CN115621042A - 一种高压真空陶瓷电容组件及其柱上开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高压真空陶瓷电容组件及其柱上开关，包括：壳体组件；陶瓷电容，陶瓷电容包括高压电极和低压电极；高压端子，高压端子的一端焊接于高压电极，另一端插设且焊接于壳体组件；低压端子，低压端子的一端焊接于低压电极，另一端插设且焊接于壳体组件；其中，壳体组件、高压端子和低压端子构成密闭的真空腔体，陶瓷电容设置于真空腔体。根据本实施例的技术方案，由于真空的绝缘强度高于环氧树脂，能够在不改变陶瓷电容的容值和提及的情况下增大电气距离和爬电距离，减少电气故障率，同时，壳体组件阻隔了环氧树脂面与陶瓷面的结合，避免了陶瓷面与环氧树脂面出现沿面击穿，有效提高了柱上开关的生产良品率。

Description

一种高压真空陶瓷电容组件及其柱上开关

技术领域

本发明属于电气设备技术领域，尤其涉及一种高压真空陶瓷电容组件及其柱上开关。

背景技术

陶瓷电容是柱上开关的常用器件，设置在柱上开关的环氧树脂层内。由于陶瓷电容的陶瓷面与环氧树脂层直接接触，并且陶瓷电容的电容量通常较大，在制造工艺的限制以及柱上开关体积较小的情况下，陶瓷电容的高压电极与低压电极之间的电气距离和爬电距离较小，造成陶瓷电容沿面电场强度较大，在柱上开关的制造和使用过程中容易发生局部放电和沿面击穿等故障，影响柱上开关的良品率和生产效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种高压真空陶瓷电容组件及其柱上开关，能够降低陶瓷电容的电气故障率，提高柱上开关的良品率和生产效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种高压真空陶瓷电容组件，包括：

壳体组件；

陶瓷电容，所述陶瓷电容包括高压电极和低压电极；

高压端子，所述高压端子的一端焊接于所述高压电极，另一端插设且焊接于所述壳体组件；

低压端子，所述低压端子的一端焊接于所述低压电极，另一端插设且焊接于所述壳体组件；

其中，所述壳体组件、所述高压端子和所述低压端子构成密闭的真空腔体，所述陶瓷电容设置于所述真空腔体。

在一些实施例中，所述壳体组件包括：

环形壳体，所述环形壳体包括第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口位于所述环形壳体相对的两端；

第一端盖，所述第一端盖焊接于所述第一开口，所述高压端子插设且焊接于所述第一端盖；

第二端盖，所述第二端盖焊接于所述第二开口，所述低压端子插设于所述第二端盖；

其中，所述环形壳体、第一端盖、第二端盖、所述高压端子和所述低压端子构成所述真空腔体。

在一些实施例中，所述第一端盖和所述第二端盖为凹型结构，所述第一端盖的外壁焊接于所述环形壳体的内壁，所述第二端盖的外壁焊接于所述环形壳体的内壁。

在一些实施例中，所述环形壳体为环形瓷壳。

在一些实施例中，还包括：

屏蔽环，所述屏蔽环设置于所述真空腔体，所述屏蔽环围设于所述陶瓷电容的外侧，所述屏蔽环焊接于所述环形壳体的内壁。

在一些实施例中，还包括：

硅橡胶套，所述硅橡胶套套接于所述壳体组件、所述高压端子和所述低压端子的外侧，所述高压端子和所述低压端子的一端外露于所述硅橡胶套。

第二方面，本发明实施例还提供了一种柱上开关，包括如第一方面所述的高压真空陶瓷电容组件。

在一些实施例中，还包括：

极柱；

环氧树脂层，所述环氧树脂层位于所述极柱内，所述高压真空陶瓷电容组件位于所述环氧树脂层内。

在一些实施例中，还包括：

高压引线，所述高压引线位于所述环氧树脂层内，所述高压引线连接于所述高压端子；

低压引线，所述低压引线位于所述环氧树脂层内，所述低压引线连接于所述低压端子。

在一些实施例中，还包括：

带电体，所述带电体设置于所述极柱与所述环氧树脂层之间，所述高压真空陶瓷电容组件位于所述环氧树脂层内远离所述带电体的一侧。

本发明实施例包括：壳体组件；陶瓷电容，所述陶瓷电容包括高压电极和低压电极；高压端子，所述高压端子的一端焊接于所述高压电极，另一端插设且焊接于所述壳体组件；低压端子，所述低压端子的一端焊接于所述低压电极，另一端插设且焊接于所述壳体组件；其中，所述壳体组件、所述高压端子和所述低压端子构成密闭的真空腔体，所述陶瓷电容设置于所述真空腔体。根据本实施例的技术方案，由于真空的绝缘强度高于环氧树脂，能够在不改变陶瓷电容的容值和提及的情况下增大电气距离和爬电距离，减少电气故障率，同时，壳体组件阻隔了环氧树脂面与陶瓷面的结合，避免了陶瓷面与环氧树脂面出现沿面击穿，有效提高了柱上开关的生产良品率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明一个实施例提供的高压真空陶瓷电容组件的剖面示意图；

