CN103258642A - 一种自愈式电容器元件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自愈式电容器元件，包括壳体，壳体内封闭有至少由两层金属化膜卷绕而成的圆柱体，圆柱体的两端分别连接有第一电极、第二电极，所述金属化膜至少包括一层平面型金属化膜和一层隔离型金属化膜，且两层相邻隔离型金属化膜之间至少包括一层平面型金属化膜，采用的隔离型金属化膜，因对平面型金属化膜进行了隔离分区，减小了单点自愈对周围区域的电气损伤，缩小电容器故障范围，也限制了自愈时的能量，因此大幅度减少或者消除了自愈失败，使自愈性能得到提高，保证了电容器的运行安全，延长了使用寿命。

Description

一种自愈式电容器元件

技术领域

本发明涉及电力电容器领域，特别涉及一种自愈式电容器元件。

背景技术

自愈式电容器是由至少两层金属化薄膜卷绕而成的圆柱体，在圆柱体两端面附着金属颗粒形成极板，再通过金属引线引出电极制造而成。如果某电容器发生故障,则希望将该电容器从电网或操作系统中隔离，而自愈式电容器内部的故障一般是自愈失败。自愈是指当绝缘薄膜击穿时金属层间产生短路电流，此大电流产生的热会蒸发击穿点周围的金属镀层,因而隔离了原先的短路故障点，绝缘性能恢复。自愈失败是指如果发生局部单次自愈后，该区域材料受损进而导致继续自愈，则击穿和恢复交替进行且故障扩大最终电容器不能再恢复绝缘。如果在最终自愈失败之前没有附加措施阻止故障,则电容器可能着火或爆裂而烧毁电容器。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种采用隔离设计的金属化薄膜卷绕而成的自愈式电容器元件，在电容器发生自愈时有效缩小故障范围，并将可能连续自愈的区域隔离，大幅度减少或者消除自愈失败，提高电容器的运行安全，以及所在装置的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自愈式电容器元件，包括壳体，壳体内封闭有至少由两层金属化膜卷绕而成的圆柱体，圆柱体的两端分别连接有第一电极、第二电极，所述金属化膜至少包括一层平面型金属化膜和一层隔离型金属化膜，且两层相邻隔离型金属化膜之间至少包括一层平面型金属化膜。

作为本发明的优选实施例，所述隔离型金属化膜为通过在平面型金属化膜上间隔开设空白隔离带形成。

作为本发明的优选实施例，所述隔离型金属化膜由空白隔离带隔离的相邻隔离区之间通过连接桥连接。

作为本发明的优选实施例，所述隔离型金属化膜的空白隔离带与圆柱体轴向有一定的角度。

作为本发明的优选实施例，所述圆柱体通过树脂封装于壳体中。

作为本发明的优选实施例，所述金属化膜卷绕于空心管上形成圆柱体，第一电极连接与圆柱体一端，第二电极穿过空心管连接与圆柱体另一端。

本发明的自愈式电容器元件，由至少两层金属化膜卷绕成圆柱体，金属化膜至少一层为平面型金属化膜、一层为隔离型金属化膜，采用的隔离型金属化膜，因对平面型金属化膜进行了隔离分区，减小了单点自愈对周围区域的电气损伤，缩小电容器故障范围，也限制了自愈时的能量，因此大幅度减少或者消除了自愈失败，使自愈性能得到提高，保证了电容器的运行安全，延长了使用寿命。

附图说明

图1是本发明的剖面图；

图2-1为本发明所用隔离型金属化膜平面示意图；

图2-2为本发明所用隔离型金属化膜剖面图；

图3-1为平面型金属化膜平面示意图；

图3-2为现有技术使用两张平面型金属化膜自愈过程示意图；

图4-1为没有连接桥的隔离型金属化膜自愈示意图；

图4-2为有连接桥的隔离型金属化膜自愈示意图。

具体实施方式

参照图1，电容器元件具有塑料壳体5，其内有由两层金属化膜卷绕而成的圆柱体4，金属化膜一层为平面型金属化膜、一层为隔离型金属化膜，圆柱体4中间有一空心管9。圆柱体4两端分别用喷金机喷涂形成上金属层11和下金属层6，第一极电极1焊接在圆柱体4上端，第二极电极12穿过空心管9焊接在圆柱体4下端，第一柱塞7与第二柱塞10固定于空心管9两端，均具有定位与电极间绝缘作用,所述隔离型金属化膜为单串型。圆柱体元件，电极，通过上支架3固定在壳体5中，然后用环氧树脂2填充塑料壳体5内部，使元件与外界隔离，避免湿气与外界气体对金属化膜的氧化和腐蚀。

