CN109461583A - 一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，包括数据分析、分切、卷绕、喷金、赋能、热定型、外串、装壳、真空浸油、出缸封焊以及喷漆等工作，通过S3步骤中对金属镀层宽度和结构、以及卷绕层数进行选择，使其可以形成多种电容的电容卷，如单层卷绕的电容卷，再比如双层卷绕且一层为单金属镀层、一层为多金属镀层的结构，通过多金属镀层结构即可形成内串结构，再结合宽度、膜厚度等，使得在卷绕过程中即可完成多种电容量的电容卷，而改步骤中对于电容器的整体尺寸改变不大；加之在S7步骤中，通过导线进行多个电容器串、并联，使得能够调节的电容呈几何式增长，从而在有限的资源下，设计出各种能够符合需求的电容器。
Description
技术领域
本发明涉及电容器领域，特别涉及一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺。
背景技术
电力电容器，用于电力系统和电工设备的电容器，其结构为包括任意两块金属导体，并在中间用绝缘介质隔开。而电容器电容的大小，由其几何尺寸、两极板间绝缘介质的特性以及绝缘介质的厚度来决定。
而根据不同的使用情况和场合，对于电容器的尺寸、电容大小都会有不同的要求。因此，在生产过程中通常需要对电容器的结构进行调整，而仅对上述提到的几何尺寸、绝缘介质以及绝缘介质的厚度进行调整和更换，往往是无法满足较大的调整的。并且，由于每家生产企业现成的资源以及成本预算有限，很难做到随时对绝缘介质进行更换，加之大多数情况客户都会对产品的几何尺寸有一定的要求，因此，导致现有生产规程中对于产品的调整较为困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，可以根据需求进行调整，利用有限的资源生产出符合要求的产品。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，包括以下步骤：
S1、数据分析，根据产品参数以及现有金属化膜的材质，计算出所述电容需要连接的卷膜电容数量以及每个卷膜电容的容量，再根据卷膜电容的容量分析出金属化膜的宽度、厚度以及电容结构；
S2、分切，根据S1中分析的数据，调节薄膜分切机上刀片位置后，对金属膜卷进行分切，并重新收卷；
S3、卷绕，在卷绕机上安装外包膜、芯轴、烧膜用铝箔以及S2收卷好的金属膜卷，设置好烧膜用铝箔和金属膜卷的传动路径和传动张力；再根据S1中数据要求设定金属膜卷的卷绕数、烧膜用铝箔在金属化膜上形成的金属镀层宽度和结构、以及采用单层或重叠后的双层金属化膜卷绕成电容卷；电容卷在芯轴上卷绕成卷后外包膜包覆电容卷外表面；
S4、喷金，将电容卷送入到喷金室中，通过喷枪对电容卷两侧进行喷金操作，完成喷金后，除去外包膜表面以及芯轴内侧的金属粉末；
S5、赋能，将完成S4操作的电容卷安装到赋能器的夹具上，完成一次充、放电过程，经过数字电桥对容量的标准值、上下偏差、损耗值的上限值进行测试后将合格品送入下道工序；
S6、热定型，经过S5筛选后的电容卷送入烘箱中，依次经过65-75℃以及110℃两个温度共加热18H，再在50℃下冷却后送出烘箱，在加热和冷却过程中保持鼓风排气；
S7、外串，将S1中规定数量的电容卷紧密整齐地排放在工作台上，把导线焊接在电容卷的端面喷金层上形成串、并联结构；
S8、装壳，将S7中完成的电容组连接到壳盖的防爆块上，然后将电容组安装到壳体中，将壳盖与壳体连接形成整体；
S9、真空浸油，将S8完成安装的电容器送入浸渍缸，先开启浸渍缸上的真空放气管夹子，接通电源进行常压下加热6H，加热温度为65-75℃；把温度升高到75-80℃，再干燥6H；开启真空泵进入粗真空阶段，真空度大于100帕，温度控制在75-85℃，保持4小时；继续开启真空泵进入低真空阶段，真空度为小于60帕，温度保持在75-80℃，保持4小时；开启真空泵进入高真空阶段，真空度小于8帕，温度保持在70-75℃，2H后进行注油；注油到油面高出产品顶部40-80mm时停止，保持缸内60-65℃，真空度10帕，浸渍有效时间大于4H直到气泡消失为止；
S10、出缸封焊，检查确认无气泡后，关闭真空泵，待温度降至小于60度时拧松缸盖螺丝，然后缓缓打开放气阀破空，待浸渍缸常压后打开缸盖取出电容器放置到挤油夹具上；当电容器温度下降后，对电容器上的孔进行焊锡密封；
