CN1041060A

CN1041060A - 高压穿透式陶瓷电容器

Info

Publication number: CN1041060A
Application number: CN89107188A
Authority: CN
Inventors: 佐佐木节雄; 田口照男; 藤原勳
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1990-04-04
Also published as: EP0878812A1; DE68928875T2; US5113309A; DE68928875D1; KR950014435B1; KR910001827A; EP0348689A3; CN1017948B; HK1014078A1; EP0348689A2; EP0348689B1; US5032949A

Abstract

一种高压穿透式陶瓷电容器，即使在严格条件下该电容器也能呈现足以保证良好工作特性的优良耐热性能，以及在保证其良好工作特性的同时具有较小尺寸。该电容器中，绝缘套和绝缘罩中的至少一个是由包括聚乙烯对苯二甲酸酯和尼龙66的组中选出的一种材料制成。该电容器还包括各有一个安装于绝缘套中的紧固接头的一对中央导体，上述绝缘套的上部围绕紧固接头形成加大的截面。

Description

本发明涉及一种高压穿透式陶瓷电容器，特别是用于电子灶或炉或类似设备中使用的磁控管的高压穿透式陶瓷电容器。

高压穿透式陶瓷电容器一般被用作电子炉或类似设备的磁控管的滤波电容器。

当电子炉长时间工作或经受空载测试时，磁控管的加热电路产生的热量通过铝芯柱和扼流线圈传输至电容器的中央导体。目前，磁控管具有很小的尺寸，并且相应的滤波器盒也是小尺寸的。这就导致铝芯柱（加热器侧）和电容器的中央导体之间的距离减小。再者，为防止卫星广播的五次高谐波的干扰，需要滤波器盒不带任何空隙或孔穴以便加强该滤波器盒的屏蔽效果。因此，在该滤波器盒中温度进一步会增高。

一般，现有的高压穿透式陶瓷电容器包括一个绝缘套和一个绝缘罩，它们之间固定安装有一个接地配件。绝缘套中安装有陶瓷介质，其它电极装置与接地配件相连。绝缘套中围绕陶瓷介质倒入绝缘树脂材料。

这种现有的高压穿透式陶瓷电容器将参考图1至4更详细地说明。

在图1至4中由参考数字30表示的现有高压穿透式陶瓷电容器包括陶瓷介质32，它带有一对实质上平行的垂直延伸的透孔34。再者，陶瓷介质32的上表面设有一对分立的电容电极36，在其下表面设有一个公共电容电极38。这些分立电极36和公共电极38带有分别与陶瓷介质32的透孔34相应的透孔。电容器30还包括一个接地板或配件40，在其中央部分带有开孔42和在其一个表面上设置有一个合适高度的凸台44，该凸台是围绕中央开孔42设置的。陶瓷介质32通过公共电极38采用适当方法，如焊接或类似方法，固定在接地配件40的凸台44上。

穿透式陶瓷电容器30还包括一对中央导体46，每个中央导体46包括一个导体基体48，它由一绝缘管50合适地罩住，该绝缘管50由合适的绝缘材料，比如硅酮制成。绝缘管50穿过陶瓷介质32的透孔34和接地配件上的开孔42，每个导体基体48牢固安装在一个电极联结件或配件52上，配件52通过焊接或类似方法安装在每个分立电极46上。

该穿透式陶瓷电容器还包括一个绝缘套54，它的下部牢固安装于接地配件40的凸台44上并围绕陶瓷介质32，和一个绝缘罩56，它的上端牢固安装在接地配件40的凸台44中并围绕中央导体46;绝缘套54和绝缘罩56之内填充绝缘树脂材料58和60，比如环氧树脂或类似物，以便用树脂覆盖陶瓷介质的内部和外部或将之灌封于其中，从而保证陶瓷介质的绝缘性能。

每个中央导体46还包括一个紧固接头62，它在导体基体48的上端并与之为一体，它安置在绝缘套54中，导体46以如此方式安装，即使其从绝缘套54的上端伸出以便将一个外部联结件与之容易地相连接。

