CN205900318U - 采用内熔丝保护的高压脉冲电容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，包括外壳以及外壳内的芯包；其特征在于，电容器还包括设置在芯包内电容单元组，所述电容单元组内包括多组互相并联的电容单元，电容单元内包括电容元件以及与该电容元件串联的熔丝；所述电容单元组为两组或两组以上时，电容单元组之间相互串联；串联后的所述电容单元组的高压端和低压端贯穿芯包分别联通所述外壳上的高压端子和低压端子。本实用新型高压脉冲电容器能够消除因元件击穿发生元件群爆的缺陷，提高了高压脉冲电容器的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电容器技术，尤其涉及一种存储电能后，瞬时高功率放电的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器。
背景技术
现有的高压脉冲电容器在运行中，当内部的一个元件的绝缘介质因老化或电弱点等因素发生击穿时，此元件以及与其并联的其他元件存储的电能通过击穿点释放，并转化为机械能和热能，当这种能量达到某个程度时就会导致附近元件绝缘击穿，发生元件群体性爆炸，由此产生的雪崩效应可能使得整台脉冲电容器爆炸。乃至造成人身、财产安全事故。
有鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，能够消除因元件击穿发生元件群爆的缺陷，提高高压脉冲电容器的安全性能。
为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：
一种采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，包括外壳以及外壳内的芯包；电容器还包括设置在芯包内电容单元组，所述电容单元组内包括多组互相并联的电容单元，电容单元内包括电容元件以及与该电容元件串联的熔丝；所述电容单元组为两组或两组以上时，电容单元组之间相互串联；串联后的所述电容单元组的高压端和低压端贯穿芯包分别联通所述外壳上的高压端子和低压端子。
更进一步的，所述电容单元内包括一个电容元件以及与电容元件串联的一根或多根熔丝；串联多根熔丝时，多根熔丝并联后再与电容元件串联；电容单元与芯包之间填充绝缘油。
更进一步的，熔丝一侧设有熔丝衬垫。
更进一步的，所述电容元件包括第一极板和第二极板，电容元件的第一极板并联连接与其同一电容单元组内的其他电容元件第一极板，且电容元件第二极板串联连接与其同一电容单元的熔丝一端，该熔丝另一端并联连接同一电容单元组内其他熔丝另一端；电容单元组与一个或多个电容单元组相互串联，第一组电容单元组的电容元件第一极板联接到低压端子，第一电容单元组的所述熔丝另一端与第二组电容单元组的电容元件第一极板相连；最后一组电容单元组的所述熔丝另一端连接到高压端子。
更进一步的，电容元件之间填充有绝缘介质，绝缘介质为浸渍电容器油的多层聚丙烯薄膜。
更进一步的，每个所述电容单元外包裹有绝缘薄板，绝缘薄板为树脂复合薄板或绝缘纸板。
更进一步的，所述外壳上设置有绝缘套管，所述高压端子设置于所述绝缘套管端部。
采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
本实用新型高压脉冲电容器通过采用内部电容元件熔丝隔离、元件能量隔离、绝缘介质结构和电容单元先并联后串联的结构，当某个电容单元的电容元件击穿，与电容元件串联的熔丝经过击穿点与电路直接联通，此时与之并联其他正常电容单元同时对故障单元的熔丝和故障电容元件的击穿点放电。当通过故障单元熔丝的放电能量足够大的情况下，故障单元熔丝迅速熔断，将击穿的电容元件隔离开来，切断了其它并联单元的的放电回路，使得大部分的电能仍然保存在自身的并联单元上。消除了脉冲电容器内爆的隐患。
附图说明
图1是本实用新型采用内熔丝保护的高压脉冲电容器内部结构示意图；
图2是图1中所示电容单元连接示意图；
图3是图1中所示电容元件结构示意图；
图4是图3所示电容元件的侧视图。
图中：
1-外壳；2-芯包；3-电容单元组；31-电容单元；4-绝缘油；5-高压端子； 6-低压端子；7-电容元件；8-熔丝；9-第一极板；10-第二极板；12-绝缘套管；13-熔丝并联连线；14-熔丝衬垫；15-绝缘介质；16-绝缘薄板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。
如图1-4所示，一种采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，包括金属外壳1以及外壳1内设置的芯包2，电容器还包括设置在芯包2内的电容单元组3，所述电容单元组3内包括多组互相并联的电容单元31，电容单元31内包括电容元件7以及与该电容元件7串联的熔丝8；所述电容单元组3为两组或两组以上时，电容单元组3之间相互串联；串联后的所述电容单元组3的高压端和低压端贯穿芯包2分别联通所述外壳1上的高压端子5和低压端子6，电容单元31与芯包2之间填充绝缘油4。
所述电容单元31内包括一个电容元件7以及与电容元件7串联的一根或多根熔丝8，串联多根熔丝8时，多根熔丝8并联后再与该电容元件7串联。
具体的，所述电容元件7包括第一极板9和第二极板10，电容元件7的第一极板9通过元件间连线并联连接与其同一电容单元组3内的其他电容元件第一极板，且该电容元件7第二极板10通过元件间连线串联连接与其同一电容单元31的熔丝8一端，该熔丝8另一端并联连接同一电容单元组3内其他熔丝另一端；
