die Feuchtigkeit beeinflusst die elektrischen Eigenschaften von metallisierten Folienkondensatoren stark.

Korrosion führt in der Folge zu einer Demetallisierung der metallbedampften Elektroden. Darüber hinaus steigt der Verlustfaktor, der Isolationswiderstand sinkt und die Wärmeentwicklung nimmt zu. Studien belegen, dass sich die durchschnittliche Luftfeuchtigkeit an den Standorten von Windkraftanlagen zwischen 70 und 95 Prozent bewegt. Bei Standard-Kondensatoren stellen sich aus diesen Gründen sehr schnell Schäden durch Korrosion ein, die die Lebensdauer signifikant verkürzen – denn sie führen früher oder später zu Komplett-Ausfällen.

Möglichst dicht durch spezielle Aluminiumverkapselung

Um hier Abhilfe zu schaffen, hat FTCAP Filmkondensatoren des Typs GP entwickelt. Bei Standardkondensatoren vom Typ GT besteht das Gehäuse aus Polyamid PA66; der nicht vom Wickel ausgefüllte Bauraum wird mit Kondensatorharz aufgefüllt. Kondensatoren mit einem verbesserten Feuchtigkeitsschutz (Typ GP) hingegen verfügen über einen Becher und eine Dichtungsscheibe aus Aluminium. Dank ihrer speziellen Verkapselung sind diese Kondensatoren sehr gut vor Feuchtigkeit geschützt. So beschränkt sich die Angriffsfläche der Feuchtigkeit außerhalb des Kondensators auf die benötigten Isolierungen. Diese werden bei der axialen Bauform noch zusätzlich als Verdrehsicherung ausgeführt, um beim sensiblen Übergang vom Terminal zur Kondensatorfolie die Beanspruchung durch Drehmomente zu minimieren.

Dauertests erfolgreich bestanden

Wie gut die Kondensatoren vor Feuchtigkeit geschützt sind, belegt ein Dauertest über 26 Tage: Dabei wurden acht Folienkondensatoren des Typs Typ GT (225 µF/1000 V) mit Steiner-Metallisierungsfolie in einen PA6-Behälter mit Wevo PU-Harzform (Typ A) eingegossen. Weitere acht Folienkondensatoren des Typs GP (225 µF/1000 V) mit Steiner-Metallisierungsfolie wurden mit Wevo-PU-Harz in einen Aluminium-Behälter eingegossen und mit einem Aluminium-Scheibendeckel (Typ B) verschlossen.