绝缘套54和绝缘罩56通常均由聚丁烯对苯二甲酸酯（PBT）树脂材料制成。

如此结构的高压穿透式陶瓷电容器是这样使用的：接地配件40安装于滤波器盒的侧壁上，从而使绝缘罩56位于滤波器盒内部。在电子炉为上述用途工作期间，滤波器盒内的温度经常升至高达230℃。上述绝缘罩56是由熔点约为225至228℃的聚丁烯对苯二甲酸酯（PBT）树脂材料制成的。因此，由于热造成的软化和/或熔化，绝缘罩从滤波器盒上下垂，导致与高压引线接触，从而引起绝缘失效。

再者，与上述磁控管和滤波器盒的小型化相适应，陶瓷电容器也趋于小型化。为此目的，需要减小绝缘套的尺寸。然而，紧固接头和安装于其上的插座尺寸取决于磁控管加热电路的承载电流能力，从而使紧固接头和插座难以实现小型化。

在不考虑绝缘套小型化的情况下，紧固接头和插座的小型化失败造成的缺点将参照图4予以描述。这种失败导致绝缘套54和中央导体46之间的间距实质上减小，当插座64安装于每个紧固接头62上时，往往就会引起插座64的外壁66触及绝缘套54的上端，从而使得无法将插座安装于紧固接头62上。

再者，单独是绝缘套54小型化会使绝缘套和插座之间的距离减小，导致插座64和接地配件40之间产生放电，结果使部件烧坏和绝缘失效。

进一步考虑到其介电强度期望绝缘套54用热固性树脂材料制造。不幸的是，热固性树脂过分地粘连倒入绝缘套54中的绝缘树脂材料58和60，从而使得无法得到良好的介电强度。因此，现有的陶瓷电容器使用热固性树脂材料是不可能的。

因此，非常期望改进高压穿透式陶瓷电容器，使之能呈现足以保证电容器良好工作的优良耐热性能，即使在保证其优良工作特性的前题下处于严格的条件和小尺寸的情况。

根据本发明提供了一种高压穿透式陶瓷电容器。该高压穿透式陶瓷电容器包括安装于电容器外部边缘上的一个绝缘套和一个绝缘罩; 绝缘套和绝缘罩至少其中一个是从包括聚乙烯对苯二甲酸酯和尼龙66的组中选出的一种材料制成。该陶瓷电容器还包括各有一个安装在绝缘套中的紧固接头的一对中央导体，绝缘套的围绕紧固接头的部分的截面是加大的。

根据本发明的另一个方面，高压穿透式陶瓷电容器包括一个绝缘套;一个绝缘罩;一个安装于绝缘套和绝缘罩之间的接地配件;一个具有和接地配件相连的地电极装置的陶瓷介质;各有一个安装在绝缘套中的紧固接头的一对中央导体;和围绕陶瓷介质倒入所述绝缘套中的绝缘树脂材料。绝缘套的围绕紧固接头的部分的截面是加大的。

根据本发明的另一个方面，高压穿透式陶瓷电容器包括一个绝缘套;一个绝缘罩;一个安装于绝缘套和绝缘罩之间的接地配件;一个具有与接地配件相连的地电极装置的陶瓷介质;和围绕陶瓷介质倒入所述绝缘套中的绝缘树脂材料。绝缘套由内套件和安装于内套件上的外套件构成。内套件的高度小于外套件的高度，并以如此方式安装于外套件中，即使内套件的上端位于外套件的上端之下，内套件由热塑性树脂材料制成，外套件由热固性树脂材料制成。

根据本发明的再一个方面，高压穿透式陶瓷电容器包括一个绝缘套;一个绝缘罩;一个安装于绝缘套和绝缘罩之间的接地配件;一个具有与接地配件相连的地电极装置的陶瓷介质;和围绕陶瓷介质倒入绝缘套中的绝缘树脂材料。绝缘套包括用于形成加大截面的直径较大的上套件和直径较小的下套件，上套件和下套件是单独制成的，并按如此方式相连，即上套件的下端部分与下套件的上端部分安装在一起。上套件由热固化树脂材料制成，下套件由热塑性树脂材料制成。

因此，本发明的一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器能够表现出足以保证其良好工作特性的优良耐热性能，即使是在严格的条件下。

本发明的另一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器容许绝缘罩和/或绝缘套表现出良好的耐热性能。

本发明的又一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器能简化绝缘罩和/或绝缘套相对于接地配件的安装。

本发明的再一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器能在保证其优良工作的情况下具有小的尺寸。

本发明的另一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器能在小尺寸的情况下呈现出优良的工作性能和稳定性。

本发明的又一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器能在保证其合理且简单的装配情况下具有小的尺寸。

本发明的再一个目的是要提供一种高压穿透式陶瓷电容器，该电容器能在具有小尺寸时呈现出优良的稳定性。

本发明的其它目的和优越性将在本说明书中表述清楚。

本发明所包括的结构特征、元件组合和部件安装将在以下描述的结构中举例说明，本发明要求保护的范围将在权利要求中指明。

为了全面理解本发明，参考有关的附图作以下的说明，图中相同的参考数字表示相同部分，其中：

图1示出一个现有的高压穿透式陶瓷电容器的部件分解透视图。

图2和3均为图1所示的现有陶瓷电容器的垂直剖视图。

图4为装有插座的现有陶瓷电容器的局部透视图。

图5示出本发明的高压穿透式陶瓷电容器的一个实施例的部分剖开的平面图。

图6示出本发明的高压穿透式陶瓷电容器的另一个实施例的部件分解透视图。

图7和8均为图6所示的陶瓷电容器的垂直剖视图。

图9和10均为图6所示实施例的一种变形的垂直剖视图。

图11和12均为图6所示实施例的另一种变形的垂直剖视图。

图13为显示在潮湿条件下对每个本发明的和现有的陶瓷电容器进行介电强度测试的结果的示意图。

图14为示出本发明的高压穿透式陶瓷电容器的又一个实施例的部件分解透视图。

图15和16均为图14所示陶瓷电容器的部分剖视图。

图17和18均为图14所示实施例的一种变形的部分剖视图。

图19为显示定位装置的局部垂直剖视图。

图20为显示在潮湿条件下对每个本发明的和现有的陶瓷电容器进行介电强度测试的结果的示意图。

根据本发明的高压穿透式陶瓷电容器将参照附图做如下说明。

图5展示出根据本发明的高压穿透式陶瓷电容器的一个实施例，该电容器安装在一个滤波器盒上。所示的该实施例的高压穿透式陶瓷电容器由参考数字30表示，它安装在由参考数字70表示的滤波器盒上。该滤波器盒70包括一个壳体72、一个安置于壳体72中央部分的铝芯柱74和安置于壳体72上的一对扼流线圈76，线圈76的设置使铝芯柱74介于其间。铝芯柱74通过扼流线圈76连接到中央导体46。陶瓷电容器30通过一个接地配件40用螺钉或铆钉固定在壳体72的侧壁78上。

在滤波器盒70中必需安设一个绝缘罩56，以便能承受高达约 230℃的高温，因此，在所描述的该实施例中，绝缘罩56是由聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）或尼龙66形成的，以便能充分承受滤波器盒中的高温，因为PET和尼龙66的熔点分别为约250～260℃和约260℃。

在所描述的该实施例中，绝缘套54最好也同样用PET或尼龙66制造，因为这会进一步改善该陶瓷电容器的抗热性能。

众所周知，PET和尼龙66均具有高达几个百分点的延伸率和一定程度的弹性变形能力。业已发现，上述材料的这些特性便于将绝缘罩56和绝缘套54分别安装于接地配件40上。

