CN101840779A - 油浸式水冷大功率电力电子电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油浸式水冷大功率电力电子电容器，包括壳体、电容器芯组和盖板组成，在电容器芯组与壳体的间隙处设有冷却装置，盖板总成上设有与外部冷却水管连接的冷却水进、出水接口，外部冷却装置的两个端口分别与盖板总成上的进、出水接口相通。电容器工作时，电容器产生的热量除了以热辐射的形式进行散热外，外接冷却水通过盖板总成上的接口流过电容器时，带走电容器内部产生的热量，可以较小电容器的内部温升，提供电容器的工作环境温度上限；增强电容器的过电流能力，延长电容器的使用寿命，缩小电容器的体积，降低电容器的制造成本。

Description

油浸式水冷大功率电力电子电容器
技术领域
本发明涉及一种油浸式大功率电力电子电容器。
背景技术
目前市场上普遍使用的大功率电力电子电容器均为油浸式电容器，采用油浸式自然冷却结构，当有大电流流过电容器时，电容器产生的热量以热辐射的形式散发到周围的空气中。考虑到电容的内部温升，其工作环境温度上限在70℃，电容器的过电流能力受到限制。在大电流作用下，出现发热量大，电容器温升过高，引起电容器内部的薄膜收缩变形，使薄膜产生大量的气体和热量，最终会导致电容器的膨胀、变形，引起早期失效，严重的会将电容器的端子炸开，造成人身和财产的损失。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足之处，提供一种油浸式水冷大功率电力电子电容器，散热性能好，可以提高电容器使用寿命和安全性能。
本发明是这样实现的：它包括壳体、电容器芯组和盖板总成，在电容器芯组与壳体的间隙处设有冷却装置，盖板总成上设有与外部冷却水管连接的进、出水接口，冷却装置的两个端口分别与盖板总成上的进、出水接口相通。电容器工作时，电容器产生的热量除了以热辐射的形式进行散热外，外接冷却水通过盖板总成上的接口流过电容器时，带走电容器芯组内部产生的热量，可以提高电容器环境工作温度上限，增强电容器的过电流能力，延长电容器的使用寿命。
所述接口由管接头和锁紧螺母组成，管接头下方有凸台，上方有与锁紧螺母配合的外螺纹，盖板总成上开有供管接头凸台上方部分通过的孔，管接头下方与冷却装置端口固连，凸台与盖板总成之间设有密封圈，管接头通过锁紧螺母固定在盖板总成上。采用这种接口便于冷却装置与盖板总成之间的连接和密封，电容器装配方便快捷。
为了提高冷却效果，所述冷却装置设置在电容器芯组两侧喷金面与壳体的间隙处。由于电容器工作时产生的热量主要在喷金面，这样设置可以有效的将热量及时导出，冷却效率高。
所述冷却装置由一根金属导热管盘绕制成，设置在电容器芯组两侧喷金面的冷却装置管体通过设置在电容器芯组上方的过渡段管体相连；壳体内壁上设有与电容器芯组上方冷却装置过渡段管体配合的挂钩。这种结构使得冷却装置在电容器内安装很方便。
设置在电容器芯组两侧喷金面的冷却装置管体上分别固定有与电容器芯组喷金面平行设置的导热片。通过扩大导热面积，提高散热冷却效果。
由上述技术方案可知，本发明通过在电容器内设置冷却装置，可以有效的将电容器内的热量及时导出，冷却效率高，可以提高电容器工作温度上限，增强电容器的过电流能力，延长电容器的使用寿命；由于水冷却效率高，大部分热量通过冷却水带出电容器，以热辐射的形式散发的热量减少，因而可以缩小电容器的体积，降低电容器的制造成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A处局部放大示意图；
图3为图1的后视图；
图4为图1的左视图；
图5为图2中沿B-B线剖视图。
具体实施方式
如图1至图5所示，本发明包括壳体8、电容器芯组5和盖板总成14，盖板总成14上有四个电极引出端子1，电容器芯组5由支架12固定在壳体8内，电容器芯组5通过线缆3与电极引出端子1电连接，壳体8底部有安装底座9。
壳体8内设有由一根铜质金属导热管盘绕制成的冷却装置6，该冷却装置设在电容器芯组5两侧喷金面51、52与壳体8的间隙处，如图4和图5所示，由两侧盘绕段管体62和66、直管段管体61、63、64和68以及过渡段管体4、41组成，冷却装置6的管体进、出端65、67由电容器芯组5一侧喷金面52与壳体8的间隙处向下盘绕形成盘绕段管体66，再从两侧由下向上形成直管段管体64、68，直管段管体64、68分别从电容器芯组5上方通过过渡段管体4、41与电容器芯组另一侧喷金面51与壳体8的间隙处的直管段管体63、61相连；在电容器芯组两侧喷金面与壳体8的间隙处还设有与电容器芯组喷金面平行设置的铜质导热片7、71，导热片7、71的两端分别通过卷绕固定在直管段管体61、63和64、68上；壳体8内壁上设有与电容器芯组5上方冷却装置管体过渡段管体4、41配合的挂钩11，过渡段管体4、41上分别套装有绝缘套管10，过渡段管体4、41悬挂在挂钩11上，从而将冷却装置6固定在壳体8内；盖板总成14上设有外接冷却水的接口2和13，接口2和13的结构如图2所示，由管接头22和锁紧螺母21组成，管接头22下方有凸台23，上方有与锁紧螺母21配合的外螺纹，盖板总成14上开有供管接头22凸台23上方部分通过的孔，冷却装置6的进口端或出口端固定在管接头22下方，凸台23与盖板总成14之间设有密封圈24，锁紧螺母21由上方将管接头22固定在盖板总成14上，管接头22上方的内腔25壁上开有与外部水管连接的内螺纹。
装配时，先将电容器芯组5固定在壳体8内，再将冷却装置6放入壳体与电容器芯组5之间的间隙中，并将过渡段管体4、41悬挂在挂钩11上，然后再盖上盖板总成14，用锁紧螺母21将管接头22锁紧在盖板总成14上，最后向电容器壳体8内注入植物油即可。

