專利名稱：一種自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于交流系統(tǒng)中，高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器。
背景技術(shù)：
在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源獲得有功功率，同時(shí)還需要獲得無(wú)功功率。 但是從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無(wú)功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足負(fù)荷的需求，并聯(lián)補(bǔ)償電容器就是為電網(wǎng)提供無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)碾娙萜鳌Ｄ壳俺Ｓ玫臒o(wú)功功率補(bǔ)償電容器有兩種結(jié)構(gòu)，一是以紙膜復(fù)合為介質(zhì)，鋁箔作為電極；一是以全膜材料作為介質(zhì)，鋁箔作為電極。其結(jié)構(gòu)包括殼體、固體或液體灌封物、電容器芯子及其引出端，電容器絕緣紙。上述補(bǔ)償電容器存在以下不足之處(1)電容以紙膜復(fù)合或者全膜材料作為介質(zhì)，以鋁箔作為電極，經(jīng)卷繞形成電容器芯子，再以紫銅端子作為芯子引出端引出，此種電容器芯子有明顯的缺點(diǎn)即鋁箔分切時(shí)邊緣帶毛刺，且由于芯子是紙、膜和鋁箔三種材料或者膜與鋁箔復(fù)合卷繞而成，卷制過(guò)程中芯子內(nèi)部殘留空氣難以排出，并且熱定型效果不理想，從而造成產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，耐壓低，使用壽命大打折扣；由于鋁箔及紙較厚，造成產(chǎn)品體積較大，制造成本高；同時(shí)，卷繞過(guò)程需要至少4層材料卷繞而成， 工藝較復(fù)雜(2)以鋁箔為電極，一旦有弱點(diǎn)發(fā)生擊穿，則電容立即失效，不具有自愈性，安全性不足，壽命短。(3)其中紙作為一種介質(zhì)，雖然能夠增強(qiáng)浸漬效果，但是紙是屬于極性材料，其造成的結(jié)果是tg δ較大，不適用于頻率較高的應(yīng)用場(chǎng)合，且介質(zhì)易老化，容量精度低，(4)所述電容器絕緣紙絕緣性能為10MV. AC/m，在高壓領(lǐng)域中應(yīng)用就得包裹很多層，從而電容器體積大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種電性能更穩(wěn)定、壽命更長(zhǎng)、耐壓更高、體積更小、成本更低、能適用較寬頻率范圍、更安全的電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償電容
器本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，包括殼體和電容器芯子，殼體內(nèi)部開(kāi)設(shè)有容置腔，容置腔內(nèi)安裝有若干個(gè)電容器芯子，電容器芯子上設(shè)置有芯子引出端，其特征是所述的電容器芯子為多內(nèi)串金屬化有機(jī)薄膜，金屬化有機(jī)薄膜是有機(jī)薄膜介質(zhì)在真空狀態(tài)下以多內(nèi)串蒸鍍方式蒸鍍上金屬鍍層構(gòu)成，殼體的容置腔上部開(kāi)口固定有隔離上蓋，隔離上蓋上設(shè)置有氣壓防爆裝置，芯子引出端的外端延伸出隔離上蓋，容置腔內(nèi)灌注有半固體有機(jī)物，電容器芯子周圍包裹有若干層復(fù)合層；該結(jié)構(gòu)的電容器芯子，制作材料為多內(nèi)串金屬化薄膜，具有自愈性能，具有較好的安全性能，通過(guò)在芯子周圍包裹特殊絕緣材料，使得電容器具有很高的極殼耐壓，并且容置腔內(nèi)灌注半固體有機(jī)物，增強(qiáng)產(chǎn)品絕緣性能、提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，大大加快了電容器芯子的導(dǎo)熱速度，使熱量及時(shí)散發(fā)。
