CN115831599A - 一种层级式抗震电力电容器装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层级式抗震电力电容器装置，属于电力电容器领域，包括壳体和电容器本体；还包括：第一缓冲机构，包括固定安装在壳体内底壁上的弹性块，所述电容器本体设置在弹性块的顶壁上；当电容器本体上下抖动时，弹性块吸收电容器本体的动能，从而降低电容器本体的抖动幅度；第二缓冲机构，包括对称固定安装在壳体内底壁上的安装板，两个所述安装板对称分布在电容器本体的两侧，所述安装板的侧壁上均匀开设有插孔；可以在弹簧伸缩杆、电动伸缩杆的作用下，能够在电容器本体抖动的过程中降低电容器本体表面的鼓起部位受到的压力，从而降低了电容器本体受到过大的压力而炸裂的概率。

Description

一种层级式抗震电力电容器装置

技术领域

本发明涉及电力电容器领域，更具体地说，涉及一种层级式抗震电力电容器装置。

背景技术

电力电容器，用于电力系统和电工设备的电容器，任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，即构成一个电容器，电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定，当电容器在交流电压下使用时，常以其无功功率表示电容器的容量；

现有专利(公告号：CN112908694A)一种具有层级式抗震功能的电力电容器装置，通过结构之间的相互配合能够便于对电容器进行抗震保护，且能够对电容器的接线柱以及与接线柱连接的导线进行保护效果，有效提高了电容器的使用寿命，防止导线断裂。

上述专利虽然能够对电容器进行抗震保护，但仍存在以下不足之处：

随着使用时间的延长，电容器的表面逐渐出现鼓包，当电容器表面出现鼓包时，鼓包部位的厚度较薄，并且此时电容器内部的压强较大，因此当鼓包部位与弹簧接触时，弹簧会再次对鼓包部位施加压力，进一步增大了电容器内部的压强，从而增大了电容器爆炸的概率，尤其是对于大型电容器而言，若发生爆炸，则会造成巨大的危险性。

为此，提出一种层级式抗震电力电容器装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种层级式抗震电力电容器装置，可以降低电容器爆炸的概率，提高了电容器使用过程中的安全性。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种层级式抗震电力电容器装置，包括壳体和电容器本体；

还包括：

第一缓冲机构，包括固定安装在壳体内底壁上的弹性块，电容器本体设置在弹性块的顶壁上；当电容器本体上下抖动时，弹性块吸收电容器本体的动能，从而降低电容器本体的抖动幅度；

第二缓冲机构，包括对称固定安装在壳体内底壁上的安装板，两个安装板对称分布在电容器本体的两侧，安装板的侧壁上均匀开设有插孔，每个插孔内均水平活动插设有弹簧伸缩杆，弹簧伸缩杆与壳体的内侧壁之间固定安装有第四弹簧，弹簧伸缩杆的输出端上活动嵌设有滚珠；当电容器本体左右抖动或者前后抖动时，弹簧伸缩杆伸缩，从而能够吸收电容器本体的动能，降低了电容器本体的抖动程度；

固定机构，固定机构包括安装在安装板侧壁上的电动伸缩杆，电动伸缩杆的输出端上固定安装有与弹簧伸缩杆配合的摩擦板，且壳体的内顶壁上固定安装有与电动伸缩杆电性连接的开关；当壳体震动时，电动伸缩杆的输出端带动摩擦板与弹簧伸缩杆紧密接触，从而能够在摩擦力的作用下将弹簧伸缩杆固定在指定位置，确保弹簧伸缩杆能够吸收电容器本体的动能并阻碍其抖动程度；

触发机构，设置在壳体内部，且触发机构与开关配合。

进一步的，触发机构包括竖直固定安装在壳体内顶壁上的导向杆，导向杆上活动套设有与开关配合的压板，压板的顶壁与壳体内顶壁之间固定安装有第一弹簧，压板的顶壁与压板的底壁上固定安装有吸水棉，壳体内装有冷却液，且冷却液的液面与海绵底壁之间的距离为3-5mm。