S11、喷漆，将油晾干，擦干净后上漆并烘干。
如此设置，通过S3步骤中对金属镀层宽度和结构、以及卷绕层数进行选择，使其可以形成多种电容的电容卷，如单层卷绕的电容卷，再比如双层卷绕且一层为单金属镀层、一层为多金属镀层的结构，通过多金属镀层结构即可形成内串结构，再结合宽度、膜厚度等，使得在卷绕过程中即可完成多种电容量的电容卷，而改步骤中对于电容器的整体尺寸改变不大；加之在S7步骤中，通过导线进行多个电容器串、并联，使得能够调节的电容呈几何式增长，从而在有限的资源下，设计出各种能够符合需求的电容器。同时，采用独特的真空浸渍方式，尽可能在更短的时间内将电容器内的空气和水分排出。
进一步优选为：所述S3步骤中湿度保持45％以下、温度保持在18-28℃。
如此设置，确定卷绕过程中的成品率，避免湿度和温度的原因造成金属镀层表面不够平整等问题。
进一步优选为：所述S4步骤中，在喷金前在芯轴两端设置挡筛，在赋能前将挡筛取出。
如此设置，可以避免后续对芯轴两端进行打磨或转孔来去除金属粉末，节省工序和材料成本。
进一步优选为：所述S6步骤中，65-75℃和100℃三个时间段的加热时间分别为6H和12H。
如此设置，进行逐步升温，使电容卷可以适应，从而避免去损坏。
进一步优选为：所述S7步骤中，每个电容卷焊一个点、位置在半径1/2处，焊接时间每点不超过3秒。
如此设置，二分之一处是焊接最佳位置，太靠近芯棒或靠近外边，接地点容易脱落，且不容易翻转，焊接时间的限定避免对电容卷端面造成损伤。
进一步优选为：所述S7步骤中，所述导线通过铜片连接电容卷，铜片与电容卷间焊2点、位置在半径1/2处，焊接时间每点不超过3秒。
如此设置，焊2点以保证连接强度，焊接时间的限定避免对电容卷端面造成损伤。
进一步优选为：所述S9步骤中，注油前在6H内将供油用的供油阀与注油管路抽真空，真空度小于10帕，温度保持在70-75℃。
如此设置，排除新增设备的干扰，避免其将水分和空气带入、以及造成真空度升高。
进一步优选为：在注油前2H使用增压泵，并停止加热。
如此设置，增压泵主要是为了增大压力，从而产生油蒸汽，再通过工作射流来携带气体排出。
进一步优选为：注油时，注油温度保持在65-70度，并采用微微开启注油阀的方式进行缓缓注油，在整个过程中，缸内真空度应小于10帕；如达不到10帕，则暂停注油，待真空恢复后再缓缓注油。
如此设置，在保证安全的前提下，尽可能在注油过程中将更多的空气和水分排出，从而避免后期注油完成后的等待时间造成整体时间增加。
进一步优选为：所述S8步骤中，在将壳盖和壳体连接前先依次测量产品的电容值和损耗值，剔除不符合要求的次品；在S11喷漆前，将电容器所有出线端子用导线连接起来，然后使用万能击穿装置测进行极壳耐压测试，测试时电压显示窗口显示3000Kv、并在10秒内逐渐减小到0，如果出现报警则进行逐只检查；同时进行极间耐压测试，测试前通过被检电容器额定电压和额定容量来规定试验电压最高值，测试时施加300V或300V以下的电压，在2-10秒内升高至试验电压，在试验电压下保持2秒后迅速将电压降至100V以下，再切断电压。
如此设置，在各个阶段对产品进行检测，在出现问题时及时进行更改和调整，避免其在最后进行检测时需要进行拆解等过度繁琐的操作，提高其生产效率、并降低生产成本。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、根据产品需求，通过有限的资源结合内串和外串的方式实现生产，降低成本；
2、通过多道检测工序，以及内部良好的真空效果，使得产品质量好、性能稳定。
附图说明
图1是本实施例的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，包括以下步骤：
S1、数据分析，根据产品参数以及现有金属化膜的材质，计算出所述电容需要连接的卷膜电容数量以及每个卷膜电容的容量，再根据卷膜电容的容量分析出金属化膜的宽度、厚度以及电容结构。
S2、分切，保持室内湿度在45％以下、温度保持在18-28℃，根据S1中分析的数据，调节薄膜分切机上刀片位置后，对金属膜卷进行分切，并重新收卷，收卷后要求表面镀层无氧化或划伤、且表面平整。
