CN211578583U - 一种主动切断电源的防爆的电力电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及1000VAC以下电力电容器和电力电子电容器领域，具体是一种主动切断电源的防爆的电力电容器，包括壳体和盖板，所述壳体内设置有电容器芯子，还包括：温度保险和气封件，若干所述温度保险与所述电容器芯子串联连接，所述盖板上设置有地线接线柱，所述气封件设置在所述地线接线柱上，所述气封件用于均衡所述壳体内外气压。本实用新型的有益效果是：当电力电容器因某些因素损坏时，通过设置的温度保险和气封件，能够及时切断电源，及时排泄外壳内部介质击穿产生的气体，避免发生气体爆燃，实现外壳内外气压平衡，避免造成次生灾害。

Description

一种主动切断电源的防爆的电力电容器

技术领域

本实用新型涉及1000VAC以下电力电容器和电力电子电容器领域，具体是一种主动切断电源的防爆的电力电容器。

背景技术

随着现代工业快速发展，在电力系统运行过程中，无功功率对供电系统和负载的运行是十分重要的，电力系统网络元件的阻抗主要是电感性的，大多数网络元件消耗无功功率，大多数负载也要消耗无功功率，它们所需要的无功功率必须从网络中某个地方获得，合理的方法应是在需要消耗无功功率的地方产生无功功率，电力电容器和电力电子电容器在供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，所以无功功率补偿装置在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置，为了弥补正常运行的无功损耗，电力企业普遍都会使用以并联电容器为主要元器件的无功补偿装置来保证负载设备的高效率运行，且该设备可起到稳定系统电压，提高功率因技术的作用。在国内市场深受广大用户的欢迎，在电力行业拥有广阔的发展前景。同时，也面临电力电容器在使用过程中出现损坏的情况日益严重，因此电容器的保护受到电力用户的广泛关注。

存在以下缺点：

电力电容器几个损坏因素：

由于电网无功补偿的需要，企业投入电力电容器进行无功补偿。在电力电容器使用中，由于投切元件不同总会有部分电力电容器出现损坏。

电力电容器损坏主要原因之一，可能是因为过电流或缺相引起的。接触器投切的电力电容器，在触点闭合瞬间，电网电压极少为零，用电回路会产生合闸涌流，若产生的涌流值过大，会造成电容器产生过电流过电压的现象，使电容器产生电击穿，绝缘物质老化加快，容值衰减严重，加速电力电容器的损坏；同样接触器由于触点损坏造成电容器缺一相，电容器另外2相电压升高，也是接触器造成电容器损坏的原因。

电力电容器损坏主要原因之二，也有可能是因为电力电容器对谐波起到了放大作用。电力系统中的谐波是以谐波电流的形式存在的，它回使回路中的电流和电压发生畸变，畸变后的电流电压也会引起电容器过电流过电压，在电容、电感组成的电路中，电容器会对谐波起到放大作用，出现串联谐振或并联谐振，对电容器的正常运行造成影响，发生损坏现象。

电力电容器损坏主要原因之三，低压电容器在运行时自身是有损耗的，所以会发热。如果周围的环境温度过高的话，电容器自身产生的热量无法通过正常的途径散发出去，就会使金属化聚丙烯薄膜的绝缘性能下降，从而降低耐压能力，最后因为电容器过热导致击穿损坏，影响了电力电容器的正常使用寿命。

电力电容器损坏主要原因之四，由于投切电容器元件在投入电容器时的过电压和切除时的过电流也是造成的电容器损坏的一个因素。

另外，由于材料、生产工艺、使用方法等多种因素，也会造成电容器的损坏。

电力电容器损坏现象和一般防范措施

目前低压并联电力电容器大多采用金属外壳封闭式结构、内部为：聚丙烯介质芯子、各种防范装置、各种填充介质。因此在使用中如果内部出现严重漏电、击穿、短路等异常情况时, 引起物理、化学、电气效应，使绝缘老化、分解，产生气体，当形成恶性循环时，箱壳内部压力增大，就会引起外壳的膨胀、变形、爆炸等恶性事故的发生。

目前, 预防电力电容器恶性事故的发生普遍采用巡回检查的方法,即电气值班人员定期对电力电容器的运行电流及外部形状进行监视,如发现严重过电流或电流不平衡或外形膨胀,即刻断电。一般来说,电气故障的发生有一定的随机性,只有随时监视它的运行状况,才能万无一失,但对值班人员来说,必竟是不现实的,那么,用什么方法可以随时自动地监视电力电容器的运行状态,如有异常、又能即刻自动地断电呢。