进一步的，弹簧伸缩杆包括套筒、顶杆和第二弹簧，套筒水平滑动插设在插孔内，顶杆滑动插设在套筒内，第二弹簧固定安装在套筒的内侧壁与顶杆侧壁之间，且滚珠活动嵌设在顶杆远离套筒一端的端部；

套筒远离电容器本体一侧的侧壁上嵌设有排水阀，顶杆上开设有与套筒连通的第一空腔，第一空腔的侧壁上嵌设有进水阀。

进一步的，冷却液为氟化液。

进一步的，吸水棉位于安装板的正上方，安装板的顶壁上固定安装有输出端向上的喷头，且喷头的顶壁与液面的间距为2-4mm；

弹性上均匀开设有第二空腔，且第二空腔的侧壁上固定插设有与喷头连通的导管。

进一步的，第二空腔内竖直滑动安装有顶端为球面的活塞杆，活塞杆与第二空腔底壁之间固定安装有第三弹簧，且第三弹簧与活塞杆的长度之和为第二空腔高度的1.5倍。

进一步的，顶杆的侧壁上固定套设有扰流板，且扰流板靠近电容器本体的一侧为凸起的弧面。

进一步的，安装板的侧壁上均匀开设有通孔。

进一步的，通孔的侧壁上开设有与插孔连通的安装孔，通孔的侧壁上转动安装有贯穿安装孔的转动杆，且转动杆与套筒的侧壁贴合；转动杆位于通孔内的侧壁上均匀开设有凹槽。

进一步的，壳体的顶壁上竖直固定插设有密封套，且密封套为弹性材质。

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案在弹簧伸缩杆、电动伸缩杆的作用下，能够在电容器本体抖动的过程中降低电容器本体表面的鼓起部位受到的压力，从而降低了电容器本体受到过大的压力而炸裂的概率。

(2)本方案在弹簧伸缩杆、进水阀、排水阀的作用下，能够在电容器本体抖动的过程中及时将电容器本体周围温度较高的冷却液转移到靠近壳体侧壁的部位，从而及时地对电容器本体散热，防止电容器本体在抖动受压的过程中炸裂，进一步提高了安全性。

附图说明

图1为本发明的第一剖面图；

图2为本发明图1中A处的放大图；

图3为本发明的第二剖面图；

图4为本发明图2中B处的放大图；

图5为本发明电动伸缩杆、磨擦板、安装板、弹簧伸缩杆的组合机构示意图；

图6为本发明弹簧伸缩杆的剖视结构示意图；

图7为本发明壳体的局部剖视图；

图8为本发明安装板的剖视图。

图中标号说明：

1、壳体；2、电容器本体；3、弹性块；4、安装板；5、弹簧伸缩杆；501、套筒；502、顶杆；503、第二弹簧；6、滚珠；7、电动伸缩杆；8、摩擦板；9、开关；10、导向杆；11、压板；12、第一弹簧；13、吸水棉；14、冷却液；15、排水阀；16、进水阀；17、喷头；18、导管；19、活塞杆；20、第三弹簧；21、扰流板；22、通孔；23、转动杆；24、密封套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图8，一种层级式抗震电力电容器装置，包括壳体1和电容器本体2；

还包括：

第一缓冲机构，包括固定安装在壳体1内底壁上的弹性块3，电容器本体2设置在弹性块3的顶壁上；当电容器本体2上下抖动时，弹性块3吸收电容器本体2的动能，从而降低电容器本体2的抖动幅度；

第二缓冲机构，包括对称固定安装在壳体1内底壁上的安装板4，两个安装板4对称分布在电容器本体2的两侧，安装板4的侧壁上均匀开设有插孔，每个插孔内均水平活动插设有弹簧伸缩杆5，弹簧伸缩杆5与壳体1的内侧壁之间固定安装有第四弹簧25，弹簧伸缩杆5的输出端上活动嵌设有滚珠6；当电容器本体2左右抖动或者前后抖动时，弹簧伸缩杆5伸缩，从而能够吸收电容器本体2的动能，降低了电容器本体2的抖动程度；

