CN107170581A - 一种皮法级小型高压无局放电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种皮法级小型高压无局放电容器，电容组件放置于绝缘外套的中心位置，在绝缘外套与电容组件之间填充绝缘介质层，所述绝缘外套的外表面等间距的设置有伞裙，在绝缘外套的侧壁中心设置有屏蔽层，绝缘外套的高压端和低压端各设置有一个密封圈凹槽，所述电容芯片固定包裹在绝缘支柱内，所述绝缘支柱内还设置有高压铜排和低压铜排，所述多个电容芯片的高压端通过高压铜排连接在一起引至绝缘外套高压端；多个电容芯片的低压端通过低压铜排连接在一起引至绝缘外套低压端，构成多个电容芯片的并联结构，大幅度减小设备体积，适合用于与电阻、电感元件组成π形电路等效模拟不同线路型号和架设安装方式的10kV配电线路阻抗值。
Description
技术领域
本发明涉及高压电力电容器，特别是涉及用于10kV配电线路真型模型模拟阻抗的皮法级小型高压无局放电容器。
背景技术
为适应配电专业的发展需求，研究复杂配电网暂态及稳态运行特性，研究配网新型状态评估技术，构建状态评估标准，需要深入研究配网线路运行特性，但由于受到场地条件等因素的限制，无法架设真实的10kV配电线路及其支线线路，因此，根据等效原理建设配网真型试验平台成为一种有效的手段。而构建真型试验平台的核心是解决线路阻抗的计算和模拟装置设计问题。
目前，10kV配电线路阻抗模型主要采用π形结构形式，π形结构模型的设计思想是通过前后两端下拉电容模拟架空线每相对地的分布电容和相间的分布电容，因此在π形结构中，电容器是一个主要电气元件。而目前高电压电力电容器按用途可分为，移相电容器、补偿电容器、均压电容器等，主要用于移相、补偿、贮能、均压等场合；这类电容器用于模拟10kV配电线路阻抗模型存在以下不足：
1、容量大。配电线路的线路阻抗模拟电容的容量等级为皮法级，而移相、补偿和均压等用途的电容器从几十微法到几十毫法，无法适用；
2、频响特性差。对于电容芯片，通常电容容量越大，其谐振频率越低，频响特性差，特别当电容谐振频率居于特定频率区间时，将对开展10kV配电线路暂稳态特性研究带来严重误差；
3、体积大。目前的高压电力电容器为了满足绝缘要求，电容器内部元器件之间的绝缘距离、接线端与外壳绝缘距离、接线端之间距离都比较大，从而造成整个电容器体积较大。过大的电容器体积使得10kV配电线路阻抗模型变得异常庞大，无法满足实验室集约化、小型化的空间要求；
4、局放水平无法满足要求。由于10kV配电线路真型试验平台需要模拟10kV配电线路各类故障运行工况，将频繁遭受过电压、过电流考核，一方面过高的局放在这种试验工况冲击下会进一步加剧绝缘劣化，影响电容使用寿命，缩短平台维护周期，提高平台维护成本。另一方面，原件本身的局部放电将对开展配电线路暂稳态特征研究带来影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于10kV配电线路真型模型模拟阻抗的皮法级小型高压无局放电容器，完全满足10kV真型试验平台建设及开展暂稳态特性研究的要求。
本发明的技术方案：一种皮法级小型高压无局放电容器，包括绝缘外套、绝缘介质层以及电容组件，所述电容组件放置于绝缘外套的中心位置，在绝缘外套与电容组件之间填充绝缘介质层，所述绝缘外套的外表面等间距的设置有伞裙，在绝缘外套的侧壁中心设置有屏蔽层，绝缘外套的高压端和低压端各设置有一个密封圈凹槽，用于放置密封圈，所述电容组件包括多个并联连接的电容芯片，所述电容芯片固定包裹在绝缘支柱内，所述绝缘支柱内还设置有高压铜排和低压铜排，所述多个电容芯片的高压端通过高压铜排连接在一起引至绝缘外套高压端；多个电容芯片的低压端通过低压铜排连接在一起引至绝缘外套低压端，构成多个电容芯片的并联结构。
所述绝缘外套由环氧树脂绝缘材料或绝缘陶瓷材料制成，整体呈圆锥形，内部设为空心。
所述绝缘介质层采用的绝缘介质为25#变压器油。
所述电容组件的电容量范围为1000pF-5000pF。
所述绝缘支柱的材料为杜力顿PA66。
所述绝缘支柱的杜力顿PA66填充在电容芯片之间以电容芯片的外围。
所述电容芯片为陶瓷电容芯片。
所述屏蔽层为半导电屏蔽材料制成，半导电屏蔽层与绝缘外套环氧树脂绝缘材料层或绝缘陶瓷材料层形成复合夹心结构。
所述电容器在-40℃到70℃范围内，电容量随温度变化小于1％，1.5倍额定电压下局部放电小于3pC，频响范围50Hz～500kHz。
所述电容器整体工频耐压水平满足42kV 1min下无击穿、无闪络。
本发明的技术效果：
1、电容器采用多个皮法级陶瓷电容芯片并联制成，ES(Equivalent SeriesResistance等效串联电阻)值较低，谐振频率高，频响特性好。
2、采用绝缘外套、绝缘介质层以及电容组件三层套层结构，相同绝缘水平下大幅度减小设备体积。
3、绝缘外套表面设置若干伞裙，增加爬电距离，提高沿面闪络水平；
4、绝缘外套采用内外绝缘材料中间接地屏蔽层的复合夹心结构，可有效屏蔽内部放电的电磁辐射；填充的绝缘介质25#变压器油可有效均匀内部电场分布，进一步提升绝缘水平，降低局部放电水平；
