CN216054311U - 一种防火型电力电容器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电力元件技术领域，公开了一种防火型电力电容器，包括有电容器元件、电容器壳体、电容器电极、绝缘套管、半包围体和密封环体，其中，所述半包围体包括有呈一体化结构的底板和环向壁体，所述半包围体包围所述电容器壳体的底部，形成由底板、环向壁体和壳体底板包围的储气室，所述密封环体套在所述电容器壳体的底部外周上且被所述环向壁体包裹，用于在常温时对所述储气室进行密封，所述密封环体由形状记忆合金制成，并在升温至预设温度时可通过变形解封所述储气室，所述储气室储存有常温气压值高于标准大气压的灭火用气体，如此可主动释放灭火用气体，实现防火和及时灭火的目的，并大大提升灭火效果，延长器件使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于电力元件技术领域，具体地涉及一种防火型电力电容器。
背景技术
电力电容器在输电、配电及用电等领域广泛用于无功补偿、滤波及蓄能等场合。目前的高电压电力电容器普遍是由铝箔做电极，并由聚丙烯薄膜为绝缘介质进行卷绕后压扁而成电容器元件，再对电容器元件进行串并联后装入金属容器，最后通过真空干燥浸渍绝缘油而构成。这种电力电容器具有技术成熟、绝缘强度高、使用寿命长和可靠性好的突出特点。但因电容器内填充的是易燃的绝缘油，一旦因某种原因引起绝缘油漏出，很容易引起着火事故(在电力电容器的运行使用中，这种事故已发生了很多次)。因此，电力电容器的防火问题一直是一个难题。
为了解决电力电容器的防火问题，现有技术有采用双层密封壳体结构的方案，以便利用位于内外层壳体之间的不燃烧液体(例如水或硅油等)来实现防火目的。但是这种技术方案也存在如下技术问题:(1)需要在外层壳体因火势过大而被破坏后才能泄漏出不燃烧液体进行覆盖灭火，存在灭火不及时的问题，并且由于不燃烧液体的量有限，使得灭火效果也极差； (2)由于不燃烧液体一直会包围内层壳体以及不燃烧液体的导热系数远小于内层壳体的金属材质，因此会出现不利于电容器散热的问题；(3)最内部的绝缘油依然可能渗出至内外层壳体之间，以及不燃烧液体也可能进入内层壳体中，进而对高压电容器产生破坏。
实用新型内容
为了解决现有电力电容器防火方案所存在灭火不及时、灭火效果差、不利于电容器散热和绝缘油依然会渗出的问题，本实用新型目的在于提供一种新型的防火型电力电容器，可以主动释放灭火用气体，实现防火和及时灭火的目的，并大大提升灭火效果，以及可以直接进行电容器散热，进而可提升器件工作温度，延长器件使用寿命。此外，还可以利用储气室内的高压灭火气体抑制壳内绝缘油渗出，并挤压渗油缝隙，使外部高压灭火气体也难以进入壳内，进而还可避免对高压电容器造成破坏，进一步延长器件使用寿命。
本实用新型提供了一种防火型电力电容器，包括有电容器元件、电容器壳体、电容器电极和绝缘套管，其中，所述电容器元件作为电容器芯子装入所述电容器壳体的内部，所述电容器壳体的内部填充有绝缘油，所述电容器电极通过所述绝缘套管从所述电容器壳体的内部引出，并且还包括有半包围体和密封环体；
所述半包围体包括有呈一体化结构的底板和环向壁体，所述半包围体包围所述电容器壳体的底部，形成由所述底板、所述环向壁体和所述电容器壳体的壳体底板包围的储气室，所述密封环体套在所述电容器壳体的底部外周上且被所述环向壁体包裹，用于在常温时对所述储气室进行密封，其中，所述密封环体由形状记忆合金制成，并在升温至预设温度时可通过变形解封所述储气室，所述储气室储存有常温气压值高于标准大气压的灭火用气体。