电力电容器防爆现状

现有的电力电容器电容器普遍存在的防爆缺陷，由于电力电容器采用较薄的金属外壳,产品处于完全密封状态，其外形有一定的可塑性,在发生爆炸前, 由于采用的介质在击穿时与氧气激烈反应，释放出一定的气体形成一定压力，金属外壳必然有一个较大的变形，通过外壳的变形使内部安装的防爆装置启动，切断电源，防止产品进一步恶化。

现在防爆措施大多数为“压力防爆”，当电容器损坏时壳体内部压力增大，壳体变形，当内部压力促使壳体变形到一定程度时，促使“压力防爆装置”启动，造成电容器内部元件与外接电源断开，起到防止电容器爆炸目的。

但事实是，当产品因为某种因素损坏时，外壳内部快速产生气体压力剧增时，会出现下列情况：电源虽然切断，由于内部压力过大致使外壳爆炸，填充物和燃烧物飞溅，造成设备污染和着火。电源没有完全切断，恶化继续进行，内部压力增大外壳爆裂，填充物和燃烧物飞溅，造成设备污染和着火。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种主动切断电源的防爆的电力电容器，以解决上述背景技术中提出的不能主动切断电源和防爆的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种主动切断电源的防爆的电力电容器，包括壳体和盖板，所述壳体内设置有电容器芯子，还包括：温度保险和气封件，若干所述温度保险与所述电容器芯子串联连接，所述盖板上设置有地线接线柱，所述气封件设置在所述地线接线柱上，所述气封件用于均衡所述壳体内外气压。

作为本实用新型进一步的方案：所述盖板上设置有若干外接电源端子，所述外接电源端子与电容器芯子相对应的相线连接端连接。

作为本实用新型进一步的方案：还包括铜箔片，所述外接电源端子与所述电容器芯子的相线连接端通过所述铜箔片连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述外接电源端子包括绝缘套和铜螺柱，所述绝缘套套装在所述铜螺柱的外表面上，所述铜螺柱的两端分别与电容器芯子的相线连接端、变压器输出端连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述壳体内填充有介质，所述盖板用于密封所述介质。

作为本实用新型再进一步的方案：所述地线接线柱设有固定螺丝孔和穿线孔。

作为本实用新型再进一步的方案：所述气封件包括钢珠和弹簧，所述钢珠通过所述弹簧安装在所述地线接线柱内，所述地线接线柱上设有泄气孔，所述钢珠用于密封所述泄气孔。

作为本实用新型再进一步的方案：还包括挡板，所述挡板折叠安装在所述地线接线柱侧部的盖板上。

作为本实用新型再进一步的方案：所述地线接线柱铆接在所述盖板上。

作为本实用新型再进一步的方案：所述电容器芯子包括：一个或多个串联连接的电容单元；或三个呈△或Y型连接的电容单元；或三个并联连接的电容单元。

作为本实用新型再进一步的方案：所述电容器芯子的外表面设置有绝缘层。

作为本实用新型再进一步的方案：所述绝缘层材料是聚酯纤维。

作为本实用新型再进一步的方案：所述介质包括黑胶，所述黑胶填充在所述壳体内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：当电力电容器因某些因素损坏时，通过设置的温度保险和气封件，能够及时切断电源，及时排泄外壳内部介质击穿产生的气体，避免发生气体爆燃，实现外壳内外气压平衡，避免造成次生灾害。