所述電容器芯子是由多內(nèi)串金屬化有機(jī)薄膜卷繞而成，金屬化有機(jī)薄膜是有機(jī)薄膜介質(zhì)在真空狀態(tài)下以多內(nèi)串蒸鍍方式蒸鍍上金屬鍍層構(gòu)成，并且鍍層厚度適當(dāng)減小，通過(guò)上述方法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自愈性能以及提高極間耐壓，并且電容器芯子只需兩張金屬化薄膜即可卷繞而成，大大減化了工藝，減小了產(chǎn)品體積，降低成本。本發(fā)明還可以采用以下技術(shù)措施解決作為更進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的有機(jī)薄膜介質(zhì)為聚丙烯薄膜，厚度在0. OOlmm至0. 02mm之間。所述的金屬鍍層兩外側(cè)邊緣處還設(shè)有加厚區(qū)，金屬鍍層以及加厚區(qū)采用的金屬包括但不限于鋁、鋅、或鋅鋁合金，厚度介于0. 03 μ πΓΟ. 2 μ m之間。所述金屬化有機(jī)薄膜，作為介質(zhì)的有機(jī)薄膜為聚丙烯薄膜，金屬鍍層材料包括但不限于鋁、鋅或鋅鋁合金，此種結(jié)構(gòu)卷繞而成的芯子介電損耗tg δ低，耐壓高，且在高壓環(huán)境下，不會(huì)發(fā)生永久性擊穿，具有自愈功能，自愈功能是指薄膜材料在高電壓下，局部絕緣層遭到破壞而擊穿，由于局部擊穿將產(chǎn)生大量熱量，使得擊穿處附近金屬層被蒸發(fā)而重新達(dá)到絕緣效果，不影響電容器整體使用。在卷制工藝中，通過(guò)張力調(diào)節(jié)，能最大限度地排除芯子內(nèi)部的殘留空氣，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電容器紙膜復(fù)合與鋁箔卷制或者全膜與鋁箔卷制時(shí)芯子內(nèi)部殘留空氣較多的缺點(diǎn)。所述真空狀態(tài)下的工藝包括真空定型、真空浸漬、真空灌封工藝，在高壓領(lǐng)域，空氣容易電離、放電而使得絕緣遭到破壞，本發(fā)明采用真空定型、真空浸漬工藝，目的在于去除芯子內(nèi)部空氣間隙，防止空氣電離、放電，同時(shí)我司在產(chǎn)品整體灌封時(shí)也采用真空灌封工藝，排除容置腔內(nèi)空氣間隙，使得產(chǎn)品穩(wěn)定性增強(qiáng)。所述的金屬鍍層的內(nèi)串?dāng)?shù)大于等于2。所述復(fù)合層為聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復(fù)合材料(英文縮寫DM)，由聚酯薄膜及聚酯纖維非織布復(fù)合而成，具有優(yōu)異的電絕緣性、耐熱性，適用于電機(jī)、電器中做絕緣槽，匝間絕緣和襯底絕緣，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的浸漬性，同時(shí)，絕緣性能達(dá)到30MV. AC/m，在芯子組周圍包裹多層上述絕緣材料，大大提高產(chǎn)品的極殼耐壓能力，并且能節(jié)約材料，減小體積，降低成本。所述的半固體有機(jī)物是導(dǎo)熱阻燃半干式有機(jī)物，由純環(huán)氧樹(shù)脂與硅微粉混合而成，其配比方式包括但不限于3 :1或4 :1或1 :1 ；目前市場(chǎng)上使用的油類灌封物，在電容器使用過(guò)程中，隨著電容器溫度的升高，油類變?yōu)闅怏w而流失，電容器頂部就無(wú)法得到有效散熱，并且也導(dǎo)致頂部絕緣不足，產(chǎn)品整體極殼耐壓下降，穩(wěn)定性不足，壽命降低；而且采用油類灌注的產(chǎn)品很容易造成污染，在環(huán)保要求高的場(chǎng)合根本不適用，同時(shí)油類灌注料不具阻燃性，本發(fā)明的半固體有機(jī)物能，其成分是純環(huán)氧樹(shù)脂與硅微粉，按一定的比例配合而成， 具有優(yōu)異的絕緣性能，介電性能，阻燃性，且不易揮發(fā)，同時(shí)此有機(jī)物在常溫下流動(dòng)性不強(qiáng)， 隨著電容器的使用過(guò)程中產(chǎn)生熱量，電容器溫度上升，此有機(jī)物變?yōu)榱鲃?dòng)性較好的液體，在不影響其介電性能的同時(shí)增強(qiáng)了電容器的散熱性能。所述的殼體是用鐵材料制作成的外殼體，對(duì)應(yīng)隔離上蓋為鐵蓋體，鐵蓋體上分別開(kāi)有芯子引出端口和兼有防爆作用的有機(jī)物灌注口，引出端口周圍設(shè)置有可方便焊接且防漏的圓環(huán)形槽；以方便人工焊接，上述殼體和隔離上蓋具有成本低的優(yōu)勢(shì)。