基于上述实用新型内容，可提供一种基于形状记忆合金和灭火用气体的电容器新型防火设计方案，即一方面可在由常温升温至用于判定发生火情的预设温度时，利用形状记忆合金所具有的且随温度而变形的特点，通过密封环体来解封储气室，进而可主动释放灭火用气体，实现防火和及时灭火的目的，并由于气体储存量远大于液体储存量，可以大大提升灭火效果，另一方面由于电容器壳体的顶部及中部外周表面是袒露无遮挡的，因此可以直接进行电容器散热，进而可提升器件工作温度，延长器件使用寿命。同时考虑所述电容器壳体一般是由无缝筒体、壳体底板和壳体顶板拼接而成，使得最易出现绝缘油渗出的地方即为所述电容器壳体的底部，因此还可以利用储气室内的高压灭火气体抑制壳内绝缘油渗出，并挤压渗油缝隙，使外部高压灭火气体也难以进入壳内，进而还可避免对高压电容器造成破坏，进一步延长器件使用寿命。
在一个可能的设计中，还包括有散热片，其中，所述散热片与所述电容器壳体的中部外周表面垂直固定连接。
在一个可能的设计中，所述散热片的数目为若干且在所述电容器壳体的中部外周表面上环向间隔布置。
在一个可能的设计中，所述散热片竖直设置或螺旋设置，所述散热片的水平截面呈近似等腰三角形或近似等腰梯形，其中，所述近似等腰三角形或所述近似等腰梯形的底边采用与所述电容器壳体的中部外周表面贴合的线段，所述近似等腰三角形或所述近似等腰梯形的侧边采用内凹的弧形线段。
在一个可能的设计中，所述环向壁体的顶面开设有与所述散热片的底端配合的槽口，所述散热片的底端插入所述槽口中。
在一个可能的设计中，所述半包围体还包括有与所述环向壁体一体化成型的外延耳板，其中，所述外延耳板水平设置且开设有用于穿过固定件的通孔；
所述外延耳板的数目至少为三个且围绕所述环向壁体的底部外周环向等间隔布置。
在一个可能的设计中，所述密封环体的外周表面或内周表面在升温至所述预设温度时由平面变形为波纹面，以便形成上下相通的漏气通道。
在一个可能的设计中，所述形状记忆合金采用具有双程记忆效应的合金。
在一个可能的设计中，所述灭火用气体为氩气和二氧化碳气体中的任意一种或它们的混合气体。
在一个可能的设计中，所述电容器壳体采用圆筒形壳体且由铝合金制成。
本实用新型的技术效果：
(1)本发明创造提供了一种基于形状记忆合金和灭火用气体的电容器新型防火设计方案，一方面可在由常温升温至用于判定发生火情的预设温度时，利用形状记忆合金所具有的且随温度而变形的特点，通过密封环体来解封储气室，进而可主动释放灭火用气体，实现防火和及时灭火的目的，并由于气体储存量远大于液体储存量，可以大大提升灭火效果，另一方面由于电容器壳体的顶部及中部外周表面是袒露无遮挡的，因此可以直接进行电容器散热，进而可提升器件工作温度，延长器件使用寿命；
(2)同时考虑所述电容器壳体一般是由无缝筒体、壳体底板和壳体顶板拼接而成，使得最易出现绝缘油渗出的地方即为所述电容器壳体的底部，因此还可以利用储气室内的高压灭火气体抑制壳内绝缘油渗出，并挤压渗油缝隙，使外部高压灭火气体也难以进入壳内，进而还可避免对高压电容器造成破坏，进一步延长器件使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的防火型电力电容器的纵向剖视结构示意图。
图2是本实用新型提供的防火型电力电容器的俯视结构示意图。
图3是本实用新型提供的防火型电力电容器的横向剖视结构示意图。
上述附图中：1-电容器元件；2-电容器壳体；20-绝缘油；21-壳体底板；3-电容器电极；4-绝缘套管；5-半包围体；51-底板；52-环向壁体；53-槽口；54-外延耳板；55-通孔；6-密封环体；71-储气室；8-散热片。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型示例的实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
实施例一
