CN208922912U - 串并混合式环保型箱式电容器 - Google Patents

Abstract

提供一种串并混合式环保型箱式电容器，在箱体内部设有芯子且芯子由多个相邻芯组之间的电极通过超声波焊接结构并联后形成，箱体上端的箱盖上设有引出端且芯子上端的引出线经绝缘密封后与引出端下端夹接固连为一体，每个芯组上设置有用于退出运行时自行放电的放电电阻，芯子上下两端的芯组外压装有绝缘板且绝缘板通过紧箍带打包定型，箱体内部注封有浸渍剂且芯子浸入浸渍剂内。本实用新型优化了电气连接的质量和效率，降低了生产制造成本，避免了环境污染以及对员工健康的危害，每个芯组内部设有与电容元件数量相同的熔丝，能够保证设备继续安全运行，不至于因一个电容元件损坏整体停运，提高了设备利用率，散热性好，特别适用于地震频发区。

Description

串并混合式环保型箱式电容器

技术领域

本实用新型属于电容器技术领域，具体涉及一种串并混合式环保型箱式电容器。

背景技术

目前，在最新国标GB/T 30841-2014《高压并联电容器的通用技术要求》中，第3部分术语和定义中，将集合式电容器与箱式电容器做了明确说明，集合式电容器定义为：有若干电容器单元集装于一个充满绝缘油的大箱壳中构成的电容器；而箱式电容器定义为：由若干电容器元件组合后装于带有油补偿器的油箱中构成的电容器。结合以上定义再看国内情况，不管是市场份额还是生产厂家，大多使用及生产的都是集合式电容器，即将已经制作好的小体积单元电容器经过串并联后装入大型电容器外壳中然后注入绝缘油(变压器油)形成，此种集合式电容器存在体积大，散热性差，无法监控内部电容器元件的运行状况，内部单台电容器释放的压力无法判断等缺点，这类集合式电容器十几年来质量问题频繁出现。而箱式电容器很少有厂家进行生产制造，一种是采用大型设备及宽幅度原材料卷制大元件，实现箱式电容器，其做法类似于单元电容器的生产，但是其大元件无法实现内熔丝结构，以降低电容器介质场强来保证产品运行质量，体积大，成本高，且当某一个小元件损坏时，就短路，需返修，导致整个系统无法运行。另一种是采用与单元电容器相同的小元件，多个芯组通过引线串并联，直接装于充有绝缘油的箱体中，可以实现内置熔丝，当一个元件损坏时不会导致整体停运。但是此种结构在进行小元件串并联连接时还是沿用先前的烙铁焊接工艺，即焊料钎焊模式。此种工艺采用原材料连接片、利用锡铅焊料HLSnPb60及HLSnZn65锌锡焊料通过150W～500W功率不同的电烙铁进行焊接。具体步骤：先用方头烙铁搪平面，将HLSnZn65锌锡焊料搪在整个芯组的元件端面铝箔上，厚度不少于0.5mm，宽度30mm，过程中速度要快，避免烫伤元件。当整台产品搪锡完之后，放入连接片，再用尖头烙铁及锡铅焊料HLSnPb60将连接片与锌锡层焊在一起。此种工艺在实施过程中，钎焊需加热并由人工操作完成，加热温度由操作人员凭借经验进行控制，如果温度太低，则产生虚焊、增加接触电阻、影响产品寿命；如果温度太高，则损伤绝缘介质，造成膜的老化和粘结，影响产品电气性能。由于钎焊前需对连接片进行搪锡处理，而搪锡工序需采用专用的搪锡和温控设备，而且锡铅焊料价格昂贵，导致生产成本高，另外焊料钎焊模式污染环境，影响员工身体健康。在焊接过程中要求在焊接区域上方有送、回风口。保持车间环境卫生达标。焊接工艺形成的元件长期在绝缘油中浸泡，长期以往难免产品化学反映，影响产品质量。如果焊接不良，个别元件中的铝箔、连接片、放电电阻或内熔丝可能会是处于悬浮电位状态，这些放电的爬电现象都对绝缘油产生热分解而有气体和局部放电现象的发生，同时相邻部件之间也会出现放电现象和异响，从而加大电容器在运行过程中的噪音现象，针对上述问题，有必要进行改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种串并混合式环保型箱式电容器，采用超声波焊接技术将相邻芯组之间的电极并联，并将每组芯组中的电容元件串联后形成芯子，优化了电气连接的质量和效率，降低了生产制造成本，而且避免了环境污染以及对员工健康的危害，每个芯组内部设有与电容元件数量相同的熔丝，能够保证设备继续安全运行，不至于因一个电容元件损坏整体停运，提高了设备利用率，具有安全、牢固、使用可靠、体积小的特点，且散热性好，制造使用成本低，特别适用于地震频发区。

