CN107221432A - 一种电容器 - Google Patents

一种电容器 Download PDF

Info

Publication number
CN107221432A
CN107221432A CN201710471369.4A CN201710471369A CN107221432A CN 107221432 A CN107221432 A CN 107221432A CN 201710471369 A CN201710471369 A CN 201710471369A CN 107221432 A CN107221432 A CN 107221432A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole plate
pole
dielectric
capacitor
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710471369.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107221432B (zh
Inventor
张天洋
丛培天
黄涛
翟戎骁
罗维熙
姜晓峰
尹佳辉
王志国
降宏瑜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwest Institute of Nuclear Technology
Original Assignee
Northwest Institute of Nuclear Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwest Institute of Nuclear Technology filed Critical Northwest Institute of Nuclear Technology
Priority to CN201710471369.4A priority Critical patent/CN107221432B/zh
Publication of CN107221432A publication Critical patent/CN107221432A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107221432B publication Critical patent/CN107221432B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/32—Wound capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002—Details
    • H01G4/005—Electrodes
    • H01G4/012—Form of non-self-supporting electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/38—Multiple capacitors, i.e. structural combinations of fixed capacitors
    • H01G4/385—Single unit multiple capacitors, e.g. dual capacitor in one coil

Abstract

本发明涉及一种电容器，尤其涉及一种具有极板偏移结构电容芯子的电容器，适用于各种交直流高电压的环境中所使用的电容器。包括高压电极、接地电极及位于高压电极与接地电极之间的电容芯子，电容芯子包括依次平行排列的尺寸相同的第一极板、第N极板及位于第一极板与第N极板之间的N‑2个极板，电容芯子还包括位于相邻极板之间的尺寸相同的绝缘介质，各绝缘介质与高压电极之间的垂直距离均相同，各极板与高压电极之间的垂直距离各不相同。解决了在特殊的情况下串联的电容器中的个别元件承受更高电压时，通过改变留边距离无法达到安全距离的要求或导致电容器介质的利用率严重下降的问题。