所述的殼體是用花紋鋼材料制作成的外殼體，對(duì)應(yīng)隔離上蓋為花紋鋼，花紋鋼蓋體上分別開(kāi)有芯子引出端口和兼有防爆作用的有機(jī)物灌注口 ；上述殼體和隔離上蓋具有外觀美觀，焊接半自動(dòng)化操作方便的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果是(1)通過(guò)采用金屬化有機(jī)薄膜作為芯子卷繞的材料，使得電容器具有較強(qiáng)的自愈能力，提高安全性；并且采用多內(nèi)串薄膜結(jié)構(gòu)，大大提高了產(chǎn)品的極間耐壓能力；同時(shí)提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，增加了產(chǎn)品壽命。(2)產(chǎn)品灌注半固體有機(jī)物，增強(qiáng)導(dǎo)熱性能，提高散熱效率，并且同時(shí)可以增強(qiáng)產(chǎn)品的極殼耐壓能力，同時(shí)環(huán)保，安全，節(jié)約了成本。(3)芯子周圍包裹多層特殊絕緣材料，此材料具有優(yōu)異的介電性能、浸漬性能，極大地提高了產(chǎn)品的極殼耐壓能力，同時(shí)減小了體積，節(jié)約了成本。(4)產(chǎn)品制作過(guò)程中多次采用真空工藝，如真空定型、真空浸漬、真空灌封，排除芯子以及容置腔內(nèi)部空氣間隙，防止出現(xiàn)空氣電離、放電，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是相對(duì)圖1另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是鐵材料隔離上蓋的立體圖。圖4是花紋鋼材料隔離上蓋的立體圖。圖5是金屬化有機(jī)薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是具有加厚區(qū)的金屬化有機(jī)薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的多個(gè)電容器芯子結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1至圖7所示，一種自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，包括殼體1和電容器芯子4，殼體1內(nèi)部開(kāi)設(shè)有容置腔101，容置腔101內(nèi)安裝有若干個(gè)電容器芯子4，電容器芯子4上設(shè)置有芯子引出端3，其特征是所述的電容器芯子4為多內(nèi)串金屬化有機(jī)薄膜，金屬化有機(jī)薄膜是有機(jī)薄膜介質(zhì)41、42在真空狀態(tài)下以多內(nèi)串蒸鍍方式蒸鍍上金屬鍍層411、421構(gòu)成，殼體1的容置腔101上部開(kāi)口固定有隔離上蓋2，隔離上蓋2上設(shè)置有氣壓防爆裝置202，芯子引出端3的外端301延伸出隔離上蓋2，容置腔101內(nèi)灌注有半固體有機(jī)物6，電容器芯子4周圍包裹有若干層復(fù)合層5 ；該結(jié)構(gòu)的電容器芯子4，采用的材料為多內(nèi)串金屬化薄膜，具有自愈性能，具有較好的安全性能，通過(guò)在芯子周圍包裹特殊絕緣材料，使得電容器具有很高的極殼耐壓，并且容置腔101內(nèi)灌注半固體有機(jī)物6，增強(qiáng)產(chǎn)品絕緣性能、提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，大大加快了電容器芯子4的導(dǎo)熱速度，使熱量及時(shí)散發(fā)。所述電容器芯子4是由多內(nèi)串金屬化有機(jī)薄膜卷繞而成，金屬化有機(jī)薄膜是有機(jī)薄膜介質(zhì)41、42在真空狀態(tài)下以多內(nèi)串蒸鍍方式蒸鍍上金屬鍍層411、421構(gòu)成，并且鍍層厚度適當(dāng)減小，通過(guò)上述方法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自愈性能以及提高極間耐壓，所述的金屬鍍層 411,421的內(nèi)串?dāng)?shù)大于等于2，所以電容器芯子4只需兩張金屬化薄膜即可卷繞而成，大大減化了工藝，減小了產(chǎn)品體積，降低成本。所述的有機(jī)薄膜介質(zhì)41、42為聚丙烯薄膜，厚度在0. OOlmm至0. 02mm之間。所述的金屬鍍層411、421兩外側(cè)邊緣處還設(shè)有加厚區(qū)422，金屬鍍層411、421以及加厚區(qū)422采用的金屬包括但不限于鋁、鋅、或鋅鋁合金，厚度介于0. 03 μ πΓΟ. 2 μ m之間。所述金屬化有機(jī)薄膜，其有機(jī)薄膜介質(zhì)41、42為聚丙烯薄膜，金屬鍍層411、421材料包括但不限于鋁、鋅或鋅鋁合金，此種結(jié)構(gòu)卷繞而成的芯子介電損耗tg δ低，耐壓高，且在高壓環(huán)境下，不會(huì)發(fā)生永久性擊穿，具有自愈功能，自愈功能是指薄膜材料在高電壓下， 局部絕緣層遭到破壞而擊穿，由于局部擊穿將產(chǎn)生大量熱量，使得擊穿處附近金屬層被蒸發(fā)而重新達(dá)到絕緣效果，不影響電容器整體使用。在卷制工藝中，通過(guò)張力調(diào)節(jié)，能最大限度地排除芯子內(nèi)部的殘留空氣，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電容器紙膜復(fù)合與鋁箔卷制或者全膜與鋁箔卷制時(shí)芯子內(nèi)部殘留空氣較多的缺點(diǎn)。所述真空狀態(tài)下是指包括真空定型、真空浸漬、真空灌封工藝等工藝，在高壓領(lǐng)域，空氣容易電離、放電而使得絕緣遭到破壞，本發(fā)明采用真空定型、真空浸漬工藝，目的在于去除芯子內(nèi)部空氣間隙，防止空氣電離、放電，同時(shí)我司在產(chǎn)品整體灌封時(shí)也采用真空灌封工藝，排除容置腔內(nèi)空氣間隙，使得產(chǎn)品穩(wěn)定性增強(qiáng)。所述復(fù)合層5為聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復(fù)合材料，由聚酯薄膜及聚酯纖維非織布復(fù)合而成；該復(fù)合層適用于電機(jī)、電器中做絕緣槽，匝間絕緣和襯底絕緣，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的浸漬性，同時(shí)，絕緣性能達(dá)到30MV. AC/m，在芯子組周圍包裹多層上述絕緣材料，大大提高產(chǎn)品的極殼耐壓能力，并且能節(jié)約材料，減小體積，降低成本。所述的半固體有機(jī)物6是導(dǎo)熱阻燃半干式有機(jī)物，由純環(huán)氧樹(shù)脂與硅微粉混合而成，其配比包括但不限于3 :1或4 :1或1 :1 ；目前市場(chǎng)上使用的油類灌封物，在電容器使用過(guò)程中，隨著電容器溫度的升高，油類變?yōu)闅怏w而流失，電容器頂部就無(wú)法得到有效散熱， 并且也導(dǎo)致頂部絕緣不足，產(chǎn)品整體極殼耐壓下降，穩(wěn)定性不足，壽命降低；而且采用油類灌注的產(chǎn)品很容易造成污染，在環(huán)保要求高的場(chǎng)合根本不適用，同時(shí)油類灌注料不具阻燃性，本發(fā)明的半固體有機(jī)物能，其成分是純環(huán)氧樹(shù)脂與硅微粉，按一定的比例配合而成，具有優(yōu)異的絕緣性能，介電性能，阻燃性，且不易揮發(fā)，同時(shí)此有機(jī)物在常溫下流動(dòng)性不強(qiáng)，隨著電容器的使用過(guò)程中產(chǎn)生熱量，電容器溫度上升，此有機(jī)物變?yōu)榱鲃?dòng)性較好的液體，在不影響其介電性能的同時(shí)增強(qiáng)了電容器的散熱性能。所述的殼體1是用鐵材料制作成的外殼體，對(duì)應(yīng)隔離上蓋2為鐵蓋體，鐵蓋體上分別開(kāi)有芯子引出端口 204和兼有防爆作用的有機(jī)物灌注口 203，引出端口周圍設(shè)置有可方便焊接且防漏的圓環(huán)形槽205 ；以方便人工焊接，上述殼體和隔離上蓋具有成本低的優(yōu)勢(shì)。所述的殼體1是用花紋鋼材料制作成的外殼體，對(duì)應(yīng)隔離上蓋2為花紋鋼，花紋鋼蓋體上分別開(kāi)有芯子引出端口 204和兼有防爆作用的有機(jī)物灌注口 203 ；上述殼體和隔離上蓋具有外觀美觀，焊接半自動(dòng)化操作方便的優(yōu)點(diǎn)。