如图1～3所示，本实施例提供的所述防火型电力电容器，包括有电容器元件1、电容器壳体2、电容器电极3和绝缘套管4，其中，所述电容器元件1作为电容器芯子装入所述电容器壳体2的内部，所述电容器壳体2的内部填充有绝缘油20，所述电容器电极3通过所述绝缘套管4从所述电容器壳体2的内部引出，并且还包括有半包围体5和密封环体6；所述半包围体5包括有呈一体化结构的底板51和环向壁体52，所述半包围体5包围所述电容器壳体2的底部，形成由所述底板51、所述环向壁体52和所述电容器壳体2的壳体底板21 包围的储气室7，所述密封环体6套在所述电容器壳体2的底部外周上且被所述环向壁体52 包裹，用于在常温时对所述储气室7进行密封，其中，所述密封环体6由形状记忆合金制成，并在升温至预设温度时可通过变形解封所述储气室7，所述储气室7储存有常温气压值高于标准大气压的灭火用气体。
如图1～3所示，在所述防火型电力电容器的具体结构中，所述电容器元件1、所述电容器壳体2、所述电容器电极3和所述绝缘套管4分别为现有电力电容器中的必备部件，例如为了利于电容器散热，所述电容器壳体2优选采用圆筒形壳体且由铝合金制成，所述绝缘油 20也为现有电力电容器中的必备绝缘材质；它们之间的结构关系也为现有结构关系。所述半包围体5用于通过所述密封环体6套在所述电容器壳体2的底部外周上，以便形成所述储气室7；所述半包围体5可由易于一体化成型的材质制成，例如玻璃或陶瓷材质等。所述密封环体61环向封闭，它的内壁面与所述电容器壳体2的底部外周表面接触，它的外壁面与对应的环向壁体52的内壁面接触，以便确保常温下的储气室密封效果。所述预设温度可以但不限于设置为电容器的或周围环境的着火点温度，例如120摄氏度。
所述形状记忆合金(shape memory alloys，SMA)是一种通过热弹性与马氏体相变及其逆变而具有形状记忆效应(shape memory effect，SME)的且由两种以上金属元素所构成的材料，由此可利用其随温度而变形的特点使所述密封环体6，在由常温升温至所述预设温度时解封对应的储气室7，释放所述灭火用气体；所述形状记忆合金的选材可根据所述预设温度和所需变形量而常规设定，例如选用适合在100～300摄氏度环境中变形的Ti-Ni-Pd合金、 Ti-Ni-PT合金、Ni-Ti-Hf合金、Ni-Ti-Zr合金和Cu-Al-Ni-Mn合金等高温SMA。所述灭火用气体可以是自然气体，例如为氦气、氖气、氮气、氩气和二氧化碳气体等中的任意一种或它们的混合气体，也可以是人工合成气体，例如七氟丙烷气体等；所述灭火用气体的常温气压大小可根据所需灭火作用体积与对应储气室的容积的比值来确定，例如储气室的容积为1 升，而所需灭火作用体积至少为1立方米，则可充入常温气压值至少为1000个标准大气压的灭火用气体；此外，所述灭火用气体的形态可以是全部气态，也有可以是局部气态且局部液态。
由此通过上述防火型电力电容器的详细结构描述，提供了一种基于形状记忆合金和灭火用气体的电容器新型防火设计方案，即一方面可在由常温升温至用于判定发生火情的预设温度时，利用形状记忆合金所具有的且随温度而变形的特点，通过密封环体来解封储气室，进而可主动释放灭火用气体，实现防火和及时灭火的目的，并由于气体储存量远大于液体储存量，可以大大提升灭火效果，另一方面由于电容器壳体的顶部及中部外周表面是袒露无遮挡的，因此可以直接进行电容器散热，进而可提升器件工作温度，延长器件使用寿命。同时考虑所述电容器壳体一般是由无缝筒体、壳体底板和壳体顶板拼接而成，使得最易出现绝缘油渗出的地方即为所述电容器壳体的底部，因此还可以利用储气室内的高压灭火气体抑制壳内绝缘油渗出，并挤压渗油缝隙，使外部高压灭火气体也难以进入壳内，进而还可避免对高压电容器造成破坏，进一步延长器件使用寿命。
优选的，还包括有散热片8，其中，所述散热片8与所述电容器壳体2的中部外周表面垂直固定连接。如图1和3所示，通过所述散热片8的设置，可以进一步提升电容器散热效果。具体的，所述散热片8的数目为若干且在所述电容器壳体2的中部外周表面上环向间隔布置，如图3所示，环向间隔设置有36张所述散热片8。