固定机构，固定机构包括安装在安装板4侧壁上的电动伸缩杆7，电动伸缩杆7的输出端上固定安装有与弹簧伸缩杆5配合的摩擦板8，且壳体1的内顶壁上固定安装有与电动伸缩杆7电性连接的开关9；当壳体1震动时，电动伸缩杆7的输出端带动摩擦板8与弹簧伸缩杆5紧密接触，从而能够在摩擦力的作用下将弹簧伸缩杆5固定在指定位置，确保弹簧伸缩杆5能够吸收电容器本体2的动能，同时防止电容器本体2上的鼓包部位受到过大的压力；

触发机构，设置在壳体1内部，且触发机构与开关9配合。

触发机构包括竖直固定安装在壳体1内顶壁上的导向杆10，导向杆10上活动套设有与开关9配合的压板11，压板11的顶壁与壳体1内顶壁之间固定安装有第一弹簧12，压板11的顶壁与压板11的底壁上固定安装有吸水棉13，壳体1内装有冷却液14，且冷却液14的液面与吸水棉13底壁的间距为3-5mm。

弹簧伸缩杆5包括套筒501、顶杆502和第二弹簧503，套筒501水平滑动插设在插孔内，顶杆502滑动插设在套筒501内，第二弹簧503固定安装在套筒501的内侧壁与顶杆502侧壁之间，且滚珠6活动嵌设在顶杆502远离套筒501一端的端部；

套筒501远离电容器本体2一侧的侧壁上嵌设有排水阀15，顶杆502上开设有与套筒501连通的第一空腔，第一空腔的侧壁上嵌设有进水阀16。

冷却液14为氟化液。

当电容器本体2的表面出现鼓包时，鼓包部位推动滚珠6，并通过滚珠6、顶杆502和第二弹簧503推动套筒501，由于第四弹簧25的弹力较小，因此第二弹簧503未发生形变，因此鼓包部位仅受到第四弹簧25较小的压力，从而降低了鼓包部位因挤压而爆炸的概率。

壳体1未抖动时，液面平稳，在第一弹簧12的作用下，压板11对开关9施加压力，此时开关9断电，电动伸缩杆7处于收缩状态，并且摩擦板8未与弹簧伸缩杆5接触，因此套筒501能够在插孔中随意滑动，当电容器本体2膨胀时，能够通过滚珠6、顶杆502和处于正常状态的第二弹簧503随意地推动弹套筒501移动，并且在电容器本体2膨胀而推动套筒501移动时，弹簧伸缩杆5始终处于伸展状态；当壳体1带动电容器本体2抖动的瞬间，壳体1内部的液面晃动，此时液面出现波浪，由于吸水棉13与液面之间的距离较小，因此在液面出现较小的波浪时，波浪即可与吸水棉13底壁接触，此时吸水棉13吸水，然后吸水棉13的重量增加，此时压板11与吸水棉13的重力之和大于第一弹簧12的弹力，因此第一弹簧12被拉伸并且压板11与开关9脱离接触，此时电动伸缩杆7通电，在电动伸缩杆7的输出端带动摩擦板8与套筒501接触时，在摩擦力的作用下，套筒501被固定在指定位置，从而能够在电容器本体2抖动的过程中，确保电容器本体2表面的各处所受到的压力均匀，防止鼓包膨胀部位受到过大的压力，降低了电容器爆炸的概率，起到了提高安全性的作用。

由于在壳体1内注入氟化液作为冷却液14，并且氟化液具有绝缘性，因此即使电容器本体2、开关9、电动伸缩杆7浸泡在氟化液中也不会短路，起到了确保电路正常运行的作用，并且氟化液的导热性能较强，因此能够及时地将电容器本体2的热量传递给壳体1，降低壳体1的鼓包程度，进一步提高了安全性。

