CN216250426U

CN216250426U - 一种超高压取能电容装置

Info

Publication number: CN216250426U
Application number: CN202122876840.2U
Authority: CN
Inventors: 杨宏辉; 古玮; 程海超; 邵宇星
Original assignee: ZHEJIANG QIXING CAPACITOR CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG QIXING CAPACITOR CO Ltd
Priority date: 2021-11-23
Filing date: 2021-11-23
Publication date: 2022-04-08
Anticipated expiration: 2031-11-23

Abstract

本实用新型涉及一种超高压取能电容装置，包括外壳以及电容器组件，所述外壳内设置有供电容器组件放置的安装腔，所述电容器组件包括电路板以及若干个薄膜电容器，各薄膜电容器沿横向以及纵向间隔分布在电路板的侧面上，各薄膜电容器分别串联的设置在电路板上，电路板上电连接有第一接线柱和第二接线柱。通过采用上述方案，本实用新型克服现有技术存在的不足，提供了一种超高压取能电容装置，其体积小，容量大，满足使用需要。

Description

一种超高压取能电容装置

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其是一种超高压取能电容装置。

背景技术

电网取能（取电）高压电容器，电容量2500-10000pF，工频电压42kV/1min无飞弧击穿，在14.4kVAC局部放电量＜10pC，雷电冲击75kVAC。该类电容器一般都是用陶瓷电容器，但由于陶瓷电容器的体积较大，并且容量受到限制，无法满足体积小，容量大的应用要求。

发明内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种超高压取能电容装置，其体积小，容量大，满足使用需要。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超高压取能电容装置，包括外壳以及电容器组件，所述外壳内设置有供电容器组件放置的安装腔，所述电容器组件包括电路板以及若干个薄膜电容器，各薄膜电容器沿横向以及纵向间隔分布在电路板的侧面上，各薄膜电容器分别串联的设置在电路板上，电路板上电连接有第一接线柱和第二接线柱。

通过采用上述方案，其中横向对应电路板的宽度方向，纵向对应电路板的长度方向，设计超高压取能电容装置，单只薄膜电容器很难实现高压及雷击脉冲，因此通过多只薄膜电容器串联实现，考虑到电力系统需要非常高的可靠性和使用寿命要求，依据该取能电容器设计表，采用90只薄膜电容器串联实现高压，从而确保耐压可靠性，薄膜电容器是通过聚丙烯膜经蒸镀、卷绕、热压、热处理、包膜、喷金、赋能、焊接和封装而成，选用聚丙烯膜做介质，具有长期可靠的稳定性，比陶瓷电容器可靠性高，采用真空镀膜方式，形成金属化电极，具有自愈性，基本无击穿风险，与陶瓷电容器相比，因采用多层卷绕结构，所以容量可以更大，并且各薄膜电容器沿横向以及纵向间隔分布在电路板的侧面上，布局更加合理，充分利用安装空间，可减小超高压取能电容装置的体积，电容器组件密封防水的设置在安装腔内，第一接线柱和第二接线柱用于连接外部接线，因此其体积小，容量大，满足使用需要。

本实用新型的进一步设置是：所述电路板的两侧面上均设置有若干个薄膜电容器，各薄膜电容器沿横向以及纵向分别间隔分布在对应的电路板的侧面上，电路板两侧的薄膜电容器彼此串联设置。

通过采用上述方案，各薄膜电容器均匀分布于电路板的两侧，充分利用电路板两侧的空间，结构更加紧凑，进一步减小超高压取能电容装置的体积。

本实用新型的进一步设置是：所述第一接线柱和第二接线柱分别位于电路板在纵向上的两端处，所述第一接线柱穿出外壳设置，所述外壳上设置有用于电路板在纵向上定位的定位件。

通过采用上述方案，第一接线柱可实现电路板在横向上的定位，定位件可实现电路板在纵向上的定位，电路板安装稳定，不易松动。

本实用新型的进一步设置是：所述定位件可拆卸的连接在外壳上，定位件沿纵向设置，所述电路板在靠近定位件的一侧设置有定位槽，定位件插设于定位槽可将电路板抵设在安装腔的内壁上。

通过采用上述方案，定位件插设于电路板的定位槽可实现电路板的定位安装，结构简单，拆装方便。

本实用新型的进一步设置是：所述第一接线柱包括一体设置的导电部和接线部，外壳上设置有供接线部穿设的第一通孔，所述导电部上设置有开口槽，导电部的开口槽对应电路板的第一触点设置，第一接线柱的导电部与电路板的第一触点相接触并可在开口槽处点焊实现第一接线柱与电路板的第一触点的电连接。

通过采用上述方案，导电部的开口槽设置，便于第一接线柱与电路板的第一触电进行点焊连接，结构简单，导电更加稳定。

本实用新型的进一步设置是：所述第二接线柱固定设置在定位件上，当定位件的端面与定位槽的底面相抵触时，第二接线柱与电路板的第二触点相接触并可在电路板的第二触点处点焊实现第二接线柱与电路板的第二触点的电连接。

通过采用上述方案，定位件完成电路板的定位的同时，可实现第二接线柱与电路板的第二触电的导电接触，然后通过点焊，导电更加稳定，结构简单，设计合理，将第二接线柱安装在定位件，结构更加紧凑。

本实用新型的进一步设置是：所述外壳上设置有螺纹孔，定位件上设置有外螺纹，定位件旋设在螺纹孔处。

通过采用上述方案，定位件通过螺纹旋设的方式安装在外壳上，操作方便，便于拆装。

本实用新型的进一步设置是：所述定位件上开设有第二通孔，第二接线柱插设在第二通孔的端部。

通过采用上述方案，第二接线柱安装方便，第二接线柱可通过第二通孔处于外部接线连接，起到一定的遮挡作用。

本实用新型的进一步设置是：所述电容器组件灌胶封装在安装腔内。

通过采用上述方案，灌胶封装可对电路板以及薄膜电容器起到防水作用，操作方便。

本实用新型的更进一步设置是：所述的电容装置的额定工作电压为10√3kV，额定容量为4750-5250PF，环境温度为-40℃～85℃。

通过采用上述方案，耐压可靠，容量大，满足使用需要。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图；

图2为电路板的结构示意图；

图3为电容器组件的结构示意图；

图4为第一接线柱与外壳的配合结构示意图；

图5为第二接线柱、外壳和定位件的配合结构示意图；

图6为第一接线柱的结构示意图；

图7为电容器容量-温度（C-T）示意图；

图8为容量-频率（C-F）示意图；

图9为电容器损耗-频率（tgδ-F）示意图；

图10为电容器等效串联电阻-频率（ESR-F）示意图；

图11为电容器电流-频率示意图；

图12为电容器损耗-温度（tgδ-T）示意图；

图13为电容器耐久性试验示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-图6所示，一种超高压取能电容装置，包括外壳1以及电容器组件，外壳1内设置有供电容器组件放置的安装腔11，电容器组件2包括电路板21以及若干个薄膜电容器22，各薄膜电容器22沿横向以及纵向间隔分布在电路板21的侧面上，各薄膜电容器22分别串联的设置在电路板21上，电路板21上电连接有第一接线柱23和第二接线柱24。其中横向对应电路板21的宽度方向为附图1中D所指方向，纵向对应电路板21的长度方向为附图1中F所指方向。

在本实施例中，电路板21的两侧面上均设置有若干个薄膜电容器22，各薄膜电容器22沿横向以及纵向分别间隔分布在对应的电路板21的侧面上，电路板21两侧的薄膜电容器22彼此串联设置，其中本实施例采用90个薄膜电容器22串联实现高压，从而确保耐压可靠性，电路板21的两侧面上分别设置有45个薄膜电容器22，该45个薄膜电容器22的分布方式具体是：横向上间隔设置有3个薄膜电容器22，纵向上间隔设置有15个薄膜电容器22。当然薄膜电容器22在横向或纵向上的排布方式还可以有多种组合方式，只要能减小安装空间即可。

在本实施例中，第一接线柱23和第二接线柱24分别位于电路板21在纵向上的两端处，第一接线柱23穿出外壳1设置，外壳1上设置有用于电路板21在纵向上定位的定位件3，定位件3由绝缘材料制成。

在本实施例中，定位件3可拆卸的连接在外壳上，定位件3沿纵向设置，电路板21在靠近定位件3的一侧设置有定位槽213，定位件3插设于定位槽213可将电路板21抵设在安装腔11的内壁上。

在本实施例中，第一接线柱23包括一体设置的导电部231和接线部232，外壳1上设置有供接线部232穿设的第一通孔12，导电部231上设置有开口槽2311，导电部231的开口槽2311对应电路板21的第一触点211设置，第一接线柱23的导电部231与电路板21的第一触点211相接触并可在开口槽2311处点焊实现第一接线柱23与电路板21的第一触点211的电连接。

在本实施例中，第二接线柱24固定设置在定位件3上，当定位件3的端面与定位槽213的底面相抵触时，第二接线柱24与电路板21的第二触点212相接触并可在电路板21的第二触点212处点焊实现第二接线柱24与电路板21的第二触点212的电连接。当然也可以第二接线柱和定位件独立设置。

在本实施例中，外壳1上设置有螺纹孔13，定位件3上设置有外螺纹，定位件3旋设在螺纹孔13处。当然定位件也可以通过插接或卡接的方式与外壳连接。

在本实施例中，定位件3上开设有第二通孔31，第二接线柱24插设在第二通孔31的端部。

在本实施例中，电容器组件灌胶封装在安装腔11内。

在本实施例中，超高压取能电容装置的额定工作电压为10√3kV，额定容量为4750-5250PF，环境温度为-40℃～85℃。

为了验证超高压取能电容装置的耐压可靠性，对电容器组件2进行耐压性能测试，

试验序列说明：

a、雷电冲击 75kV 各 15 次；正极性 15 次以及负极性 15 次做完后，各记录容衰情况和损耗正切值；

b、工频耐压试验 42kV/1min，每次间隔 1 分钟，每 3 次为一小循环，间隔 2 小时，共 15 次；每次工频耐压后记录容衰情况和损耗正切值；

c、工频耐压试验 42kV/3min，连续 3 分钟，每 3 分钟间隔 2 小时，共 5 次；每次工频耐压后记录容衰情况和损耗正切值。

一、A 组按试验序列 a-b-c 试验（编号 1）：

1.1 容值测试，如表1所示：

表1

1.2 局放测试，如表2所示：

表2

1.3雷电正负极性各15次（75kV），如表3所示：

表3

1.4耐压测试（1），如表4所示：

表4

1.5耐压测试（2），如表5所示：

表5

1.6耐压测试后局放复测，如表6所示：

表6

二、B组按试验序列 b-c-a 试验（编号 2）：

2.1 容值测试，如表7所示：

表7

2.2 局放测试，如表8所示：

表8

2.3耐压测试（1），如表9所示：

表9

2.4耐压测试（2），如表10所示：

表10

2.5雷电正负极性各15次（75kV），如表11所示：

表11

2.6耐压测试后局放复测，如表12所示：

表12

三、C组按试验序列 c-b-a 试验（编号 3）：

3.1 容值测试，如表13所示：

表13

3.2 局放测试，如表14所示：

表14

3.3耐压测试（2），如表15所示：

表15

3.4耐压测试（1），如表16所示：

表16

3.5雷电正负极性各15次（75kV），如表17所示：

表17

3.6耐压测试后局放复测，如表18所示：

表18

。

根据图7-图13所示：该薄膜电容器由聚丙烯薄膜做介质，真空蒸镀锌铝做电极，具有较高的抗电能力，性能稳定，金属化电极，具有自愈能力，确保了产品在正常使用情况下不会击穿失效。