Claims (6)

1.油浸式水冷大功率电力电子电容器，包括壳体(8)、电容器芯组(5)和盖板总成(14)，其特征在于：电容器芯组(5)与壳体(8)的间隙处设有冷却装置(6)，盖板总成(14)上设有与外部冷却水管连接的进、出水接口(2、13)，外部冷却装置的两个端口分别与盖板总成(14)上的进、出水接口(2、13)相通。
2.根据权利要求1所述的油浸式水冷大功率电力电子电容器，其特征在于：所述接口(2、13)由管接头(22)和锁紧螺母(21)组成，管接头(22)下方有凸台(23)，上方有与锁紧螺母(21)配合的外螺纹，盖板总成(14)上开有供管接头凸台(23)上方部分通过的孔，管接头(22)下方与冷却装置(6)端口固连，凸台(23)与盖板总成(14)之间设有密封圈(24)，管接头(22)通过锁紧螺母(21)固定在盖板总成(14)上。
3.根据权利要求1或2所述的油浸式水冷大功率电力电子电容器，其特征在于：所述冷却装置(6)设置在电容器芯组两侧喷金面(51、52)与壳体(8)的间隙处。
4.根据权利要求3所述的油浸式水冷大功率电力电子电容器，其特征在于：所述冷却装置(6)由一根金属导热管盘绕制成，设置在电容器芯组两侧喷金面(51、52)的冷却装置(6)管体通过设置在电容器芯组(5)上方的过渡段管体(64、68)相连；壳体(8)内壁上设有与电容器芯组上方冷却装置过渡段管体(64、68)配合的挂钩(11)。
5.根据权利要求4所述的油浸式水冷大功率电力电子电容器，其特征在于：设置在电容器芯组两侧喷金面(51、52)的冷却装置(6)管体上分别固定有与电容器芯组喷金面平行设置的导热片(7、71)。
6.根据权利要求5所述的油浸式水冷大功率电力电子电容器，其特征在于：设置在电容器芯组两侧喷金面(51、52)的冷却装置(6)管体分别由盘绕段管体(62、66)、直管段管体(61、63、64和68)组成，两侧直管段管体(61、63和64、68)分别通过过渡段管体(4、41)相连，所述导热片(7、71)的两端分别通过卷绕固定在两侧直管段管体(61、63和64、68)上。
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