进一步优选的，所述散热片8竖直设置或螺旋设置，所述散热片8的水平截面呈近似等腰三角形或近似等腰梯形，其中，所述近似等腰三角形或所述近似等腰梯形的底边采用与所述电容器壳体2的中部外周表面贴合的线段，所述近似等腰三角形或所述近似等腰梯形的侧边采用内凹的弧形线段。如图3所示，由于所述底边是采用与所述电容器壳体2的中部外周表面贴合的线段(例如当所述电容器壳体2呈圆筒形状时，该线段为弧形线段)，可以确保所述散热片8与所述电容器壳体2的中部外周表面具有最大的接触面积，确保两者之间的高热传导效果。同时由于所述侧边采用内凹的弧形线段，可以相比较于平边设计，进一步提升散热面积和散热效果。详细优选的，所述环向壁体52的顶面开设有与所述散热片8的底端配合的槽口53，所述散热片8的底端插入所述槽口53中。由于是针对所述散热片8的水平截面呈近似等腰三角形或近似等腰梯形的情况，将所述槽口53开设为与之适配的燕尾槽，进而使得所述散热片8的底端在插入该燕尾槽后能够形成燕尾榫结构，进一步提升所述散热片8的安装稳固性。
优选的，所述半包围体5还包括有与所述环向壁体52一体化成型的外延耳板54，其中，所述外延耳板54水平设置且开设有用于穿过固定件的通孔55；所述外延耳板54的数目至少为三个且围绕所述环向壁体52的底部外周环向等间隔布置。如图1～3所示，所述外延耳板 54的数目为三个，使得可基于三点稳固原理对所述半包围体5及整个防火型电力电容器进行固定安装，方便实际使用。
优选的，所述密封环体6的外周表面或内周表面在升温至所述预设温度时由平面变形为波纹面，以便形成上下相通的漏气通道。所述波纹面中的波峰线可以是竖直设置的，也可以是螺旋设置的，以便通过变形而得的波谷形成所述漏气通道，实现高温释放所述灭火用气体的目的。此外，通过变形而得的波峰还可以进一步提升密封环体与所述电容器壳体2的外周表面或与对应的环向壁体52的内壁面的静摩擦力，防止部件下落。
优选的，所述形状记忆合金采用具有双程记忆效应的合金。通过前述材质限定，还可以使所述密封环体6在完成灭火并降温至所述预设温度以下后，又自动密封对应的储气室，进而可避免浪费所述灭火用气体，以备下次防火及灭火使用。
优选的，所述灭火用气体为氩气和二氧化碳气体中的任意一种或它们的混合气体。由于前述气体的密度在常温下比空气密度大，不易流动，可以延长灭火用气体在电容器周围的滞留时间，进一步提升防火灭火效果。
综上，采用本实施例所提供的防火型电力电容器，具有如下技术效果：
(1)本实施例提供了一种基于形状记忆合金和灭火用气体的电容器新型防火设计方案，即一方面可在由常温升温至用于判定发生火情的预设温度时，利用形状记忆合金所具有的且随温度而变形的特点，通过密封环体来解封储气室，进而可主动释放灭火用气体，实现防火和及时灭火的目的，并由于气体储存量远大于液体储存量，可以大大提升灭火效果，另一方面由于电容器壳体的顶部及中部外周表面是袒露无遮挡的，因此可以直接进行电容器散热，进而可提升器件工作温度，延长器件使用寿命；
(2)同时考虑所述电容器壳体一般是由无缝筒体、壳体底板和壳体顶板拼接而成，使得最易出现绝缘油渗出的地方即为所述电容器壳体的底部，因此还可以利用储气室内的高压灭火气体抑制壳内绝缘油渗出，并挤压渗油缝隙，使外部高压灭火气体也难以进入壳内，进而还可避免对高压电容器造成破坏，进一步延长器件使用寿命。
最后应说明的是，本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (9)
1.一种防火型电力电容器，包括有电容器元件(1)、电容器壳体(2)、电容器电极(3)和绝缘套管(4)，其中，所述电容器元件(1)作为电容器芯子装入所述电容器壳体(2)的内部，所述电容器壳体(2)的内部填充有绝缘油(20)，所述电容器电极(3)通过所述绝缘套管(4)从所述电容器壳体(2)的内部引出，其特征在于，还包括有半包围体(5)和密封环体(6)；