图2是本发明另一个实施例提供的柱上开关的局部剖面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书、权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本发明提供了一种高压真空陶瓷电容组件，包括：壳体组件；陶瓷电容，陶瓷电容包括高压电极和低压电极；高压端子，高压端子的一端焊接于高压电极，另一端插设且焊接于壳体组件；低压端子，低压端子的一端焊接于低压电极，另一端插设且焊接于壳体组件；其中，壳体组件、高压端子和低压端子构成密闭的真空腔体，陶瓷电容设置于真空腔体。根据本实施例的技术方案，由于真空的绝缘强度高于环氧树脂，能够在不改变陶瓷电容的容值和提及的情况下增大电气距离和爬电距离，减少电气故障率，同时，壳体组件阻隔了环氧树脂面与陶瓷面的结合，避免了陶瓷面与环氧树脂面出现沿面击穿，有效提高了柱上开关的生产良品率。

如图1所示，图1是本发明一个实施例提供的一种高压真空陶瓷电容组件的剖面示意图，本实施例的高压真空陶瓷电容组件10包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种高压真空陶瓷电容组件，包括：

壳体组件；

陶瓷电容11，陶瓷电容11包括高压电极111和低压电极112；

高压端子12，高压端子12的一端焊接于高压电极111，另一端插设且焊接于壳体组件；

低压端子13，低压端子13的一端焊接于低压电极112，另一端插设且焊接于壳体组件；

其中，壳体组件、高压端子12和低压端子13构成密闭的真空腔体19，陶瓷电容11设置于真空腔体19。

需要说明的是，为了实现陶瓷电容11的安装，壳体组件可以是由多个部分组成的外壳，例如包括壳体和盖体，壳体设置有开口，在安装时能够将陶瓷电容11从开口安装至壳体内，再通过盖体焊接于壳体的开口，从而形成密闭空间。通过将陶瓷电容11设置在壳体组件内，浇注的环氧树脂层与壳体组件接触结合，即通过壳体组件阻隔了陶瓷电容11直接与环氧树脂层结合，能够有效减少柱上开关制造或使用时陶瓷电容11沿面电场较大发生的沿面击穿故障和局部放电现象，提高高压真空陶瓷电容组件10的可靠性和良品率。

需要说明的是，由于陶瓷电容11位于壳体组件内部，为了确保与柱上开关的极柱电气连接，可以在陶瓷电容11的两个电极分别焊接端子，例如图1所示，在陶瓷电容的高压电极111焊接高压端子12，在低压电极112焊接低压端子13，通过高压端子12和低压端子13外露出壳体组件，以确保柱上开关的引线能够与高压端子12和低压端子13进行电气连接。

需要说明的是，本申请实施例中的焊接方式可以是钎焊，也可以根据实际需求选取其他焊接方式，本实施例对此不多作限定，为了叙述便利，后续实施例中以钎焊进行示例性说明。

需要说明的是，由于高压端子12和低压端子13用于连接引线的一端需要外露与壳体组件，因此壳体组件可以与高压端子12和低压端子13的侧壁钎焊，从而在壳体组件的内部形成密闭的腔体，再通过真空封排技术将该密闭腔体的空气排出，形成真空腔体19。

需要说明的是，将陶瓷电容11安装在真空腔体19的真空环境中，在应用到柱上开关之后，能够利用真空的绝缘强度高于环氧树脂的特性，不仅增加陶瓷电容11与环氧树脂层之间的电气距离和爬电距离，能够降低环氧树脂层浇注的工艺难度和降低沿面击穿的可能性，为提高柱上开关的良品率和生产效率提供基础。

另外，继续参照图1，在一实施例中，壳体组件包括：

环形壳体17，环形壳体17包括第一开口和第二开口，第一开口和第二开口位于环形壳体17相对的两端；

第一端盖14，第一端盖14焊接于第一开口，高压端子12插设且焊接于第一端盖14；

第二端盖15，第二端盖15焊接于第二开口，低压端子13插设于第二端盖15；

其中，环形壳体17、第一端盖14、第二端盖15、高压端子12和低压端子13构成真空腔体19。

需要说明的是，壳体组件可以包括环形壳体17、第一端盖14和第二端盖15，环形壳体17由于是环形形状，因此其两端为开口，便于安装陶瓷电容11。例如本实施例的第一开口(图中未示出)和第二开口(图中未示出)，由于高压端子12和低压端子13的尺寸小于第一开口和第二开口，为了确保钎焊之后能够形成密闭空间，可以在环形壳体17的第一开口钎焊第一端盖14，在第二开口钎焊第二端盖15，在第一端盖14中设置符合高压端子12尺寸的开口，在第二端盖15中设置符合低压端子13尺寸的开口，在完成陶瓷电容11安装后钎焊第一端盖14与高压端子12，钎焊第二端盖15与低压端子13。、