S3、卷绕，保持室内湿度在45％以下、温度保持在18-28℃，在卷绕机上安装外包膜、芯轴、烧膜用铝箔以及S2收卷好的金属膜卷，设置好烧膜用铝箔和金属膜卷的传动路径和传动张力；再根据S1中数据要求设定金属膜卷的卷绕数、烧膜用铝箔在金属化膜上形成的金属镀层宽度和结构、以及采用单层或重叠后的双层金属化膜卷绕成电容卷；电容卷在芯轴上卷绕成卷后外包膜包覆电容卷外表面。
S4、喷金，将电容卷送入到喷金室中，通过喷枪对电容卷两侧进行喷金操作，完成喷金后，除去外包膜表面以及芯轴内侧的金属粉末。
S5、赋能，将完成S4操作的电容卷安装到赋能器的夹具上，完成一次充、放电过程，经过数字电桥对容量的标准值、上下偏差、损耗值的上限值进行测试后将合格品送入下道工序。
S6、热定型，经过S5筛选后的电容卷送入烘箱中，依次经过65-75℃以及100℃三个温度共加热18H，其中，65-75℃和100℃三个时间段的加热时间分别为6H和12H，再在50℃下冷却后送出烘箱，在加热和冷却过程中保持鼓风排气。
S7、外串，将S1中规定数量的电容卷紧密整齐地排放在工作台上，把导线焊接在电容卷的端面喷金层上形成串、并联结构，其中，每个电容卷焊一个点、位置在半径1/2处，焊接时间每点不超过3秒。
S8、装壳，将S7中完成的电容组连接到壳盖的防爆块上，然后在此进行检测依次测量产品的电容值和损耗值，剔除不符合要求的次品；将符合要求的电容组安装到壳体中，将壳盖与壳体连接形成整体。
S9、真空浸油，将S8完成安装的电容器送入浸渍缸，先开启浸渍缸上的真空放气管夹子，接通电源进行常压下加热6H，加热温度为65-75℃；把温度升高到75-80℃，再干燥6H；开启真空泵进入粗真空阶段，真空度大于100帕，温度控制在75-85℃，保持4小时；继续开启真空泵进入低真空阶段，真空度为小于60帕，温度保持在75-80℃，保持4小时；开启真空泵进入高真空阶段，真空度小于8帕，温度保持在70-75℃，2H后进行注油。
注油前在6H内将供油用的供油阀与注油管路抽真空，真空度小于10帕，温度保持在70-75℃，并且在注油前2H使用增压泵产生油蒸汽，并在此过程中停止加热。
注油时，注油温度保持在65-70度，并采用微微开启注油阀的方式进行缓缓注油，在整个过程中，缸内真空度应小于10帕；如达不到10帕，则暂停注油，待真空恢复后再缓缓注油。
注油到油面高出产品顶部40-80mm时停止，保持缸内60-65℃，真空度10帕，浸渍有效时间大于4H直到气泡消失为止。
S10、出缸封焊，检查确认无气泡后，关闭真空泵，待温度降至小于60度时拧松缸盖螺丝，然后缓缓打开放气阀破空，待浸渍缸常压后打开缸盖取出电容器放置到挤油夹具上；当电容器温度下降后，对电容器上的孔进行焊锡密封。
S11、喷漆，将油晾干，放入水槽中加热到65-75度，并放入金属清洗剂、低泡洗衣粉或碱搅拌均匀进行清洗，清洗完后擦拭干净。
将电容器所有出线端子用导线连接起来，然后使用万能击穿装置测进行极壳耐压测试，测试时电压显示窗口显示3000Kv、并在10秒内逐渐减小到0，如果出现报警则进行逐只检查，在进行逐只检查或整体没问题后，进行极间耐压测试。
测试前通过被检电容器额定电压和额定容量来规定试验电压最高值，测试时施加300V或300V以下的电压，在2-10秒内升高至试验电压，在试验电压下保持2秒后迅速将电压降至100V以下，再切断电压，如出现报警则进行隔离处理，对检测无问题的产品进行上漆、并烘干。
实施例2：与实施例1的不同之处在于，在喷金前在芯轴两端设置挡筛，在赋能前将挡筛取出即可。
实施例3：与实施例1的不同之处在于，S7步骤中，导线通过铜片连接电容卷，铜片与电容卷间焊2点、位置在半径1/2处，焊接时间每点不超过3秒。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是包括以下步骤：
S1、数据分析，根据产品参数以及现有金属化膜的材质，计算出所述电容需要连接的卷膜电容数量以及每个卷膜电容的容量，再根据卷膜电容的容量分析出金属化膜的宽度、厚度以及电容结构；
S2、分切，根据S1中分析的数据，调节薄膜分切机上刀片位置后，对金属膜卷进行分切，并重新收卷；
S3、卷绕，在卷绕机上安装外包膜、芯轴、烧膜用铝箔以及S2收卷好的金属膜卷，设置好烧膜用铝箔和金属膜卷的传动路径和传动张力；再根据S1中数据要求设定金属膜卷的卷绕数、烧膜用铝箔在金属化膜上形成的金属镀层宽度和结构、以及采用单层或重叠后的双层金属化膜卷绕成电容卷；电容卷在芯轴上卷绕成卷后外包膜包覆电容卷外表面；