Description

一种电容器
技术领域
本发明涉及一种电容器，尤其涉及一种具有极板偏移结构电容芯子的电容器，适用于各种交直流高电压的环境中所使用的电容器。
背景技术
众所周知，电容器单个元件的耐电强度有限，对于在交直流高电压下使用的电容器，必须通过元件的串联保证整台的电压耐受满足要求，而单个元件的端部绝缘是通过介质薄膜8与铝箔极板7之间的留边解决的，留边的长度通常在3～10mm，结构如图5所示。由于采用相同的设计卷绕，这些元件具有相同的耐压水平。然而，在某些特殊的情况下，由于放置位置的关系，个别元件会承受更高的电压，留边距离无法保证绝缘达到安全距离的要求。如果改变设计继续增大留边长度，则极板势必变窄，导致电容器介质的利用率严重下降，而如果单为个别元件重新设定卷绕方案，又破坏了芯子的结构整体性，带来其他方面的问题。
发明内容
为了解决在特殊的情况下串联的电容器中的个别元件承受更高电压时，通过改变留边距离无法达到安全距离的要求或导致电容器介质的利用率严重下降的问题，本发明提供一种电容器，该电容器的电容芯子具有极板偏移的绝缘结构，在保证电容器介质较为合理利用的前提下，充分保证了各元件端部的绝缘要求。
本发明的技术解决方案是提供一种电容器，包括高压电极1、接地电极2及位于高压电极1与接地电极2之间的电容芯子5，其特殊之处在于：上述电容芯子5包括依次平行排列的尺寸相同的第一极板301、第N极板及位于第一极板301与第N极板之间的N-2个极板，上述电容芯子5还包括位于相邻极板之间的尺寸相同的绝缘介质4，各绝缘介质与高压电极1之间的垂直距离均相同，上述绝缘介质4的高度大于极板的高度，上述第一极板301与高压电极1直接连接，上述第N极板与接地电极2直接连接，位于第一极板与第N极板之间的N-2个极板与高压电极1之间的垂直距离各不相同，其中N为大于等于2的正整数。
优选地，N个极板与高压电极1之间的垂直距离是以首项为0，公差为d的等差数列依次递增，直至第N极板与接地电极2之间的垂直距离为0。
优选地，上述极板及绝缘介质4均为板状，或所述极板及绝缘介质4均为筒状即该电容器为卷绕式电容器。
优选地，当上述极板及绝缘介质4均为筒状时，还包括芯子骨架99，由极板与绝缘介质交替叠层并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架99上。
优选地，上述d的取值为2～15mm。
本发明还提供另外一种电容器，包括高压电极1、接地电极2及位于高压电极1与接地电极2之间的电容芯子5，其特殊之处在于：上述电容芯子5包括M个串联的电容芯子单元，每个电容芯子单元包括依次平行排列的相同的第一极板301、第N极板、位于第一极板301与第N极板之间的N-2个极板，还包括位于相邻极板之间的相同的绝缘介质4，各绝缘介质与高压电极1之间的垂直距离均相同，上述绝缘介质4的高度大于极板的高度，上述第一极板301与高压电极1直接连接，上述第N极板与接地电极2直接连接，位于第一极板与第N极板之间的N-2个极板与高压电极1之间的垂直距离各不相同；相邻电容芯子单元中的极板相对于第N极板呈镜像对称，其中M、N均为大于等于2的正整数。
优选地，N个极板与高压电极1之间的垂直距离以首项为0，公差为d的等差数列依次递增，直至第N极板与接地电极2之间的垂直距离为0。
优选地，上述极板及绝缘介质4均为板状或所述极板及绝缘介质4均为筒状。
优选地，当上述极板及绝缘介质4均为筒状时，还包括芯子骨架99，由极板与绝缘介质叠层并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架99上。
优选地，上述d的取值为2～15mm。
本发明的有益效果是：
1、本发明的电容器的芯子绝缘结构，不同于传统依靠电容器元件卷绕完成后再串联以解决绝缘不足的问题，而是利用极板偏移的方法，在高压和接地电极之间形成若干个电容量相同，而位置依次错开的串联段，这样每个串联段仅承受总电压的若干分之一，不会使单个串联段的绝缘不足造成击穿；
2、极板位置的变化是随着其与高压电极之间的电位差决定的，电位差越大，则极板端部离高压电极越远，这样的结构使整个芯子的电场分布较为合理；
3、较长的介质部分保证了极板端部与两个电极或相邻极板之间不易出现滑闪放电，同时，介质位置相对保持不变也使得芯子的卷绕较为容易实现。
附图说明
图1为极板与绝缘介质均为板状的电容器结构示意图；
图2为极板与绝缘介质均为筒状的电容器结构示意图；
图3为极板与绝缘介质均为板状的电容器扩容后结构示意图；
图4为极板与绝缘介质均为筒状的电容器扩容后结构示意图；
图5为现有技术中常规电容器的结构示意图。
附图标记为：1-高压电极，2-接地电极，301-第一电极，310-第五电极，32-第二电极，33-第三电极，34-第四电极，4-绝缘介质，41-第一介质层，42-第二介质层，43-第三介质层，44-第四介质层，5-电容芯子，6-高压引出线，7-铝箔电极，8-介质薄膜，99-芯子骨架。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的描述。
本实施例电容器，包括高压电极1、接地电极2及位于高压电极1与接地电极2之间的电容芯子5，电容芯子5包括尺寸相同的第一极板301、第二极板32、第三极板33、第四极板34及第五极板310，电容芯子5还包括位于相邻极板之间的绝缘介质4，各绝缘介质与高压电极1之间的垂直距离均相同，绝缘介质4的高度大于极板的高度(定义高压电极与接地电极之间的垂直方向为高度方向)；
第一极板301垂直于高压电极1放置，其上端与高压电极1接触，与第二极板32相对的一侧区域设置绝缘介质4，绝缘介质4的另一侧为第二极板32，第二极板32的水平位置即与高压电极1的垂直距离较第一极板301低，第二极板32与高压电极1的垂直距离为d。
第二极板32与第三极板33相对侧继续设置绝缘介质4，绝缘介质4另一侧为第三极板33，第三极板33的水平位置即与高压电极1的垂直距离较第二极板302低，第三极板33与高压电极1的距离为2d，类似的，第四极板34与高压电极1的距离为3d。
最后设置第五极板310，其下端与接地电极2接触，这样形成由4个串联元件组成的一个串联单元即电容芯子单元。
本发明极板可以是板状(图1)也可以是筒状即卷绕式(图2)；当为卷绕式时，可以分为单层卷绕和多层卷绕，各极板同轴心设置，该电容器由各极板及之间的绝缘介质交替叠层放置并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架99上而成，例如首先将第四介质层44叠放在第五极板310上，再将第四极板34叠放在第四介质层44上，再将第三介质层43叠放在第四极板34上，依次交替叠放后进行卷绕。
如果所形成的芯子电容量较小不满足需要，可以采用图3和图4所示的方法进行扩容，图3板状式具体的做法是在图1所示的电容芯子外侧继续设置极板与绝缘介质即第二串联单元，第二串联单元的极板与图1中的极板相对于第五极板310呈镜像对称。两组串联单元中的极板呈现出明显的“V”字形。
图4卷绕式具体的做法是在图2卷绕好的芯子外侧，按照与前述卷绕方式相同但极板放置位置相反的方法卷绕第二个串联单元，即对于第五极板310，两组串联单元呈镜像。
继续采用这样的方法进行卷绕，理论上能够实现任何大的电容量。
本发明的说明书已经对发明内容给出了充分的说明，各组件的具体参数可以根据实际需求设定，普通技术人员足以通过本发明说明书的内容加以实施。在权利要求的框架下，任何基于本发明思路的改进都属于本发明的权利范围。