主要性能特点如下：

（1）容量为负温度系数，在较宽的环境温度下，变化较小（-0.025%/度），基本不随频率变化；

（2）损耗基本不随温度变化；在较高的频率10KHZ以上，损耗值略有提高；所以低频时，没有自发热量；

（3）等效串联电阻小，低频时在1欧姆左右，在高频下则更低；在工频时耐具有较强的耐冲击能力；

以上3点说明，该产品基本随温度、频率性能稳定；

（4）为了验证品抗电能力，进行了交流、直流击穿试验，单芯电容器交流击穿电压大于900Vac（工频），直流流击穿电压大于1300V，而取能电容器为该电容90只串联，单只65Vac，是击穿电压的1/10不到；所以基本不会出现高压击穿失效；

（5）耐电流能力测试，目前产品耐温自体温升10度需要2～3安培的电流，而该电容器在50HZ, 工频情况下只有9mA的电流，所以基本不会因电流而产生自体温升，所以也不会出现热击穿失效；

（6）环境温度：目前该取能电容器使用最高温度为：室外40度，所以该电容产品受热完全取决于环境温度和其他器件辐射或传导，一般不超过70度，而该电容正常使用温度为85度，实际膜耐温可达105度，所以也基本不会出现因环境温度出现的热击穿失效；

以上3点说明，该产品不会因电压，使用温度和高频电流出现产品失效。

以上实施例，只是本实用新型优选地具体实施例，本领域技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种超高压取能电容装置，其特征在于：包括外壳以及电容器组件，所述外壳内设置有供电容器组件放置的安装腔，所述电容器组件包括电路板以及若干个薄膜电容器，各薄膜电容器沿横向以及纵向间隔分布在电路板的侧面上，各薄膜电容器分别串联的设置在电路板上，电路板上电连接有第一接线柱和第二接线柱。

2.根据权利要求1所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述电路板的两侧面上均设置有若干个薄膜电容器，各薄膜电容器沿横向以及纵向分别间隔分布在对应的电路板的侧面上，电路板两侧的薄膜电容器彼此串联设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述第一接线柱和第二接线柱分别位于电路板在纵向上的两端处，所述第一接线柱穿出外壳设置，所述外壳上设置有用于电路板在纵向上定位的定位件。

4.根据权利要求3所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述定位件可拆卸的连接在外壳上，定位件沿纵向设置，所述电路板在靠近定位件的一侧设置有定位槽，定位件插设于定位槽可将电路板抵设在安装腔的内壁上。

5.根据权利要求1或2所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述第一接线柱包括一体设置的导电部和接线部，外壳上设置有供接线部穿设的第一通孔，所述导电部上设置有开口槽，导电部的开口槽对应电路板的第一触点设置，第一接线柱的导电部与电路板的第一触点相接触并可在开口槽处点焊实现第一接线柱与电路板的第一触点的电连接。

6.根据权利要求4所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述第二接线柱固定设置在定位件上，当定位件的端面与定位槽的底面相抵触时，第二接线柱与电路板的第二触点相接触并可在电路板的第二触点处点焊实现第二接线柱与电路板的第二触点的电连接。

7.根据权利要求3所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述外壳上设置有螺纹孔，定位件上设置有外螺纹，定位件旋设在螺纹孔处。

8.根据权利要求3所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述定位件上开设有第二通孔，第二接线柱插设在第二通孔的端部。

9.根据权利要求1或2所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述电容器组件灌胶封装在安装腔内。

10.根据权利要求1或2所述的一种超高压取能电容装置，其特征在于：所述的超高压取能电容装置的额定工作电压为10√3kV，额定容量为4750-5250PF，环境温度为-40℃～85℃。