附图说明

图1为本实用新型实施例中三相共补电力电容器的剖面结构示意图一。

图2为本实用新型实施例中三相共补电力电容器的主视图。

图3为本实用新型实施例中三相共补电力电容器的俯视图。

图4为本实用新型实施例中三相分补电力电容器的主视图。

图5为本实用新型实施例中三相分补电力电容器的俯视图。

图6为本实用新型实施例中单相电力电容器的主视图。

图7为本实用新型实施例中单相电力电容器的俯视图。

图8为本实用新型实施例中地线接线柱的结构示意图。

图9为图8的剖面结构示意图。

图10为本实用新型的一个优选实施例中地线接线柱的结构示意图。

图11为图10的剖面结构示意图。

图12、13、14为本实用新型实施例中地线接线柱的装配示意图。

图15为本实用新型实施例中单相电力电容器的电路原理图。

图16为本实用新型实施例中三相共补电力电容器的电路原理图一。

图17为本实用新型实施例中三相共补电力电容器的电路原理图二。

图18为本实用新型实施例中三相分补电力电容器的电路原理图。

图19为本实用新型实施例中挡板的结构示意图。

图20为本实用新型实施例中挡板的装配示意图。

图21为本实用新型实施例中三相共补电力电容器的剖面结构示意图二。

附图中：1、壳体，2、盖板，3、外接电源端子，4、地线接线柱，401、固定螺纹孔，402、穿线孔，403、泄气孔，404、钢珠，405、弹簧，5-挡板，6、温度保险，7、电容单元，8、相线连接端，9、黑胶，10、玻璃纤维，11、焊接支架，12、焊接点；A、第一相相线连接端，B、第二相相线连接端，C、第三相相线连接端，N、零线相线连接端；a、使用焊条焊接，b、使用工装铆接。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1-5、16-18，本实用新型实施例中，一种主动切断电源的防爆的电力电容器，包括壳体1和盖板2，所述壳体1内设置有电容器芯子，还包括：温度保险6和气封件，若干所述温度保险6与所述电容器芯子串联连接，所述盖板2上设置有地线接线柱4，所述气封件设置在所述地线接线柱4上，所述气封件用于均衡所述壳体1内外气压。

具体的，所述气封件设置在所述地线接线柱4上，用于均衡所述壳体1内外气压。所述电容器芯子包括三个电容单元7，三个所述电容单元7上均串联有温度保险6，当所述的主动切断电源的防爆的电力电容器损坏时，所述壳体1内温度升高，当温度高于温度保险时，温度保险断开，切断与外部电源的连接，避免所述的主动切断电源的防爆的电力电容器进行通电恶化，造成更大事故。所述壳体1内温度升高，会造成壳体1内部产生气体，使得壳体内压力增大，当壳体1内部压力达到一定值时，顶开所述地线接线柱4上的气封件的密封，壳体1内部产生的气体通过气封件排出壳体1，达到壳体内外气压平衡，保护了所述的主动切断电源的防爆的电力电容器，避免了可能发生的次生灾害。

可选的，所述电容器芯子包括三个电容单元7，每个所述电容单元7均串联有一个或多个温度保险6，当所述的主动切断电源的防爆的电力电容器损坏时，所述壳体1内温度升高，当温度高于温度保险时，温度保险断开，切断与外部电源的连接，避免所述的主动切断电源的防爆的电力电容器进行通电恶化，造成更大事故。所述壳体1内温度升高，会造成壳体1内部产生气体，使得壳体内压力增大，当壳体1内部压力达到一定值时，顶开所述地线接线柱4上的气封件的密封，壳体1内部产生的气体通过气封件排出壳体1，达到壳体内外气压平衡，保护了所述的主动切断电源的防爆的电力电容器，避免了可能发生的次生灾害。

如图6、7、15所示，本实用新型的一个可选实施例中，所述电容器芯子包括一个电容单元7，所述电容单元7上串联有至少一个所述温度保险6，当所述的主动切断电源的防爆的电力电容器损坏时，所述壳体1内温度升高，当温度高于温度保险时，温度保险断开，切断与外部电源的连接，避免所述的主动切断电源的防爆的电力电容器继续通电恶化，造成更大事故。所述壳体1内温度升高，会造成壳体1内部产生气体，使得壳体内压力增大，当壳体1内部压力达到一定值时，顶开所述地线接线柱4上的气封件的密封，壳体1内部产生的气体通过气封件排出壳体1，达到壳体内外气压平衡，保护了所述的主动切断电源的防爆的电力电容器，避免了可能发生的次生灾害。

请参阅图1-7，本实用新型实施例中，所述盖板2上设置有若干外接电源端子3，所述外接电源端子3与电容器芯子相对应的相线连接端8连接。

具体的，如图15-18，所述电容器芯子包括：一个或多个串联连接的电容单元7；或三个呈△或Y型连接的电容单元7；或三个并联连接的电容单元7。

一个或多个电容单元7串联连接形成单相电力电容器，所述单相电力电容器的相线连接端8分别是第一相相线连接端A、第二相相线连接端B；三个呈△或Y型连接形成三相共补电力电容器，所述三相共补电力电容器的相线连接端8分别是第一相相线连接端A、第二相相线连接端B和第三相相线连接端C；三个呈N型并联连接形成三相分补电力电容器，所述三相分补电力电容器的相线连接端8分别是第一相相线连接端A、第二相相线连接端B、第三相相线连接端C及零线相线连接端N；所述零线相线连接端N接变压器的零线。