所描述的该实施例的其它部分的构造基本上和前面所述的现有的陶瓷电容器的相同。

在所述的该实施例中，绝缘罩和绝缘套至少其中一个由PET或尼龙66制成。因此，即使滤波器盒中温度升高到230℃，也能有效防止由于软化或熔化造成的绝缘罩和绝缘套的下垂。从而，可以认为所述的该实施例基本上消除了绝缘罩和绝缘套的绝缘失效和烧坏。

再者，虽然可以考虑将热固性树脂材料或无机材料，如陶瓷，用于绝缘罩和/或绝缘套以便改善其抗热性能。但是，当把这些部件安装于接地配件上时，这些材料的工作性能变坏，因为它们不能呈现充分的伸展和弹性。对于绝缘罩和绝缘套，PET和尼龙66克服了热固性树脂和无机材料遇到的缺点。

图6至8描述了根据本发明的高压穿透式电容器的另一个实施例，在该实施例中，绝缘套54由内套件54A和外套件54B构成。内套件54A和外套件54B如此配置，内套件54A紧密地安装于外套件54B中。在该实施例中，绝缘套54呈椭圆形。套件54A和 54B均可由PET或尼龙66制成。然而，内套件54A可由热塑性树脂材料制成，外套件54B可由热固化树脂材料制成。再者，在该实施例中，内套件54A的高度比外套件54B的高度小，而且内套件54A以其上端位于外套件54B的上端之下的方式安装于外套件54B中。由内套件和外套件共同形成的绝缘套54的一部分可以做成和图1所示的现有绝缘套相同的厚度。因此，该实施例中的绝缘套54的上述结构容许绝缘套54的上部只由外套件54B形成，以便使厚度降低到一个与内套件54A的厚度相应的尺寸，结果是在保证套54的刚度和强度的情况下绝缘套54的上部增大。内套件54A可以如此安装或固定在外套件54B中，即如图7和8所示，套54A的下端与套54B的下端在同一水平面上。

如上所述，内套件54A可以由热塑性树脂材料制成，比如聚丙烯树脂、聚丁烯对苯二甲酸酯（PBT）树脂或类似物;外套件54B可由热固性树脂材料制成，比如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、密胺树脂、酞酸二烯丙基酯或类似物。

该实施例的其它部分可以采用与上述的现有陶瓷电容器基本相同的方式构成。

图9和10示出参照图6至8的上述实施例的一种变形。在该变形中，外套件54B的内表面上在予定高度水平设置有一环形凸缘80。当内套件54A被安装于外套件54B中形成绝缘套54时，凸缘80与内套件54A的上端紧密接触，从而防止以熔融状态倒入绝缘套54中的绝缘树脂材料58从内套件54A和外套件54B之间的间隙泄漏至绝缘套54的外部。

再者，在该变形中，为使两套件相互间具有确定配置而不发生任何错位，内外套件54A和54B上可设定位装置。在该变形中，定位装置是由凸台82和凹槽84联合形成，它们分别位于两套件的相对部分，从而实现位置相互对应。

图11和12示出图6至8所示实施例的另一种变形。在该变形的陶瓷电容器中，环形凸缘80基本上呈侧向L形，以便封住或围住其中的内套件54A的上端，从而更有效地防止树脂材料58的泄漏。

图9至12所示的每种变形的其它部分可以采用和图6至8的实施例基本相同的方式构成。

图13示出在潮湿条件下介电强度测试的结果，该测试是对于图6至8所示的实施例的陶瓷电容器和图1所示的现有陶瓷电容器各自几个样品进行的。该测试通过使每个样品经受由超声增湿器产生的连续潮湿、将样品连接到电子炉的高压变压器并随即用开-关控制操作施加一个电压来实现。由此测量出直至样品损坏时的循环次数，从而测定出循环次数和样品的累积损坏率之间的关系。