本实用新型采用的技术方案：串并混合式环保型箱式电容器，具有底座和固定于底座上端的箱体，所述箱体内部设有芯子且芯子由多个相邻芯组之间的电极通过超声波焊接结构并联后形成，所述箱体上端的箱盖上设有引出端且芯子上端的引出线经绝缘密封后与引出端下端夹接固连为一体，每个所述芯组上设置有用于退出运行时自行放电的放电电阻，所述芯子上下两端的芯组外压装有绝缘板且绝缘板通过紧箍带打包定型，所述箱体内部注封有浸渍剂且芯子浸入浸渍剂内。

其中，所述芯组由元件组件、电阻组件和绝缘纸板组成且元件组件由电容元件、元件间垫片、元件间内衬垫、元件间外衬垫和熔丝组成，所述电容元件的数量与熔丝的数量相同且每根熔丝与每个电容元件通过超声波焊接结构串联连接。

进一步地，所述熔丝的熔体部分用牛皮纸胶带固定于元件间内衬垫上并将熔丝的熔体部分包裹后固定于元件间垫片上，所述熔丝一端与电容元件的一个电极之间通过带铝护片的多层共焊的超声波焊接结构串联后实现电气连接，而熔丝另一端从元件间外衬垫的孔伸出后与连接板固连，多个所述芯组内的电容元件之间通过带铝护片的多层共焊的超声波焊接结构并联连接。

进一步地，所述引出端由设于箱盖内板面上的夹接管、瓷套盖、套管和接线夹组成，所述瓷套盖固定于箱盖上板面且位于瓷套盖两端的套管下端与瓷套盖固定连接，而接线夹固定于套管上端，所述瓷套盖中部制有与箱盖上的孔位置对应并与箱体内部连通的浸渍孔。

进一步地，所述芯子上端芯组的引出线上套设有绝缘管且引出线通过绝缘管绝缘密封后穿入设于箱盖内板面上的夹接管内，所述瓷套盖下端的引线伸至夹接管内与引出线夹接固连为一体。

进一步地，所述箱体底面均布有多个加强筋Ⅰ且箱体与底座的连接处设有L形加强筋，所述箱体四周侧壁上均布有多个加强筋Ⅲ且箱盖内板面上均布有多个加强筋Ⅱ。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本技术方案在每个芯组的电容元件上对应连接一根熔丝，使得单个电容元件由于故障损坏时熔丝熔断后隔离故障元件，能够保证设备继续安全运行，不至于因一个电容元件损坏而整体停运，提高了设备利用率；

2、本技术方案中每个芯组的电容元件间的并联连接及电容元件与熔丝的串联连接均采用超声波焊接技术，超声波焊接技术优化了电气连接的质量、效率，降低了生产制造成本，而且避免了环境污染以及对员工健康的危害；