以上所述的具體實(shí)施例，僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例而已，舉凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的等同設(shè)計(jì)，均應(yīng)為本發(fā)明的技術(shù)所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，包括殼體(1)和電容器芯子(4)，殼體 (1)內(nèi)部開(kāi)設(shè)有容置腔(101)，容置腔(101)內(nèi)安裝有若干個(gè)電容器芯子(4)，電容器芯子 (4)上設(shè)置有芯子引出端(3)，其特征是所述的電容器芯子(4)為多內(nèi)串金屬化有機(jī)薄膜， 金屬化有機(jī)薄膜是有機(jī)薄膜介質(zhì)(41、42 )在真空狀態(tài)下以多內(nèi)串蒸鍍方式蒸鍍上金屬鍍層 (411、421)構(gòu)成，殼體(1)的容置腔(101)上部開(kāi)口固定有隔離上蓋(2)，隔離上蓋(2)上設(shè)置有氣壓防爆裝置(202)，芯子引出端(3)的外端(301)延伸出隔離上蓋(2)，容置腔(101) 內(nèi)灌注有半固體有機(jī)物(6 )，電容器芯子(4 )周圍包裹有若干層復(fù)合層(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述的有機(jī)薄膜介質(zhì)(41、42)為聚丙烯薄膜，厚度在0. OOlmm至0. 02mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述的金屬鍍層(411、421)兩外側(cè)邊緣處還設(shè)有加厚區(qū)(422)，金屬鍍層(411、421)以及加厚區(qū) (422)采用的金屬包括但不限于鋁、鋅、或鋅鋁合金，厚度介于0. 03 μ πΓΟ. 2 μ m之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述的金屬鍍層(411、421)的內(nèi)串?dāng)?shù)大于等于2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述復(fù)合層(5)為聚酯薄膜聚酯纖維非織布柔軟復(fù)合材料，由聚酯薄膜及聚酯纖維非織布復(fù)合而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述的半固體有機(jī)物(6)是導(dǎo)熱阻燃半干式有機(jī)物，由純環(huán)氧樹(shù)脂與硅微粉以3 1的配比混合而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述的殼體(1)是用鐵材料制作成的外殼體，對(duì)應(yīng)隔離上蓋(2)為鐵蓋體，鐵蓋體上分別開(kāi)有芯子引出端口(204)和兼有防爆作用的有機(jī)物灌注口(203)，引出端口周圍設(shè)置有可方便焊接且防漏的圓環(huán)形槽(205)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，其特征是所述的殼體(1)是用花紋鋼材料制作成的外殼體，對(duì)應(yīng)隔離上蓋(2)為花紋鋼，花紋鋼蓋體上分別開(kāi)有芯子引出端口( 204 )和兼有防爆作用的有機(jī)物灌注口( 203 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自愈性金屬化薄膜高壓并聯(lián)補(bǔ)償電容器，包括殼體和電容器芯子，殼體內(nèi)部開(kāi)設(shè)有容置腔，容置腔內(nèi)安裝有若干個(gè)電容器芯子，電容器芯子上設(shè)置有芯子引出端，所述的電容器芯子為多內(nèi)串金屬化有機(jī)薄膜，金屬化有機(jī)薄膜是有機(jī)薄膜介質(zhì)在真空狀態(tài)下以多內(nèi)串蒸鍍方式蒸鍍上金屬鍍層構(gòu)成，殼體的容置腔上部開(kāi)口固定有隔離上蓋，隔離上蓋上設(shè)置有氣壓防爆裝置，芯子引出端的外端延伸出隔離上蓋，容置腔內(nèi)灌注有半固體有機(jī)物，電容器芯子周圍包裹有若干層復(fù)合層。本發(fā)明的電性能更穩(wěn)定、壽命更長(zhǎng)、耐壓更高、體積更小、成本更低、能適用較寬頻率范圍、更安全。
文檔編號(hào)H01G4/14GK102324300SQ20111021179
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者孔星, 尤枝輝 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)創(chuàng)格電子實(shí)業(yè)有限公司