从图13可以看出，该实施例的陶瓷电容器的耐湿性和潮湿条件下的介电强度与现有的穿透式陶瓷电容器相比有很大改善。

从上述可以看出，图8至12所示的实施例如此构成，即绝缘套由热塑性树脂材料制成的内套件和由热固性树脂材料制成的外套件构成，内套件的高度低于外套件的高度，以便使内套件的上端处于外套件上端以下的一个位置，结果使绝缘套的上部显著增大。这有利于将插座装配到紧固接头上，从而使该陶瓷电容器的抗泄漏性和抗电弧性提高到足以显著增强其稳定性的程度。再者，由热塑性树脂材料制成的内套件基本上避免了内套件内表面与装在绝缘套中的绝缘树脂材料之间的粘连，从而改善电容器的介电强度。进一步，外套件内表面上的环形凸缘的设置有效防止了熔融状绝缘树脂材料的泄漏。

图14至16示出根据本发明的高压穿透式陶瓷电容器的又一个实施例。

在图14至16所示的陶瓷电容器中，绝缘套54围绕紧固接头62的部分被加大以便形成加大的截面86。

更有特殊的是，绝缘套54的截面呈椭圆形，如图15和16所示，绝缘套54的加大部分86在其较大直径的部分加大了距离2d₁，在较小直径的部分加大了距离2d₂，因此，紧固接头62和绝缘套54之间的距离D在较大直径的部分和较小直径的部分分别增加了2d₁和2d₂。

所述的该实施例的其它部分可以采用和上述现有陶瓷电容器的基本相同方式构成。

在图14至16所描述的实施例中，绝缘套54可整体由PET或尼龙66制成，而且，它也可用热固性树脂材料或热塑性树脂材料制成。进一步，绝缘套54可由不同树脂材料做成两个分离部分。

图17和18示出图14至16所示实施例的一种变形，其中绝缘套54被做成两个相互独立的部分。更为特殊的是，绝缘套54包括由热固性树脂材料制成的加大的上部86和由热塑性树脂材料制成的下部88，上部和下部彼此独立。然后，加大的上部86的下端安装在下部88的上端外。用于制造加大部分86的热固性树脂材料包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、密胺树脂、酞酸二烯丙基酯或类似物;用于制造下部88的热塑性树脂材料包括聚丙烯树脂、PBT树脂和类似物。

因此，在该变形中，实质上与绝缘树脂材料58接触的绝缘套 54的下部88由热塑性树脂材料制成。从而，该变形有效地消除了只由热固性树脂材料制成的绝缘套所遇到的缺陷，即绝缘套粘连绝缘树脂材料使电容器的介电强度变坏。再者，该变形中，加大的上部86由热固性树脂材料制成，结果有效地防止了由热引起上部86的下垂，进一步改善了电容器的介电强度。

图19所示的变形包括用于实现加大的上部86和下部88之间的确定配置的定位装置，以便简化其间的安装，在该变形中，定位装置由分别位于彼此按相对位置接触的上部86和下部88的侧表面上的凸台90和凹槽92联合构成。

图20展示出在潮湿条件下的介电强度测试结果，该测试是对图14至16所示的实施例和图1所示现有陶瓷电容器各自几个样品进行的。该测试通过使每个样品经受由超声增湿器产生的连续潮湿、将样品连接到电子炉的高压变压器并随即用开-关控制操作施加一个电压来实现。由此测量出直至样品损坏时的循环次数，从而测定出循环次数和样品的累积损坏率之间的关系。

从图20可以看出，该实施例的陶瓷电容器的耐湿性能和在潮湿条件下的介电强度与现有的穿透式陶瓷电容器相比有很大的改善。

从上述可以看出，在图14至19所示的实施例中，绝缘套的上部或上口也是加大的。这种结构有利于将插座安装于紧固接头上，即使该绝缘套的尺寸是相当小的，结果使电容器的抗烧性和介电强度大为改善，并且使电容器的装配简单化。

从上面的所述中可以看出前述目的已有效地达到，因为在不脱离本发明的精神和范围内可对上述结构做一定的改形，故包含于上面所述的或附图所示的一切内容将作为例证说明，而不是一个限定的范围。