参照图2-1和图2-2，所用的隔离型金属化膜有塑料薄膜D2，塑料薄膜D2上利用蒸镀技术在其上附着特定图案的金属层D1构成，隔离型金属化膜通过在平面型金属化膜上间隔开设空白隔离带D1-1物理隔离形成，空白隔离带宽度为0.2mm。为减少自愈带来的微小电容损失，由空白隔离带D1-1隔离的相邻隔离区之间通过连接桥D1-2连接，隔离区宽度一般在6-10mm，与一般自愈点大小相适应,为方便隔离设计金属化膜的加工制造，隔离型金属化膜的空白隔离带D1-1与圆柱体4轴向保持有一定的角度。

以上实施例中分别使用一张平面型金属化膜和一张隔离型金属化膜绕卷形成圆柱体，同样，也可以使用多张平面型金属化膜和多张隔离型金属化膜，但为保证电容器元件能正常工作，两层相邻隔离型金属化膜之间必须至少包括一层平面型金属化膜。平面型金属化膜和隔离型金属化膜间隔设置，能起到更好的效果。

本发明中，一张金属化膜为隔离型金属化膜见图2-2，为说明本发明的作用，我们分析现有技术使用两张平面金属化膜自愈时产生的影响，见图3-1为平面型金属化膜，如发生自愈，见图3-2，区域A为自愈点，则区域B会受到电气损伤，性能有所下降，直流电压应用尤为明显，可能导致A点周围区域损伤，相邻卷平面型金属化膜绕层也会出现这种结果，这种情况会像传染一样持续，不利于电容器安全运行。

为避免以上情况，使用隔离型金属化膜，见图2-1，如发生自愈，见图4-1，由于空白隔离带的作用，故障被限制在小范围内，相邻区域受到的电气损伤极小。

但是，如图4-1相邻隔离带没有连接，A点发生自愈也损失了区域C的微小电容，这对自愈点来说还是损失较大的。为此，在相邻两个隔离区中间设计连接桥进行桥接，见图4-2，如A点发生自愈，则区域C的微小电容会通过连接桥形成电路通路f继续工作，这与平面型金属化膜损失的微小电容是一样的。同样，如B点发生自愈，则C点损失的微小电容非常小，与自愈点相当。如果，只有当A、D两点同时发生自愈后，区域E的微小电容才会完全损失，但A、D两点均发生自愈的概率是非常低的。

通过采用特殊隔离设计的隔离型金属化膜，大大降低或消除了自愈失败的概率，再通过桥接设计，降低了因自愈而损失的微小电容，大幅度提高了自愈式电容器元件的运行可靠性。

Claims (6)

1.一种自愈式电容器元件，其特征在于：包括壳体（5），壳体（5）内封闭有至少由两层金属化膜卷绕而成的圆柱体（4），圆柱体（4）的两端分别连接有第一电极（1）、第二电极（12），所述金属化膜至少一层为平面型金属化膜、一层为隔离型金属化膜，且两层相邻隔离型金属化膜之间至少包括一层平面型金属化膜。

2.如权利要求1所述的自愈式电容器元件，其特征在于：所述隔离型金属化膜为通过在平面型金属化膜上间隔开设空白隔离带形成。

3.如权利要求2所述的自愈式电容器元件，其特征在于：所述隔离型金属化膜由空白隔离带隔离的相邻隔离区之间通过连接桥连接。

4.如权利要求2或3所述的自愈式电容器元件，其特征在于：所述隔离型金属化膜的空白隔离带与圆柱体（4）轴向有一定的角度。

5.如权利要求4所述的自愈式电容器元件，其特征在于：所述圆柱体（4）通过树脂封装于壳体（5）中。

6.如权利要求4所述的自愈式电容器元件，其特征在于：所述金属化膜卷绕于空心管（9）上形成圆柱体（4），第一电极（1）连接与圆柱体（4）一端，第二电极（12）穿过空心管（9）连接与圆柱体（4）另一端。

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