电容单元组3为多组，第一组电容单元组3内所有电容元件7的第一极板10并联后连接到低压端子6，电容元件7的第二极板10串联同一电容单元31内的熔丝8一端，熔丝8另一端与该电容单元组31内其他熔丝8并联后再串联连接第二组电容单元组3的电容元件7的第一极板10，第二组电容单元组3的电容元件7的第二极板10串联同一电容单元31内的熔丝8一端……以此类推，最后一组电容单元组3的所有熔丝8另一端并联后再串联连接至高压端子5；以此使电容单元31并联后形成电容单元组3，电容单元组3再串联在所述高压端子5和低压端子6之间。为便于调节电容器高压端子5与低压端端子6位置，所述外壳1上设置有绝缘套管12，所述高压端子 6设置于所述绝缘套管12端部。
进一步的，同一电容单元组3内相邻电容元件7的两极板之间的一侧设有熔丝并联连线13，熔丝8一端连接在前一个电容元件7的第二极板10上，熔丝8另一端均连接熔丝并联连线13，熔丝并联连线13连接下一个电容元件7的第一极板9。
熔丝8一侧设有熔丝衬垫14，熔丝8设置在熔丝衬垫14表面上给熔丝8起到依托和保护作用。
电容元件7之间填充有绝缘介质15，绝缘介质15采用浸渍电容器油的多层聚丙烯薄膜结构，这种结构可以让电容元件的两个铝箔极板在击穿点上形成一个稳定的金属连接点，其电阻只有几mΩ，有利于使与电容元件7串联的熔丝8获得更高的熔断效率。
当某个电容单元的电容元件7被击穿后，绝缘介质15在击穿点会形成了一个稳定的金属连接点，与该电容元件7串联的熔丝8经过击穿点与电路直接连通，此时与该故障电容单元并联的其他正常电容单元同时对故障电容单元的熔丝8和故障电容元件7的击穿点放电；当通过故障电容单元熔丝8的放电能量足够大的情况下，故障电容单元组3的熔丝8迅速熔断，将击穿的电容元件7隔离开来，切断了其他并联电容单元的放电回路，阻止其他电容单元向击穿点继续释放能量，使得大部分的电能仍然保存在所述其他并联电容单元自身上，消除了脉冲电容器内爆的隐患。
同时，每个所述电容单元外包裹有绝缘薄板16，绝缘薄板16为高强度树脂复合薄板或绝缘纸板，起到能量隔离作用；并且当电容单元内电容元件7击穿后，熔丝8熔断阻止与其并联的电容单元对击穿点释放能量，因此击穿点释放的能量很小，容易被高强度树脂复合薄板隔离，能量没有向外传递的通道，不会伤及相邻的电容单元，阻值群爆发生，整台脉冲电容器仍然能够正常工作；并且相对于其他采用纸板进行能量隔离的电容器，本实用新型大大提高了能量隔离效果。
本实用新型高压脉冲电容器是从0.5～1.0V的额定电压工作，以90秒为周期，至少在10000次充放电的寿命内，内熔丝不应误动作，这时对熔丝的散热和耐疲劳性提出了新的要求，本实用新型可采用一根或并联的多根熔丝 8，增加了散热面积，有利于整台脉冲电容器连续放电时散热，提高电容单元的工作寿命。
本实用新型高压脉冲电容器通过采用内部电容元件熔丝隔离、元件能量隔离、绝缘介质结构和电容单元先并联后串联的结构，能够消除因电容元件击穿导致的元件群爆的缺陷，提高了高压脉冲电容器安全性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，包括外壳以及外壳内的芯包；其特征在于，电容器还包括设置在芯包内电容单元组，所述电容单元组内包括多组互相并联的电容单元，电容单元内包括电容元件以及与该电容元件串联的熔丝；所述电容单元组为两组或两组以上时，电容单元组之间相互串联；串联后的所述电容单元组的高压端和低压端贯穿芯包分别联通所述外壳上的高压端子和低压端子。
2.根据权利要求1所述的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，其特征在于：所述电容单元内包括一个电容元件以及与电容元件串联的一根或多根熔丝；串联多根熔丝时，多根熔丝并联后再与电容元件串联；电容单元与芯包之间填充绝缘油。
3.根据权利要求2所述的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，其特征在于：熔丝一侧设有熔丝衬垫。
4.根据权利要求2所述的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，其特征在于：所述电容元件包括第一极板和第二极板，电容元件的第一极板与其同一电容单元组内的其他电容元件第一极板并联连接，且电容元件第二极板串联连接与其同一电容单元的熔丝一端，该熔丝另一端并联连接同一电容单元组内其他熔丝另一端；电容单元组与一个或多个电容单元组相互串联，第一组电容单元组的电容元件第一极板联接到低压端子，第一电容单元组的所述熔丝另一端与第二组电容单元组的电容元件第一极板相连；最后一组电容单元组的所述熔丝另一端连接到高压端子。
5.根据权利要求1-4任一项所述的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，其特征在于：电容元件之间填充有绝缘介质，绝缘介质为浸渍电容器油的多层聚丙烯薄膜。
6.根据权利要求1-4任一项所述的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，其特征在于：每个所述电容单元外包裹有绝缘薄板，绝缘薄板为树脂复合薄板或绝缘纸板。
7.根据权利要求1-4任一项所述的采用内熔丝保护的高压脉冲电容器，其特征在于：所述外壳上设置有绝缘套管，所述高压端子设置于所述绝缘套管端部。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112635194A (zh) * | 2020-07-30 | 2021-04-09 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种高压电容器的心子及高压电容器 |
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2016
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