Claims (10)

1.一种电容器，包括高压电极(1)、接地电极(2)及位于高压电极(1)与接地电极(2)之间的电容芯子(5)，其特征在于：所述电容芯子(5)包括依次平行排列的尺寸相同的第一极板(301)、第N极板及位于第一极板(301)与第N极板之间的N-2个极板，所述电容芯子(5)还包括位于相邻极板之间的尺寸相同的绝缘介质(4)，各绝缘介质与高压电极(1)之间的垂直距离均相同，所述绝缘介质(4)的高度大于极板的高度，所述第一极板(301)与高压电极(1)直接连接，所述第N极板与接地电极(2)直接连接，位于第一极板与第N极板之间的N-2个极板与高压电极(1)之间的垂直距离各不相同，其中N为大于等于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的电容器，其特征在于：N个极板与高压电极(1)之间的垂直距离是以首项为0，公差为d的等差数列依次递增，直至第N极板与接地电极(2)之间的垂直距离为0。
3.根据权利要求2所述的电容器，其特征在于：所述极板及绝缘介质(4)均为板状或所述极板及绝缘介质(4)均为筒状。
4.根据权利要求3所述的电容器，其特征在于：当所述极板及绝缘介质(4)均为筒状时，还包括芯子骨架(99)，由极板与绝缘介质交替叠层并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架(99)上。
5.根据权利要求2至4任一所述的电容器，其特征在于：所述d的取值为2～15mm。
6.一种电容器，包括高压电极(1)、接地电极(2)及位于高压电极(1)与接地电极(2)之间的电容芯子(5)，其特征在于：所述电容芯子(5)包括M个串联的电容芯子单元，每个电容芯子单元包括依次平行排列的相同的第一极板(301)、第N极板、位于第一极板(301)与第N极板之间的N-2个极板，还包括位于相邻极板之间的相同的绝缘介质(4)，各绝缘介质与高压电极(1)之间的垂直距离均相同，所述绝缘介质(4)的高度大于极板的高度，所述第一极板(301)与高压电极(1)直接连接，所述第N极板与接地电极(2)直接连接，位于第一极板与第N极板之间的N-2个极板与高压电极(1)之间的垂直距离各不相同；相邻电容芯子单元中的极板相对于第N极板呈镜像对称，其中M、N均为大于等于2的正整数。
7.根据权利要求6所述的电容器，其特征在于：N个极板与高压电极(1)之间的垂直距离是以首项为0，公差为d的等差数列依次递增，直至第N极板与接地电极(2)之间的垂直距离为0。
8.根据权利要求7所述的电容器，其特征在于：所述极板及绝缘介质(4)均为板状或所述极板及绝缘介质(4)均为筒状。
9.根据权利要求8所述的电容器，其特征在于：还包括芯子骨架(99)，由极板与绝缘介质叠层并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架(99)上。
10.根据权利要求7至9任一所述的电容器，其特征在于：所述d的取值为2～15mm。
CN201710471369.4A 2017-06-20 2017-06-20 一种电容器 Active CN107221432B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710471369.4A CN107221432B (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种电容器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710471369.4A CN107221432B (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种电容器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107221432A true CN107221432A (zh) 2017-09-29
CN107221432B CN107221432B (zh) 2019-05-03