在电容器本体2抖动的过程中，电容器本体2与滚珠6接触，并且电容器本体2间歇性地对滚珠6施加压力，在压力的作用下，顶杆502缩回套筒501中并且第二弹簧503被挤压，此时套筒501与第一空腔所组成的空间体积减小，因此该空间中的冷却液14通过排水阀15流出，即为套筒501与第一空腔所组成的空间中的冷却液14被转移到靠近壳体1内壁的部位，从而能够及时地将电容器本体2周围温度较高的冷却液14转移，降低了电容器本体2周围的热量，起到了防止电容器本体2膨胀程度加深的作用；当电容器本体2停止抖动时，电容器本体2停止对滚珠6施加压力，因此被挤压的第二弹簧503将推动顶杆502从套筒501中伸出，此时套筒501与第一空腔所组成的空间处于负压状态，因此该空间通过进水阀16从电容器本体2的周围吸收温度较高的冷却液14；因此在电容器本体2抖动的过程中能够持续地将电容器本体2周围温度较高的冷却液14转移到靠近壳体1侧壁的部位，起到了提高散热效果的作用。

如图7所示，吸水棉13位于安装板4的正上方，安装板4的顶壁上固定安装有输出端向上的喷头17，且喷头17的顶壁与液面的间距为2-4mm；

弹性块3上均匀开设有第二空腔，且第二空腔的侧壁上固定插设有与喷头17连通的导管18。

第二空腔内竖直滑动安装有顶端为球面的活塞杆19，活塞杆19与第二空腔底壁之间固定安装有第三弹簧20，且第三弹簧20与活塞杆19的长度之和为第二空腔高度的1.5倍。

通过采用上述技术方案，由于弹性块3具有一定的弹性，因此初始状态时，在第三弹簧20与活塞杆19的作用下，弹性块3表面均匀分布有半球形凸起；在电容器本体2沿着弹性块3的表面滑动时，电容器本体2对弹性块3表面的凸起部位施加水平方向的压力，由于凸起部位为半球形，因此在半球形凸起的侧壁受到水平方向压力时，压力会分解在沿着球面方向和竖直方向，在竖直方向分力的作用下，凸起部位复原，即为活塞杆19下移，在活塞杆19下移过程中，第二空腔内位于活塞杆19下方的空间中的冷却液14沿着导管18流动到喷头17中，并通过喷头17的输出端喷出，此时喷头17中喷出的冷却液14冲击吸水棉13的表面，从而确保吸水棉13的重量能够迅速增加，起到了确保电动伸缩杆7能够及时地将套筒501固定的作用；并且在吸水棉13达到饱和状态时，吸水棉13上的冷却液14将滴落，当水滴状态的冷却液14与液面接触时，增大了液面的晃动幅度，从而增大了电容器本体2周围温度较高的冷却液14与壳体1侧壁接触概率，即为起到了提高散热效果的作用。

如图6、图7所示，顶杆502的侧壁上固定套设有扰流板21，且扰流板21靠近电容器本体2的一侧为凸起的弧面。

通过采用上述技术方案，在电容器本体2膨胀的过程中，电容器本体2通过滚珠6推动顶杆502移动，在顶杆502移动的过程中，顶杆502带动扰流板21移动，此时扰流板21搅动冷却液14，从而增大了壳体1内冷却液14的晃动程度，即为增大了波浪的幅度，确保吸水棉13能够及时地被打湿，起到了及时触发开关9的作用；并且在电容器本体2因内部过热而膨胀时，扰流板21同样能够带动壳体1内部的冷却液14大幅度晃动，能够及时地对电容器本体2散热，从而降低了电容器本体2的膨胀程度，提高了对电容器本体2的保护效果。

如图5所示，安装板4的侧壁上均匀开设有通孔22。

通孔22的侧壁上开设有与插孔连通的安装孔，通孔22的侧壁上转动安装有贯穿安装孔的转动杆23，且转动杆23与套筒501的侧壁贴合；转动杆23位于通孔22内的侧壁上均匀开设有凹槽。