S4、喷金，将电容卷送入到喷金室中，通过喷枪对电容卷两侧进行喷金操作，完成喷金后，除去外包膜表面以及芯轴内侧的金属粉末；
S5、赋能，将完成S4操作的电容卷安装到赋能器的夹具上，完成一次充、放电过程，经过数字电桥对容量的标准值、上下偏差、损耗值的上限值进行测试后将合格品送入下道工序；
S6、热定型，经过S5筛选后的电容卷送入烘箱中，依次经过65-75℃以及110℃两个温度共加热18H，再在50℃下冷却后送出烘箱，在加热和冷却过程中保持鼓风排气；
S7、外串，将S1中规定数量的电容卷紧密整齐地排放在工作台上，把导线焊接在电容卷的端面喷金层上形成串、并联结构；
S8、装壳，将S7中完成的电容组连接到壳盖的防爆块上，然后将电容组安装到壳体中，将壳盖与壳体连接形成整体；
S9、真空浸油，将S8完成安装的电容器送入浸渍缸，先开启浸渍缸上的真空放气管夹子，接通电源进行常压下加热6H，加热温度为65-75℃；把温度升高到75-80℃，再干燥6H；开启真空泵进入粗真空阶段，真空度大于100帕，温度控制在75-85℃，保持4小时；继续开启真空泵进入低真空阶段，真空度为小于60帕，温度保持在75-80℃，保持4小时；开启真空泵进入高真空阶段，真空度小于8帕，温度保持在70-75℃，2H后进行注油；注油到油面高出产品顶部40-80mm时停止，保持缸内60-65℃，真空度10帕，浸渍有效时间大于4H直到气泡消失为止；
S10、出缸封焊，检查确认无气泡后，关闭真空泵，待温度降至小于60度时拧松缸盖螺丝，然后缓缓打开放气阀破空，待浸渍缸常压后打开缸盖取出电容器放置到挤油夹具上；当电容器温度下降后，对电容器上的孔进行焊锡密封；
S11、喷漆，将油晾干，擦干净后上漆并烘干。
2.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S2和S3步骤过程中湿度保持45％以下、温度保持在18-28℃。
3.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S4步骤中，在喷金前在芯轴两端设置挡筛，在赋能前将挡筛取出。
4.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S6步骤中，65-75℃和100℃两个时间段的加热时间分别为6H和12H。
5.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S7步骤中，每个电容卷焊一个点、位置在半径1/2处，焊接时间每点不超过3秒。
6.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S7步骤中，所述导线通过铜片连接电容卷，铜片与电容卷间焊2点、位置在半径1/2处，焊接时间每点不超过3秒。
7.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S9步骤中，注油前在6H内将供油用的供油阀与注油管路抽真空，真空度小于10帕，温度保持在70-75℃。
8.根据权利要求7所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：在注油前2H使用增压泵，并停止加热。
9.根据权利要求8所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：注油时，注油温度保持在65-70度，并采用微微开启注油阀的方式进行缓缓注油，在整个过程中，缸内真空度应小于10帕；如达不到10帕，则暂停注油，待真空恢复后再缓缓注油。
10.根据权利要求1所述的一种高寿命、高可靠性电容器生产工艺，其特征是：所述S8步骤中，在将壳盖和壳体连接前先依次测量产品的电容值和损耗值，剔除不符合要求的次品；在S11喷漆前，将电容器所有出线端子用导线连接起来，然后使用万能击穿装置测进行极壳耐压测试，测试时电压显示窗口显示3000Kv、并在10秒内逐渐减小到0，如果出现报警则进行逐只检查；同时进行极间耐压测试，测试前通过被检电容器额定电压和额定容量来规定试验电压最高值，测试时施加300V或300V以下的电压，在2-10秒内升高至试验电压，在试验电压下保持2秒后迅速将电压降至100V以下，再切断电压。
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