所述半包围体(5)包括有呈一体化结构的底板(51)和环向壁体(52)，所述半包围体(5)包围所述电容器壳体(2)的底部，形成由所述底板(51)、所述环向壁体(52)和所述电容器壳体(2)的壳体底板(21)包围的储气室(7)，所述密封环体(6)套在所述电容器壳体(2)的底部外周上且被所述环向壁体(52)包裹，用于在常温时对所述储气室(7)进行密封，其中，所述密封环体(6)由形状记忆合金制成，并在升温至预设温度时可通过变形解封所述储气室(7)，所述储气室(7)储存有常温气压值高于标准大气压的灭火用气体。
2.如权利要求1所述的防火型电力电容器，其特征在于，还包括有散热片(8)，其中，所述散热片(8)与所述电容器壳体(2)的中部外周表面垂直固定连接。
3.如权利要求2所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述散热片(8)的数目为若干且在所述电容器壳体(2)的中部外周表面上环向间隔布置。
4.如权利要求2所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述散热片(8)竖直设置或螺旋设置，所述散热片(8)的水平截面呈近似等腰三角形或近似等腰梯形，其中，所述近似等腰三角形或所述近似等腰梯形的底边采用与所述电容器壳体(2)的中部外周表面贴合的线段，所述近似等腰三角形或所述近似等腰梯形的侧边采用内凹的弧形线段。
5.如权利要求4所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述环向壁体(52)的顶面开设有与所述散热片(8)的底端配合的槽口(53)，所述散热片(8)的底端插入所述槽口(53)中。
6.如权利要求1所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述半包围体(5)还包括有与所述环向壁体(52)一体化成型的外延耳板(54)，其中，所述外延耳板(54)水平设置且开设有用于穿过固定件的通孔(55)；
所述外延耳板(54)的数目至少为三个且围绕所述环向壁体(52)的底部外周环向等间隔布置。
7.如权利要求1所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述密封环体(6)的外周表面或内周表面在升温至所述预设温度时由平面变形为波纹面，以便形成上下相通的漏气通道。
8.如权利要求1所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述形状记忆合金采用具有双程记忆效应的合金。
9.如权利要求1所述的防火型电力电容器，其特征在于，所述电容器壳体(2)采用圆筒形壳体且由铝合金制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122197016.4U CN216054311U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种防火型电力电容器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202122197016.4U CN216054311U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种防火型电力电容器 |
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| CN216054311U true CN216054311U (zh) | 2022-03-15 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202122197016.4U Active CN216054311U (zh) | 2021-09-10 | 2021-09-10 | 一种防火型电力电容器 |
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