通过采用上述技术方案，当扰流板21带动冷却液14流动时，在通孔22的作用下，降低了冷却液14晃动时受到的阻力，因此靠近电容器主体的冷却液14能够穿过通孔22并与壳体1侧壁接触，起到了提高对电容器本体2的散热效果的作用；由于套筒501与转动杆23接触，因此当套筒501被推动时，套筒501带动转动杆23转动，此时转动杆23上凹槽的侧壁推动冷却液14流动，从而增大了壳体1内冷却液14的晃动幅度，进一步提高了对电容器本体2的散热效果。

如图3所示，壳体1的顶壁上竖直固定插设有密封套24，且密封套24为弹性材质。

通过采用上述技术方案，在将电容器本体2安装在壳体1内时，将电容器本体2的接线柱穿过密封套24，并通过胶水将接线柱的侧壁与密封套24黏结在一起，从而能够防止壳体1内部的冷却液14泄露，并且密封套24具有弹性，因此在壳体1带动电容器本体2抖动时，弹性材质的密封套24能够吸收部分壳体1的动能，从而降低了壳体1传递给电容器本体2的动能，起到了降低带电容器本体2抖动程度的作用。

使用方法：当壳体1带动电容器本体2抖动的瞬间，吸水棉13吸水，此时压板11与吸水棉13的重力之和大于第一弹簧12的弹力，因此第一弹簧12被拉伸并且压板11与开关9脱离接触，此时电动伸缩杆7通电并带动摩擦板8与套筒501接触，在摩擦力的作用下，套筒501被固定在指定位置，从而能够在电容器本体2抖动的过程中，确保电容器本体2表面的各处所受到的压力均匀，防止鼓包膨胀部位受到过大的压力，在电容器本体2抖动的过程中，电容器本体2与滚珠6接触，并且电容器本体2间歇性地对滚珠6施加压力，在压力的作用下，顶杆502缩回套筒501中并且第二弹簧503被挤压，此时套筒501与第一空腔所组成的空间体积减小，因此该空间中的冷却液14通过排水阀15流出，即为套筒501与第一空腔所组成的空间中的冷却液14被转移到靠近壳体1内壁的部位，从而能够及时地将电容器本体2周围温度较高的冷却液14转移，降低了电容器本体2周围的热量；当电容器本体2停止抖动时，电容器本体2停止对滚珠6施加压力，因此被挤压的第二弹簧503将推动顶杆502从套筒501中伸出，此时套筒501与第一空腔所组成的空间处于负压状态，因此该空间通过进水阀16从电容器本体2的周围吸收温度较高的冷却液14；因此在电容器本体2抖动的过程中能够持续地将电容器本体2周围温度较高的冷却液14转移到靠近壳体1侧壁的部位。

在电容器本体2通过滚珠6推动顶杆502移动的过程中，顶杆502带动扰流板21移动，此时扰流板21搅动冷却液14，从而增大了壳体1内冷却液14的晃动程度，即为增大了波浪的幅度，确保吸水棉13能够及时地被打湿；并且在电容器本体2因内部过热而膨胀时，扰流板21同样能够带动壳体1内部的冷却液14大幅度晃动，能够及时地对电容器本体2散热，从而降低了电容器本体2的膨胀程度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种层级式抗震电力电容器装置，包括壳体(1)和电容器本体(2)；

其特征在于：还包括：

第一缓冲机构，包括固定安装在壳体(1)内底壁上的弹性块(3)，所述电容器本体(2)设置在弹性块(3)的顶壁上；当电容器本体(2)上下抖动时，弹性块(3)吸收电容器本体(2)的动能，从而降低电容器本体(2)的抖动幅度；