3、本技术方案在箱体底面、侧壁以及箱盖内板面上均设有提高箱体整体强度的加强筋，使得箱体整体结构稳固，有效防止箱体变形，为箱体每部结构提供稳固的支撑条件；

4、本技术方案结构简单、设计合理且使用操作方便，具有安全、牢固、使用可靠、体积小的特点，且散热性好，制造使用成本低，特别适用于地震频发区。

附图说明

图1为本实用新型结构主视图；

图2为本实用新型结构俯视图；

图3为本实用新型芯子结构示意图；

图4为本实用新型芯子结构侧视图；

图5为图4中a向局部示意图；

图6为本实用新型芯组电器连接示意图；

图7为本实用新型电容元件电器连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-7描述本实用新型的一种实施例。

串并混合式环保型箱式电容器，具有底座1和固定于底座1上端的箱体2，所述箱体2内部设有芯子3且芯子3由多个相邻芯组5之间的电极通过超声波焊接结构4并联后形成，所述箱体2上端的箱盖6上设有引出端7且芯子3上端的引出线8经绝缘密封后与引出端7下端夹接固连为一体，每个所述芯组5上设置有用于退出运行时自行放电的放电电阻9，所述芯子3上下两端的芯组5外压装有绝缘板18且绝缘板18通过紧箍带19打包定型，所述箱体2内部注封有浸渍剂10且芯子3浸入浸渍剂10内；具体的，所述芯组5由元件组件、电阻组件和绝缘纸板组成且元件组件由电容元件11、元件间垫片、元件间内衬垫、元件间外衬垫和熔丝12组成，所述电容元件11的数量与熔丝12的数量相同且每根熔丝12与每个电容元件11通过超声波焊接结构4串联连接；具体的，所述熔丝12的熔体部分用牛皮纸胶带固定于元件间内衬垫上并将熔丝12的熔体部分包裹后固定于元件间垫片上，所述熔丝12一端与电容元件11的一个电极之间通过带铝护片13的多层共焊的超声波焊接结构4串联后实现电气连接，而熔丝12另一端从元件间外衬垫的孔伸出后与连接板21固连，多个所述芯组5内的电容元件11之间通过带铝护片13的多层共焊的超声波焊接结构4并联连接；具体的，所述引出端7由设于箱盖6内板面上的夹接管26、瓷套盖14、套管15和接线夹16组成，所述瓷套盖14固定于箱盖6上板面且位于瓷套盖14两端的套管15下端与瓷套盖14固定连接，而接线夹16固定于套管15上端，所述瓷套盖14中部制有与箱盖6上的孔位置对应并与箱体2内部连通的浸渍孔17；具体的，所述芯子3上端芯组5的引出线8上套设有绝缘管20且引出线8通过绝缘管20绝缘密封后穿入设于箱盖6内板面上的夹接管26内，所述瓷套盖14下端的引线伸至夹接管26内与引出线8夹接固连为一体；具体的，所述箱体2底面均布有多个加强筋Ⅰ22且箱体2与底座1的连接处设有L形加强筋23，所述箱体2四周侧壁上均布有多个加强筋Ⅲ25且箱盖6内板面上均布有多个加强筋Ⅱ24。

本结构中，箱体2底面的加强筋Ⅰ22、箱体2与底座1连接处的L形加强筋23、设于箱体2四周侧壁上的加强筋Ⅲ25以及箱盖6内板面上的加强筋Ⅱ24均采用Q235普通钢板制成，各部分之间采用氩弧焊进行焊接固定，箱体2以及各部分的加强筋焊接完毕后，对箱体2内部打磨后使用酒精进行擦洗，之后将制作好的芯组5排列在箱体2中，并做好内部绝缘及引出线8的绝缘，将已经焊接有加强筋Ⅱ24的箱盖6焊接在箱体2上端的对应位置，将瓷套盖14放在箱盖6上，做好瓷套盖14下端引线与芯子3上端的芯组5引出线8的夹接，并用绝缘管20做好绝缘处理后，在对应位置进行瓷套盖14与箱盖6的焊接，箱体2内部通过浸渍孔17进出抽真空注油过程后，将浸渍孔17密封。如图7所示，芯子3中的芯组5的电气原理为1串30并，每个芯组5中的电容元件11之间通过铝护片13超声波焊接实现并联连接，每根熔丝12与每个电容元件11通过铝护片13超声波焊接实现串联连接。