Family

ID=59950800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710471369.4A Active CN107221432B (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种电容器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107221432B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110136958A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 数邦电力科技有限公司 一种高压电容器
CN113782342A (zh) * 2021-09-14 2021-12-10 广东电网有限责任公司广州供电局 一种基于压扁元件的自愈电容器电极结构
WO2023220531A1 (en) * 2022-05-09 2023-11-16 COMET Technologies USA, Inc. Variable capacitor with linear impedance and high voltage breakdown

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1693865A1 (de) * 2005-02-18 2006-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungskondensator
CN201156473Y (zh) * 2007-11-21 2008-11-26 中国西电电气股份有限公司 一种电容元件及耦合电容器
CN104409183A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 武汉理工大学 一种内置电容均压屏的复合绝缘子

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1693865A1 (de) * 2005-02-18 2006-08-23 Siemens Aktiengesellschaft Hochspannungskondensator
CN201156473Y (zh) * 2007-11-21 2008-11-26 中国西电电气股份有限公司 一种电容元件及耦合电容器
CN104409183A (zh) * 2014-11-28 2015-03-11 武汉理工大学 一种内置电容均压屏的复合绝缘子

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110136958A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 数邦电力科技有限公司 一种高压电容器
CN110136958B (zh) * 2019-05-30 2023-11-10 数邦电力科技有限公司 一种高压电容器
CN113782342A (zh) * 2021-09-14 2021-12-10 广东电网有限责任公司广州供电局 一种基于压扁元件的自愈电容器电极结构
CN113782342B (zh) * 2021-09-14 2023-08-04 广东电网有限责任公司广州供电局 一种基于压扁元件的自愈电容器电极结构
WO2023220531A1 (en) * 2022-05-09 2023-11-16 COMET Technologies USA, Inc. Variable capacitor with linear impedance and high voltage breakdown

Also Published As

Publication number Publication date
CN107221432B (zh) 2019-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204407189U (zh) 一种金属化膜滤波电容器
CN104766722A (zh) 具有低电感低等效串联电阻特性的金属化膜滤波电容器
CN107221432A (zh) 一种电容器
CN208315366U (zh) 变压器
CN2879375Y (zh) 金属化安全膜电容器的电极结构
CN112542865A (zh) 一种电源系统、电力电子电路及电池模块
CN103872930A (zh) 适用于输电线路杆塔的电容式降压取电方法
US8634181B2 (en) Multiple-track supercapacitor
CN209118903U (zh) 具有普通连续式饼式线圈的电力变压器
KR101522967B1 (ko) 피뢰기
KR101944905B1 (ko) 분리체 구비 전극 전기 이중층 커패시터
CN203013522U (zh) 一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件
CN202473613U (zh) 带绝缘支撑的集合式电容器组
CN204270881U (zh) 低电感多芯组电力电容器
KR101956267B1 (ko) 분리체 구비 전극을 구비한 전기 이중층 커패시터 직렬연결 에너지 저장 장치
CN101847477B (zh) 特高压瓷套式无间隙氧化锌避雷器
CN112002544A (zh) 一种新型超特高压出线装置的设计方法及出线装置结构
CN210243776U (zh) 模拟油浸式电流互感器电容屏间绝缘劣化的装置
CN103177870B (zh) 一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件
CN219393195U (zh) 一种低温升高压交流干式金属化膜电容器
CN203721269U (zh) 油浸式变压器的导线和油浸式变压器
CN202307460U (zh) 多晶硅电炉用大容量、大电流干式变压器
CN102881423B (zh) 一种主变低压箔式结构及其实现方法
CN207781414U (zh) 特高压用110kV无功补偿并联电容器装置
RU213364U1 (ru) Винтовая обмотка с дополнительными опорами

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant