CN102509612A - 电力电子电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型电力电子电容器，它由高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极构成，通过高温辗压成型，形成一体化结构，内部电场分布均匀，分布参数小；同时又采用高温环氧树脂封装，提高整体耐压绝缘性能，通过试验检测，它完全满足电力应用的各项指标要求，具备广阔的应用前景。

Description

电力电子电容器
技术领域
本发明是一种应用于6KV及以上电压等级电力线路及设备的高压电容器。随着智能化电网的迅猛发展，国家对电力设备的要求越来越高，在电容器上的具体要求就是电容量要大，体积要小，安装维护要方便，耐压性能和绝缘强度要高，温度特性要好，方便与电力智能化装置相配合。
背景技术
目前电力行业使用的电容器均采用油浸全膜铁壳电容器组，其体积庞大，运行维护和安装都非常不方便，且价格昂贵，加工一致性差，工艺复杂，无法大批量生产，不易应用于电力智能化装置，因此需要技术创新，进行加工工艺改进来改变上述缺陷，从而达到电容器的质量好、自身能耗低、体积很小安装维护方便的目的，满足电力智能化和低碳环保的要求。  
发明内容
本发明的目的是针对以上背景技术所阐述的现有电力电容器在6KV及以上电压等级领域应用的不足之处，以及为满足电网智能化飞速发展的需求，从电容的介质材料、电极、结构及制造工艺上对电容器进行全方位的创新，以达到完全替代传统电力电容模组的目的，并在外形体积、重量及安装方式上弥补传统电力电容模组的不足之处，实现降低电力电容制造成本及运营维护成本的目标。
本发明的技术方案是：一种电力电子电容器，它采用高锌铝复合介质、陶瓷薄膜、银质合金电极叠合成单体电容器，叠合后多个电容采用内串及内并结构。内串结构是根据电容串联分压原理，将多个电容内串以确保电容高电压长时间稳定运行，确保电容器在工频交流6KV及以上电压下长时间运行。内并结构是根据电容并联分流、容量叠加的原理实现所需要的大容值。电容承受电流较大，导电部分按电流密度设计，从而在结构上须考虑电容器本体散热；由于必须要按照国家或国际标准规定的电压等级要求进行交流耐压试验, 短时间内电容器两端电势差较大，电容介质的工作电场强度也较大，因此必须将各电容做到分压均匀。
上述的电力电子电容器，其进一步的特征在于其为辗压成型，是通过辗压将电容介质残余空气清除，确保无间隙真空状态，防止其在高压电场中发生气泡电离，造成电力电子电容器绝缘耐压水平降低；
上述的电力电子电容器，其进一步的特征在于其外部用绝缘材料封装，中间间隙由高温绝缘环氧树脂填充，避免电容受潮造成局部电弧、对外壳局部电弧放电以及连接端接触不良产生的小间隙放电现象；
上述的电力电子电容器，其进一步的特征在于外部用绝缘材料封装，中间间隙由高温绝缘环氧树脂填充，加大电力电子电容器两极之间的间距，提高表面放电电压。
上述的电力电子电容器，其进一步的特征在于其将极化的陶瓷薄膜在无尘静化恒温室内进行叠装。
上述的电力电子电容器，其进一步的特征在于其生产工艺采用真空干燥与真空浸渍将气隙消除后，再将其芯组置于辗模中，进行加热加压模塑。
上述的电力电子电容器，其进一步的特征在于其成型后进行再封装，采用外绝缘厚度大于5MM高温环氧树脂填充，避免电容体表对外壳局部电弧放电，确保电容防潮性。
同样道理，本发明还公开了一种电力电子电容器的制造方法，它由高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极构成，通过碾压成型，形成一体化结构；单体电容采用高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极叠合而成，多个单体电容依内串、内并结构形成高压电容器。
该制造方法中，所述辗压成型，是通过辗压将电容介质残余空气清除，确保无间隙真空状态；所述内串、内并结构是指，单体电容串联，然后将单体串联电容再并联，并联时采用等间距结构，保证各个单体电容在空间上轴向、纵向间距相等，形成一个等势结构体。
采用真空干燥与真空浸渍将气隙消除后，再将其芯组置于辗模中，进行加热加压模塑；外部用绝缘材料封装，中间间隙由高温绝缘环氧树脂填充封装；成型后进行再封装时，采用外绝缘厚度大于5MM高温环氧树脂填充封装。将极化的陶瓷薄膜在无尘静化恒温室内，进行叠装；陶瓷薄膜与高锌铝复合介质形成一体。
本发明的有益效果在于上述的电力电子电容器可以完全替代传统电力电容模组，在外形体积、重量及安装方式上弥补传统电力电容的不足之处，实现降低电力电容制造成本及运营维护成本低碳、经济的目标，并可与电力智能化装置配合提高电网智能化水平。
附图说明
图1是本发明电力电子电容器电路原理图。
图2是本发明一个结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明的优选实施例详细介绍如下。
本发明电力电子电容器，单体电容器采用高锌铝复合介质、陶瓷薄膜、银质合金电极叠合，叠合后多个电容采用内串、内并结构。内串结构是将多个电容内串以确保电容高电压长时间稳定运行，电容介质的工作电场强度均匀分布，电容做到分压均匀。
图1将单个电容器串联，各个电容器容值相等，内部电场均匀，电位势不存在突变，由于采用辗压成型及各种先进工艺，电容器电极和介质之间不存在空隙，因此电容电场泄露极小。串联的电容器能提高电子电容器的耐压等级，确保满足绝缘耐压要求。将单个串联电容器并联，各个串联电容器容值相等，并联增大等效电容容量，以满足使用中对电容容量的要求，并联时采用等间距结构，保证各个单体电容器在空间上轴向、纵向间距相等，形成一个等势结构体，单体之间的电势分布均等，最大程度上减少了分布电容及单体之间的放电现象。
图2本发明电力电子电容器结构示意图。电极与介质采用辗压成型，通过辗压将电容介质残余空气清除，确保无间隙真空状态，防止成品在高压电场中发生气泡电离；电极采用银质合金材料，其优质的导电性能和低的膨胀系数确保电容的温度系数小于15ppm/℃, 陶瓷薄膜介质介电系数稳定，膨胀系数小同时采用一次成型工艺，使电容器内部形成一个整体的等电势结构体，内部电极介质之间电场分布均匀，电势差均等，降低分布电容效应。整体采用绝缘厚度大于5MM高温环氧树脂填充封装，避免电容体表对壳局部电弧放电，确保电容防潮性。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，同样在本发明之保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (11)

1.一种电力电子电容器，其特征在于：它由高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极构成，通过碾压成型，形成一体化结构；单体电容采用高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极叠合，多个单体电容形成内串、内并结构。
2.根据权利要求1所述的电力电子电容器，其特征在于：所述辗压成型，是通过辗压将电容介质残余空气清除，确保无间隙真空状态。
3.根据权利要求2所述的电力电子电容器，其特征在于：采用真空干燥与真空浸渍将气隙消除后，再将其芯组置于辗模中，进行加热加压模塑。
4.根据权利要求1、2或3所述的电力电子电容器，其特征在于：外部用绝缘材料封装，中间间隙由高温绝缘环氧树脂填充封装。
5.根据权利要求4所述的电力电子电容器，其特征在于：成型后进行再封装，采用外绝缘厚度大于5MM高温环氧树脂填充封装。
6.根据权利要求1所述的电力电子电容器，其特征在于：将极化的陶瓷薄膜在无尘静化恒温室内，进行叠装。
7.根据权利要求1所述的电力电子电容器，其特征在于：所述内串、内并结构是指，单个电容器串联，然后将单个串联电容器并联，并联时采用等间距结构，保证各个单体电容器在空间上轴向、纵向间距相等，形成一个等势结构体。
8.一种电力电子电容器的制造方法，其特征在于：它由高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极构成，通过碾压成型，形成一体化结构；单体电容采用高锌铝复合介质、陶瓷薄膜和银质合金电极叠合而成，多个单体电容依内串、内并结构形成高压电容器。
9.根据权利要求8所述的电力电子电容器制造方法，其特征在于：所述辗压成型，是通过辗压将电容介质残余空气清除，确保无间隙真空状态；所述内串、内并结构是指，单体电容串联，然后将单体串联电容再并联，并联时采用等间距结构，保证各个单体电容在空间上轴向、纵向间距相等，形成一个等势结构体。
10.根据权利要求9所述的电力电子电容器制造方法，其特征在于：采用真空干燥与真空浸渍将气隙消除后，再将其芯组置于辗模中，进行加热加压模塑；外部用绝缘材料封装，中间间隙由高温绝缘环氧树脂填充封装；成型后进行再封装时，采用外绝缘厚度大于5MM高温环氧树脂填充封装。
11.根据权利要求8、9或10所述的电力电子电容器制造方法，其特征在于：将极化的陶瓷薄膜在无尘静化恒温室内，进行叠装。
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