5、填充的绝缘介质25#变压器油利于电容器热量耗散，因此电容器具有温度变化率极小的特点，在-40℃-+70℃温度区间，电容量变化率小于3％；
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明A部放大示意图；
图3是本发明电容器在10kV配电线路真型模型模拟阻抗中的应用示意图。
图中标号分别表示：1—绝缘外套，1.1—伞裙，1.2—密封圈凹槽，1.3—屏蔽层，2—绝缘介质层，3—电容组件，3.1—电容芯片，3.2—绝缘支柱，3.3—高压端铜排，3.4—低压端铜排，R—线路电阻，L—线路电感，C0、C1—线路电容。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1和图2所示，本发明所设计的一种用于10kV配电线路真型模型模拟阻抗的皮法级小型高压无局放电容器，包括绝缘外套1、绝缘介质层2、电容组件3构成；电容组件3设于绝缘外套1的中间，电容组件3与绝缘外套1之间填充绝缘介质层2；
所述绝缘外套1由环氧树脂材料或绝缘陶瓷材料制成，整体呈圆锥形，表面设有若干伞裙1.1，增加表面爬电距离，提高沿面闪络电压水平；绝缘外套1内部设为空心，用于放置电容组件3；绝缘外套1本体采用内外绝缘材料与中间半导电屏蔽层1.3的复合夹心结构，用于降低电容器总体局放以及屏蔽内部放电的电磁辐射干扰。
进一步地，绝缘外套1高压端和低压端各设置有一个密封圈凹槽1.2，用于放置密封圈，防止绝缘介质泄漏；
所述绝缘介质层2的绝缘介质采用25#变压器油作为绝缘材料，用于均匀内部电场分布，增强电容组件3的绝缘等级，减小电容组件3局放量及表面温升；
同时，所述绝缘介质层2的绝缘介质和电容组件3外面包裹的高强度固体绝缘材料制作而成的绝缘支柱3.2配合降低内部局放水平，能有效防止电容组件绝缘薄弱点在长期经历各类极端试验工况下进一步加剧绝缘劣化，延长电容器使用寿命。
所述电容组件3由多个电容芯片3.1并联而成，电容芯片3.1之间及外面包裹设有高强度固体绝缘支柱3.2，用于支撑固定电容芯片3.1，保持电容芯片3.1之间的位置关系；
进一步地，多个电容芯片3.1的高压端通过铜排3.3连接在一起引至绝缘外套高压端；多个电容芯片3.1的低压端通过铜排3.4连接在一起引至绝缘外套低压端；构成多个电容芯片的并联结构；
进一步地，电容组件3的多个电容芯片3.1并联结构可通过进行灵活组合排列，形成所需要的实际电容量可实现的电容量范围为1000pF-5000pF；多个皮法级小容量电容器芯片的并联结构，克服单个大电容谐振频率低，特别是居于特定频率区间时，对开展10kV配电线路暂稳态特性研究带来的严重误差。同时，多个皮法级小容量电容器芯片的并联结构，可有效降低整个电容器的ESR值，提高电容器频响特性。
进一步地，电容组件3中的绝缘支柱3.2采用的绝缘材料为杜力顿(PA66)，用于防止电容表面运行时出现沿面闪络，以降低局放水平；
总体上，整个电容器采用绝缘外套、绝缘介质和电容组件外面包裹的高强度固体绝缘材料构成的三层绝缘结构使得电容器在相同绝缘水平下获得在较小结构体积，实现设备整体的小型化设计。
本发明应用于10kV配电线路模拟阻抗的实施方案是：
实际10kV配电线路的电阻、电感和电容参数都是连续分布的，但是在一定条件下，可以忽略电路参数的分布性而近似地用如图3所示的集中参数作为实际电路的模型，电流流向为由左向右；该电路用串联的电阻R和电感L模拟电路的分布电阻和分布电感，用前下拉电容C0和后下拉电容C1模拟分布电容；其中前下拉电容C0和后下拉电容C1皆为本发明的P法级的高压无局放电容器，使用时电容C0和C1的高压端分别接电阻R的高压端和电感L的低压端，电容C0和C1的低压端接地，电阻R、电感L和电容C0、C1的参数值根据线路类型、架设方式等条件依据电力系统分析理论计算确定。
Claims (10)
1.一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：包括绝缘外套、绝缘介质层以及电容组件，所述电容组件放置于绝缘外套的中心位置，在绝缘外套与电容组件之间填充绝缘介质层，所述绝缘外套的外表面等间距的设置有伞裙，在绝缘外套的侧壁中心设置有屏蔽层，绝缘外套的高压端和低压端各设置有一个密封圈凹槽，用于放置密封圈，所述电容组件包括多个并联连接的电容芯片，所述电容芯片固定包裹在绝缘支柱内，所述绝缘支柱内还设置有高压铜排和低压铜排，所述多个电容芯片的高压端通过高压铜排连接在一起引至绝缘外套高压端；多个电容芯片的低压端通过低压铜排连接在一起引至绝缘外套低压端，构成多个电容芯片的并联结构。
2.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述绝缘外套由环氧树脂绝缘材料或绝缘陶瓷材料制成，整体呈圆锥形，内部设为空心。
3.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述绝缘介质层采用的绝缘介质为25#变压器油。
4.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述电容组件的电容量范围为1000pF-5000pF。