需要说明的是，环形壳体17、第一端盖14、第二端盖15、高压端子12和低压端子13通过钎焊不仅能够实现密封连接，从而构造出真空腔体19，由于高压端子12钎焊于高压电极111，低压端子13钎焊于低压电极112，即高压端子12的一端固定于第一端盖14，另一端固定于高压电极111，低压端子13同理，能够将陶瓷电容11固定在真空腔体19内，提高组件的可靠性。

另外，继续参照图1，在一实施例中，第一端盖14和第二端盖15为凹型结构，第一端盖14的外壁焊接于环形壳体17的内壁，第二端盖15的外壁焊接于环形壳体17的内壁。

需要说明的是，第一端盖14和第二端盖15采用凹型结构，能够增加侧面的焊接面积，从而提高与环形壳体17的焊接稳定性。

需要说明的是，如图1所示，第一端盖14的凹槽开口和第二端盖15的凹槽开口均朝向环形壳体17的内部，在增大焊接面积的同时，能够增大内部的真空区域，从而进一步提高陶瓷电容11的爬电距离和电气距离。

另外，继续参照图1，在一实施例中，环形壳体17为环形瓷壳。

需要说明的是，环形壳体17采用环形瓷壳，能够利用陶瓷材料电气距离较大的特性，增加高压真空陶瓷电容组件10的电气距离，环形瓷壳的具体形状可以根据实际需求选取，例如图1所示，环形瓷壳的剖面呈多个环形条状，能够有效增大环形瓷壳的表面积，从而增大电气距离。

另外，继续参照图1，在一实施例中，还包括：

屏蔽环16，屏蔽环16设置于真空腔体19，屏蔽环16围设于陶瓷电容11的外侧，屏蔽环16焊接于环形壳体17的内壁。

需要说明的是，屏蔽环16可以通过外壁钎焊于环形壳体17的内壁实现安装，通过设置屏蔽环16，能够有效减少陶瓷电容11对环形壳体17内表面电场的影响，结合环形壳体17采用环形瓷壳，能够有效降低环形瓷壳的内部外沿面电场强度，不仅降低了沿面击穿的风险，还使得环形瓷壳能够更容易与环氧树脂层结合。

另外，继续参照图1，在一实施例中，还包括：

硅橡胶套18，硅橡胶套18套接于壳体组件、高压端子12和低压端子13的外侧，高压端子12和低压端子13的一端外露于硅橡胶套18。

需要说明的是，壳体组件以上述实施例所述的环形壳体17、第一端盖14和第二端盖15为例，如图1所示，壳体组件和高压端子12、低压端子13之间虽然通过钎焊固定且密封连接，但是各个部件之间的形状很难完全配合，使得高压真空陶瓷电容组件10的外表面不平整，应用到柱上开关时浇注环氧树脂层的难度较大，增加工艺的复杂度，基于此，硅橡胶套18可以紧密包裹于环形壳体17、第一端盖14和第二端盖15、高压端子12和低压端子13的外侧，当然，由于高压端子12和低压端子13需要外接引线，对高压端子12和低压端子13的包裹可以针对其侧壁，由于硅橡胶套18具有一定的弹性，即使内部不平整，也能够提高其外部的平整性，从而与环氧树脂层能够实现更好的贴合，提高连接的紧密型。

需要说明的是，硅橡胶套18由于具有绝缘性，能够进一步增加陶瓷电容11与环氧树脂层之间的绝缘距离，进一步减少发生沿面电场击穿的风险。

另外，参照图2，本发明实施例还提供了一种柱上开关，包括如上所述的高压真空陶瓷电容组件10。

需要说明的是，在柱上开关使用上述所述的高压真空陶瓷电容组件10后，高压真空陶瓷电容组件10的陶瓷电容11设置于真空腔体19中，由于真空的绝缘强度高于环氧树脂，能够在不改变陶瓷电容的容值和提及的情况下增大电气距离和爬电距离，减少电气故障率，同时，壳体组件阻隔了环氧树脂面与陶瓷面的结合，避免了陶瓷面与环氧树脂面出现沿面击穿，有效提高了柱上开关的生产良品率。