第二缓冲机构，包括对称固定安装在壳体(1)内底壁上的安装板(4)，两个所述安装板(4)对称分布在电容器本体(2)的两侧，所述安装板(4)的侧壁上均匀开设有插孔，每个所述插孔内均水平活动插设有弹簧伸缩杆(5)，所述弹簧伸缩杆(5)与壳体(1)的内侧壁之间固定安装有第四弹簧(25)，所述弹簧伸缩杆(5)的输出端上活动嵌设有滚珠(6)；当电容器本体(2)左右抖动或者前后抖动时，弹簧伸缩杆(5)伸缩，从而能够吸收电容器本体(2)的动能，降低了电容器本体(2)的抖动程度；

固定机构，所述固定机构包括安装在安装板(4)侧壁上的电动伸缩杆(7)，所述电动伸缩杆(7)的输出端上固定安装有与弹簧伸缩杆(5)配合的摩擦板(8)，且所述壳体(1)的内顶壁上固定安装有与电动伸缩杆(7)电性连接的开关(9)；当壳体(1)震动时，电动伸缩杆(7)的输出端带动摩擦板(8)与弹簧伸缩杆(5)紧密接触，从而能够在摩擦力的作用下将弹簧伸缩杆(5)固定在指定位置，确保弹簧伸缩杆(5)能够吸收电容器本体(2)的动能，同时防止电容器本体(2)上的鼓包部位受到过大的压力；

触发机构，设置在壳体(1)内部，且所述触发机构与开关(9)配合。

2.根据权利要求1所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述触发机构包括竖直固定安装在壳体(1)内顶壁上的导向杆(10)，所述导向杆(10)上活动套设有与开关(9)配合的压板(11)，所述压板(11)的顶壁与壳体(1)内顶壁之间固定安装有第一弹簧(12)，所述压板(11)的顶壁与所述压板(11)的底壁上固定安装有吸水棉(13)，所述壳体(1)内装有冷却液(14)，且所述冷却液(14)的液面与吸水棉(13)底壁的间距为3-5mm。

3.根据权利要求2所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述弹簧伸缩杆(5)包括套筒(501)、顶杆(502)和第二弹簧(503)，所述套筒(501)水平滑动插设在插孔内，所述顶杆(502)滑动插设在套筒(501)内，所述第二弹簧(503)固定安装在套筒(501)的内侧壁与顶杆(502)侧壁之间，且所述滚珠(6)活动嵌设在顶杆(502)远离套筒(501)一端的端部；

所述套筒(501)远离电容器本体(2)一侧的侧壁上嵌设有排水阀(15)，所述顶杆(502)上开设有与套筒(501)连通的第一空腔，所述第一空腔的侧壁上嵌设有进水阀(16)。

4.根据权利要求3所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述冷却液(14)为氟化液。

5.根据权利要求4所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述吸水棉(13)位于安装板(4)的正上方，所述安装板(4)的顶壁上固定安装有输出端向上的喷头(17)，且所述喷头(17)的顶壁与液面的间距为2-4mm；

所述弹性块(3)上均匀开设有第二空腔，且所述第二空腔的侧壁上固定插设有与喷头(17)连通的导管(18)。

6.根据权利要求5所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述第二空腔内竖直滑动安装有顶端为球面的活塞杆(19)，所述活塞杆(19)与第二空腔底壁之间固定安装有第三弹簧(20)，且所述第三弹簧(20)与活塞杆(19)的长度之和为第二空腔高度的1.5倍。

7.根据权利要求6所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述顶杆(502)的侧壁上固定套设有扰流板(21)，且所述扰流板(21)靠近电容器本体(2)的一侧为凸起的弧面。

8.根据权利要求7所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述安装板(4)的侧壁上均匀开设有通孔(22)。

9.根据权利要求8所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述通孔(22)的侧壁上开设有与插孔连通的安装孔，所述通孔(22)的侧壁上转动安装有贯穿安装孔的转动杆(23)，且所述转动杆(23)与套筒(501)的侧壁贴合；所述转动杆(23)位于通孔(22)内的侧壁上均匀开设有凹槽。

10.根据权利要求9所述的一种层级式抗震电力电容器装置，其特征在于：所述壳体(1)的顶壁上竖直固定插设有密封套(24)，且所述密封套(24)为弹性材质。

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