5.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述绝缘支柱的材料为杜力顿PA66。
6.根据权利要求5所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述绝缘支柱的杜力顿PA66填充在电容芯片之间以电容芯片的外围。
7.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述电容芯片为陶瓷电容芯片。
8.根据权利要求2所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述屏蔽层为半导电屏蔽材料制成，半导电屏蔽层与绝缘外套环氧树脂绝缘材料层或绝缘陶瓷材料层形成复合夹心结构。
9.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述电容器在-40℃到70℃范围内，电容量随温度变化小于1％，1.5倍额定电压下局部放电小于3pC，频响范围50Hz～500kHz。
10.根据权利要求1所述的一种皮法级小型高压无局放电容器，其特征在于：所述电容器整体工频耐压水平满足42kV 1min下无击穿、无闪络。
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|---|---|
| CN (1) | CN107170581A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101074972A (zh) * | 2006-05-15 | 2007-11-21 | 北京瑞恒超高压电器研究所 | 一种电容屏蔽式电阻传感器 |
| CN102915842A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-02-06 | 辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 可调式高压电容装置 |
| CN203013531U (zh) * | 2012-11-01 | 2013-06-19 | 艾默生网络能源系统北美公司 | 一种并联结构贴片电容的安装支架 |
| CN204407183U (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-17 | 江苏金海电子科技有限公司 | 一种伞裙外壳电容器 |
| CN105390281A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-09 | 天津威斯康电能补偿系统有限公司 | 一种加强型电力补偿电容器的散热结构 |
| CN105428064A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 赵雪雅 | 一种应用于高压电容器的硅橡胶出线套管 |
| CN106385787A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-02-08 | 河北广通电子科技有限公司 | 一种浸入式电子产品及电子设备散热系统 |
-
2017
- 2017-06-14 CN CN201710446389.6A patent/CN107170581A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101074972A (zh) * | 2006-05-15 | 2007-11-21 | 北京瑞恒超高压电器研究所 | 一种电容屏蔽式电阻传感器 |
| CN102915842A (zh) * | 2012-10-24 | 2013-02-06 | 辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 可调式高压电容装置 |
| CN203013531U (zh) * | 2012-11-01 | 2013-06-19 | 艾默生网络能源系统北美公司 | 一种并联结构贴片电容的安装支架 |
| CN204407183U (zh) * | 2015-02-11 | 2015-06-17 | 江苏金海电子科技有限公司 | 一种伞裙外壳电容器 |
| CN105390281A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-03-09 | 天津威斯康电能补偿系统有限公司 | 一种加强型电力补偿电容器的散热结构 |
| CN105428064A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 赵雪雅 | 一种应用于高压电容器的硅橡胶出线套管 |
| CN106385787A (zh) * | 2016-11-16 | 2017-02-08 | 河北广通电子科技有限公司 | 一种浸入式电子产品及电子设备散热系统 |
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