相对的，单相电力电容器的盖板设有两个外接电源端子3，分别与其第一相相线连接端A、第二相相线连接端B连接。三相共补电力电容器的盖板设有三个外接电源端子3，分别与其第一相相线连接端A、第二相相线连接端B和第三相相线连接端C连接。三相分补电力电容器的盖板设有四个外接电源端子3，分别与其第一相相线连接端A、第二相相线连接端B、第三相相线连接端C及零线相线连接端N连接。

请参阅图1，本实用新型实施例中，还包括铜箔片，所述外接电源端子与所述电容器芯子的相线连接端8通过所述铜箔片连接。

具体的，当所述的主动切断电源的防爆的电力电容器损坏时，所述壳体1内温度升高，高温熔断是铜箔片，切断所述电容器芯子与外部电源的连接，避免所述的主动切断电源的防爆的电力电容器继续通电恶化，造成更大事故。

请参阅图1，本实用新型实施例中，所述外接电源端子3包括绝缘套和铜螺柱，所述绝缘套套装在所述铜螺柱的外表面上，所述铜螺柱的两端分别与电容器芯子的相线连接端8、变压器输出端连接。

具体的，所述绝缘套可以是瓷套，起绝缘作用，所述铜螺柱贯穿所述瓷套中心；所述铜螺柱的底部与所述电容器芯子的相线连接端8连接，所述铜螺柱的顶部与变压器输出端相对应的相线端连接。

优选的，所述绝缘套可以由PBT（聚对苯二甲酸四次甲基酯）塑料制成，起绝缘作用，所述铜螺柱贯穿所述绝缘套中心；所述铜螺柱的底部与所述电容器芯子的相线连接端8连接，所述铜螺柱的顶部与变压器输出端相对应的相线端连接。PBT耐热耐老化、耐电弧性，其绝缘性能优良，尺寸稳定，高温环境下极少发生变化。

请参阅图21，本实用新型的一个优选实施例中，所述的外接电源端子3相对的盖板2顶部焊接有焊接支架11，所述铜螺柱贯穿所述焊接支架11，并在所述焊接支架上设有焊接触点，所述焊接触点与所述电容器芯子上设有的焊接点12通过导线连接。所述电容器芯子外部设有玻璃纤维10，用于保护所述电容器芯子，在所述介质发生损坏时，减小介质对所述电容器芯子形成的挤压量。

请参阅图1，本实用新型实施例中，所述壳体1内填充有介质，所述盖板2用于密封所述介质。

具体的，所述盖板2与壳体1的连接处设置有绝缘密封圈，防止所述介质流出所述壳体1外。

请参阅图10、11，本实用新型实施例中，所述地线接线柱4设有固定螺丝孔401和穿线孔402。

具体的，所述地线接线柱4包括固定螺丝和接线柱，所述固定螺丝孔401贯穿所述地线接线柱4，用于在所述气封件通过泄气孔403排气时提供排气通道。地线穿过所述穿线孔402与所述接地柱接触，将所述固定螺丝拧进所述固定螺丝孔401与地线接触，将地线压紧固定在所述接地柱上。如图8、9所示，为本实用新型的一个实施例中的地线接线柱，与上述的地线接线柱4相比，其缺少所述的泄气孔403，在介质发生击穿反应时，无法平衡壳体内外气压，无法避免损坏扩大，因此不作为优选。

请参阅图10、11，本实用新型实施例中，所述气封件包括钢珠404和弹簧405，所述钢珠404通过所述弹簧405安装在所述地线接线柱4内，所述地线接线柱4上设有泄气孔403，所述钢珠404用于密封所述泄气孔403。

具体的，当所述的主动切断电源的防爆的电力电容器损坏时，所述壳体1内温度升高，介质被击穿产生的气体将钢珠顶起，弹簧收缩使得钢珠高于泄气孔403，气体通过泄气孔403排出壳体1，所述壳体1内部压力减小，内外压力平衡；所述壳体1内部压力减小后，弹簧推动所述钢珠复位，密封所述泄气孔403。

优选的，所述固定螺丝孔401底部容纳所述钢珠的空腔呈楔形或阶梯形，呈楔形或阶梯形的空腔有利于在缓解钢珠受到的压力，使得所述泄气孔403的排气更稳定顺畅。

请参阅图14、19、20、21，本实用新型实施例中，还包括挡板5，所述挡板5折叠安装在所述地线接线柱4侧部的盖板2上。

具体的，所述挡板5是金属片，在安装完所述地线接线柱后，在地线接线柱上增加一块金属片，将金属片折弯罩在地线接线柱的底部。由于所述的主动切断电源的防爆的电力电容器的损坏是一个过程，壳体1内部温度的变化会造成内部介质液化，在排出气体的过程中，在壳体内沸腾，进而进入泄气孔403。设置所述挡板5防止外物进入泄气孔403，堵住泄气孔403影响排气。