本技术方案在每个芯组5的电容元件11上对应连接一根熔丝12，使得单个电容元件11由于故障损坏时熔丝12熔断后隔离故障元件，能够保证设备继续安全运行，不至于因一个电容元件11损坏而整体停运，提高了设备利用率，每个芯组5的电容元件11间的并联连接及电容元件11与熔丝12的串联连接均采用超声波焊接技术，超声波焊接技术优化了电气连接的质量、效率，降低了生产制造成本，而且避免了环境污染以及对员工健康的危害，结构简单、设计合理且使用操作方便，具有安全、牢固、使用可靠、体积小的特点，且散热性好，制造使用成本低，特别适用于地震频发区。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

Claims (6)

1.串并混合式环保型箱式电容器，具有底座(1)和固定于底座(1)上端的箱体(2)，其特征在于：所述箱体(2)内部设有芯子(3)且芯子(3)由多个相邻芯组(5)之间的电极通过超声波焊接结构(4)并联后形成，所述箱体(2)上端的箱盖(6)上设有引出端(7)且芯子(3)上端的引出线(8)经绝缘密封后与引出端(7)下端夹接固连为一体，每个所述芯组(5)上设置有用于退出运行时自行放电的放电电阻(9)，所述芯子(3)上下两端的芯组(5)外压装有绝缘板(18)且绝缘板(18)通过紧箍带(19)打包定型，所述箱体(2)内部注封有浸渍剂(10)且芯子(3)浸入浸渍剂(10)内。

2.根据权利要求1所述的串并混合式环保型箱式电容器，其特征在于：所述芯组(5)由元件组件、电阻组件和绝缘纸板组成且元件组件由电容元件(11)、元件间垫片、元件间内衬垫、元件间外衬垫和熔丝(12)组成，所述电容元件(11)的数量与熔丝(12)的数量相同且每根熔丝(12)与每个电容元件(11)通过超声波焊接结构(4)串联连接。

3.根据权利要求2所述的串并混合式环保型箱式电容器，其特征在于：所述熔丝(12)的熔体部分用牛皮纸胶带固定于元件间内衬垫上并将熔丝(12)的熔体部分包裹后固定于元件间垫片上，所述熔丝(12)一端与电容元件(11)的一个电极之间通过带铝护片(13)的多层共焊的超声波焊接结构(4)串联后实现电气连接，而熔丝(12)另一端从元件间外衬垫的孔伸出后与连接板(21)固连，多个所述芯组(5)内的电容元件(11)之间通过带铝护片(13)的多层共焊的超声波焊接结构(4)并联连接。

4.根据权利要求1所述的串并混合式环保型箱式电容器，其特征在于：所述引出端(7)由设于箱盖(6)内板面上的夹接管(26)、瓷套盖(14)、套管(15)和接线夹(16)组成，所述瓷套盖(14)固定于箱盖(6)上板面且位于瓷套盖(14)两端的套管(15)下端与瓷套盖(14)固定连接，而接线夹(16)固定于套管(15)上端，所述瓷套盖(14)中部制有与箱盖(6)上的孔位置对应并与箱体(2)内部连通的浸渍孔(17)。

5.根据权利要求4所述的串并混合式环保型箱式电容器，其特征在于：所述芯子(3)上端芯组(5)的引出线(8)上套设有绝缘管(20)且引出线(8)通过绝缘管(20)绝缘密封后穿入设于箱盖(6)内板面上的夹接管(26)内，所述瓷套盖(14)下端的引线伸至夹接管(26)内与引出线(8)夹接固连为一体。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的串并混合式环保型箱式电容器，其特征在于：所述箱体(2)底面均布有多个加强筋Ⅰ(22)且箱体(2)与底座(1)的连接处设有L形加强筋(23)，所述箱体(2)四周侧壁上均布有多个加强筋Ⅲ(25)且箱盖(6)内板面上均布有多个加强筋Ⅱ(24)。