另外，参照图1和图2，在一实施例中，还包括：

极柱21；

环氧树脂层22，环氧树脂层22位于极柱21内，高压真空陶瓷电容组件10位于环氧树脂层22内。

需要说明的是，极柱21的形状和类型可以根据实际需求调整，本实施例对极柱21的具体形式不作限定。

需要说明的是，高压真空陶瓷电容组件10位于极柱21一侧的环氧树脂层22内，由于高压真空陶瓷电容组件10的外侧包裹硅橡胶套18，能够提高与环氧树脂层22的结合强度，提高高压真空陶瓷电容组件10的稳定性。同时，硅橡胶套18、环形壳体17和真空腔体19能够增加陶瓷电容11与环氧树脂层22之间的绝缘距离，且绝缘性较强，增大了陶瓷电容11与环氧树脂层22之间的爬电距离和电气距离，能够有效减少沿面电场击穿的风险，提高了柱上开关的良品率。

另外，参照图1和图2，在一实施例中，还包括：

高压引线23，高压引线23位于环氧树脂层22内，高压引线23连接于高压端子12；

低压引线24，低压引线24位于环氧树脂层22内，低压引线24连接于低压端子13。

需要说明的是，根据上述实施例的描述，高压端子12和低压端子13外露，因此，高压端子12能够连接高压引线23，低压端子13连接低压引线24，从而实现柱上开关与陶瓷电容11的高压电极111和低压电极112的连通，确保柱上开关能够正常工作。

另外，继续参照图2，在一实施例中，还包括：

带电体25，带电体25设置于极柱21与环氧树脂层22之间，高压真空陶瓷电容组件10位于环氧树脂层22内远离带电体25的一侧。

需要说明的是，将高压真空陶瓷电容组件10设置在环氧树脂层22远离带电体25的一侧，能够增加高压真空陶瓷电容组件10与带电体25之间的爬电距离，提高柱上开关的可靠性，减少发生电容击穿的风险。

示例性地，如图2所示，当带电体25位于极柱21的中间，可以将高压真空陶瓷电容组件10设置在环氧树脂层22的上侧或者下侧，使其远离带电体25，再通过调整高压引线23和低压引线24的长度实现电连接即可。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种高压真空陶瓷电容组件，其特征在于，包括：

壳体组件；

陶瓷电容，所述陶瓷电容包括高压电极和低压电极；

高压端子，所述高压端子的一端焊接于所述高压电极，另一端插设且焊接于所述壳体组件；

低压端子，所述低压端子的一端焊接于所述低压电极，另一端插设且焊接于所述壳体组件；

其中，所述壳体组件、所述高压端子和所述低压端子构成密闭的真空腔体，所述陶瓷电容设置于所述真空腔体。

2.根据权利要求1所述的高压真空陶瓷电容组件，其特征在于，所述壳体组件包括：

环形壳体，所述环形壳体包括第一开口和第二开口，所述第一开口和所述第二开口位于所述环形壳体相对的两端；

第一端盖，所述第一端盖焊接于所述第一开口，所述高压端子插设且焊接于所述第一端盖；

第二端盖，所述第二端盖焊接于所述第二开口，所述低压端子插设于所述第二端盖；

其中，所述环形壳体、第一端盖、第二端盖、所述高压端子和所述低压端子构成所述真空腔体。

3.根据权利要求2所述的高压真空陶瓷电容组件，其特征在于：所述第一端盖和所述第二端盖为凹型结构，所述第一端盖的外壁焊接于所述环形壳体的内壁，所述第二端盖的外壁焊接于所述环形壳体的内壁。

4.根据权利要求2所述的高压真空陶瓷电容组件，其特征在于：所述环形壳体为环形瓷壳。

5.根据权利要求2所述的高压真空陶瓷电容组件，其特征在于，还包括：

屏蔽环，所述屏蔽环设置于所述真空腔体，所述屏蔽环围设于所述陶瓷电容的外侧，所述屏蔽环焊接于所述环形壳体的内壁。

6.根据权利要求1所述的高压真空陶瓷电容组件，其特征在于，还包括：

硅橡胶套，所述硅橡胶套套接于所述壳体组件、所述高压端子和所述低压端子的外侧，所述高压端子和所述低压端子的一端外露于所述硅橡胶套。

7.一种柱上开关，其特征在于：包括如权利要求1至6任意一项所述的高压真空陶瓷电容组件。

8.根据权利要求7所述的柱上开关，其特征在于，还包括：

极柱；

环氧树脂层，所述环氧树脂层位于所述极柱内，所述高压真空陶瓷电容组件位于所述环氧树脂层内。

9.根据权利要求8所述的柱上开关，其特征在于，还包括：

高压引线，所述高压引线位于所述环氧树脂层内，所述高压引线连接于所述高压端子；

低压引线，所述低压引线位于所述环氧树脂层内，所述低压引线连接于所述低压端子。

10.根据权利要求8所述的柱上开关，其特征在于，还包括：

带电体，所述带电体设置于所述极柱与所述环氧树脂层之间，所述高压真空陶瓷电容组件位于所述环氧树脂层内远离所述带电体的一侧。

Images