请参阅图14，本实用新型实施例中，所述地线接线柱4铆接在所述盖板2上。

具体的，所述地线接线柱4铆接在所述盖板2上。可选的，如图12、13为地线接线柱的装配示意图，a表示使用焊条焊接所述地线接线柱4，b表示使用工装铆接所述地线接线柱4。其采用焊接的方式将所述地线接线柱安装在所述盖板上。相比与焊接，采用铆接，其安装可采用机器作业，质量好、效率更高，且成本更低。

请参阅图21，本实用新型实施例中，所述电容器芯子的外表面设置有绝缘层。所述绝缘层材料是聚酯纤维。

具体的，采用聚酯纤维对所述电容器芯子进行包裹，并使用聚酯胶带进行捆扎，使所述电容器芯子与装置壳体绝缘。由于所述的聚酯纤维具有阻燃性和受热不收缩的特性，能够保证在电容器芯子击穿时不会卷曲，不会造成电容器芯子与壳体漏电。

请参阅图21，本实用新型实施例中，所述介质包括黑胶9，所述黑胶9填充在所述壳体1内。

具体的，所述黑胶9填充在所述壳体1内，在常温状态时，黑胶是固体，可以保证储存和运输过程不出现泄漏现象，不会污染主动切断电源的防爆的电力电容器和环境；在主动切断电源的防爆的电力电容器使用的过程中，随着其运行产生的温度，黑胶9逐渐软化直至变成液体，黑胶吸热和散热性保证所述主动切断电源的防爆的电力电容器的电气性能；当发生故障时产生高热量能够及时通过黑胶散发、产生的高温气体能够顺利从黑胶中溢出，保证壳体不会出现过度的变形，保证壳体内外气压平衡，不会出现爆炸事故。

本实用新型的工作原理是：当所述的主动切断电源的防爆的电力电容器损坏时，所述壳体1内温度升高，当温度高于温度保险时，温度保险断开，切断与外部电源的连接，避免所述的主动切断电源的防爆的电力电容器进行通电恶化，造成更大事故。所述壳体1内温度升高，会造成壳体1内部的介质产生气体，使得壳体内压力增大，当壳体1内部压力达到一定值时，顶开所述地线接线柱4上的气封件的密封，壳体1内部产生的气体通过气封件排出壳体1，达到壳体内外气压平衡，保护了所述的主动切断电源的防爆的电力电容器，避免了可能发生的次生灾害。

需要说明的是，本实用新型所采用的温度保险为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、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公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开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。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种主动切断电源的防爆的电力电容器，包括壳体和盖板，所述壳体内设置有电容器芯子，其特征在于，还包括：温度保险和气封件，若干所述温度保险与所述电容器芯子串联连接，所述盖板上设置有地线接线柱，所述气封件设置在所述地线接线柱上，所述气封件用于均衡所述壳体内外气压。

2.根据权利要求1所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述盖板上设置有若干外接电源端子，所述外接电源端子与电容器芯子相对应的相线连接端连接。

3.根据权利要求2所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，还包括铜箔片，所述外接电源端子与所述电容器芯子的相线连接端通过所述铜箔片连接。

4.根据权利要求2所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述外接电源端子包括绝缘套和铜螺柱，所述绝缘套套装在所述铜螺柱的外表面上，所述铜螺柱的两端分别与电容器芯子的相线连接端、变压器输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述壳体内填充有介质，所述盖板用于密封所述介质。

6.根据权利要求 1所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述地线接线柱设有固定螺丝孔和穿线孔。

7.根据权利要求1所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述气封件包括钢珠和弹簧，所述钢珠通过所述弹簧安装在所述地线接线柱内，所述地线接线柱上设有泄气孔，所述钢珠用于密封所述泄气孔。

8.根据权利要求 1-7任一所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，还包括挡板，所述挡板折叠安装在所述地线接线柱侧部的盖板上。

9.根据权利要求 1或6所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述地线接线柱铆接在所述盖板上。

10.根据权利要求 1所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述电容器芯子包括：一个或多个串联连接的电容单元；或三个呈△或Y型连接的电容单元；或三个并联连接的电容单元。

11.根据权利要求 1所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述电容器芯子的外表面设置有绝缘层。

12.根据权利要求11所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述绝缘层材料是聚酯纤维。

13.根据权利要求5所述的一种主动切断电源的防爆的电力电容器，其特征在于，所述介质包括黑胶，所述黑胶填充在所述壳体内。

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