可以理解，下面的权利要求期望覆盖这里所述的本发明的所有一般和特殊的特征。以及本发明范围内的所有观点，由于语言关系，在述说中两者之间用语可能出现不一致。

Claims

1、一种高压穿透式陶瓷电容器，包括在其外部边缘上安装的一个绝缘套和一个绝缘罩；

所述绝缘套和绝缘罩中至少一个是从包括聚乙烯对苯二甲酸酯和尼龙66的组中选出的一种材料制成。

2、如权利要求1限定的高压穿透式陶瓷电容器，它还包括各有一个安装于所述绝缘套中的紧固接头的一对中央导体;

所述绝缘套的围绕所述紧固接头的部分的截面是加大的。

3、一种高压穿透式陶瓷电容器，包括：

一个绝缘套;

一个绝缘罩;

一个安装于所述绝缘套与绝缘罩之间的接地配件;

一个具有与所述接地配件相连的地电极装置的陶瓷介质;

一对各自有一个安装于所述绝缘套中的紧固接头的中央导体;

一种围绕所述陶瓷介质倒入所述绝缘套中的绝缘树脂材料;

所述绝缘套的围绕所述紧固接头的部分的截面是加大的。

4、如权利要求3限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述绝缘套由内套件和安装于内套件之上的外套件构成;

所述内套件的高度小于外套件的高度，并以如此方式安装于外套件中，即内套件的上端位于外套件的上端下面，从而形成上部的截面加大。

5、如权利要求4限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述内套件由热塑料树脂材料制成，外套件由热固性树脂材料制成。

6、如权利要求4限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述外套件的内侧表面上设有一环形凸缘，内套件的上端被该环形凸缘紧密压紧。

7、如权利要求6限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述环形凸缘围绕所述内套件的上端成侧向L形。

8、如权利要求7限定的高压穿透式陶瓷电容器，它还包括用于实现所述内套件与外套件之间的确定配置的定位装置。

9、如权利要求8限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述的定位装置由分别位于两个套件上的相互配合的凸台和凹槽联合构成。

10、如权利要求3限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述绝缘套包括形成上部加大截面的直径较大的上套件和直径较小的下套件，上套件和下套件单独形成并以如此方式连接在一起，即上套件的下端部分与下套件的上端部分相连接。

11、如权利要求10限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述的上套件由热固性树脂材料制成，下套件由热塑性树脂材料制成。

12、如权利要求11限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中还包括用于实现所述的上套件和下套件之间的确定配置的定位装置。

13、如权利要求11限定的高压穿透式陶瓷电容器，其中所述的定位装置是由分别位于上套件和下套件的上端和下端的相互配合的凸台和凹槽构成。

14、一种高压穿透式陶瓷电容器，包括：

一个绝缘套;

一个绝缘罩;

一个安装于所述绝缘套和绝缘罩之间的接地配件;

一个具有与所述接地配件相连的地电极装置的陶瓷介质;

围绕所述陶瓷介质倒入所述绝缘套中的绝缘树脂材料;

所述绝缘套包括内套件和安装于内套件之上的外套件;

所述内套件的高度小于外套件的高度，并以如此方式安装于外套中，即内套件的上端位于外套件上端的下面;

所述内套件由热塑性树脂材料制成，外套件由热固性树脂材料制成。

15、一种高压穿透式陶瓷电容器，包括：

一个绝缘套;

一个绝缘罩;

一个安装于所述绝缘套和绝缘罩之间的接地配件;

一个具有与接地配件相连的地电极装置的陶瓷介质;

围绕所述陶瓷介质倒入所述绝缘套中的绝缘树脂材料;

所述绝缘套包括形成加大截面的直径较大的上套件和直径较小的下套件，上套件和下套件单独制成，并以如此方式连接在一起，即上套件的下端与下套件的上端相连接;

所述上套件由热固性树脂材料制成，下套件由热塑性树脂材料制成。