新型防爆薄膜電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種薄膜電容器，尤其涉及新型防爆薄膜電容器。
【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備制造業(yè)大體包括發(fā)電設(shè)備行業(yè)、輸變電一次設(shè)備行業(yè)、二次設(shè)備行業(yè)、電力環(huán)保行業(yè)四個(gè)子行業(yè)。電力設(shè)備行業(yè)的發(fā)展依托電力工業(yè)的發(fā)展，電力投資的規(guī)模和方向直接影響電力設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。
[0003]薄膜電容器，用于電力系統(tǒng)和電工設(shè)備的一種電容器。薄膜電容器包括并聯(lián)電容器、交流濾波電容器和串聯(lián)電容器。由于任何薄膜電容器中的卷芯固體絕緣介質(zhì)都具有空隙、裂紋或?qū)щ娦噪s質(zhì)等局部質(zhì)量缺陷，該缺陷形成了電弱點(diǎn)，在電容器工作中電弱點(diǎn)介質(zhì)會(huì)加速老化，造成元件擊穿。大功率薄膜電容器由于其功率大，使用場合伴隨著高壓、大電流的環(huán)境，其內(nèi)部電器元件采用串聯(lián)保險(xiǎn)絲技術(shù)及時(shí)切斷電容器內(nèi)部的超過額定值的電流，防止電容器繼續(xù)帶電工作導(dǎo)致爆炸，這是多年來的傳統(tǒng)做法。但是該方法缺點(diǎn)是保險(xiǎn)絲熔斷后，電器元件中的電路處于開路，導(dǎo)致電容器不能正常工作。并且，大功率薄膜電容器在長時(shí)間連續(xù)使用或長時(shí)間過流使用或長時(shí)間過壓使用后，其容易積聚大量的熱，現(xiàn)有的電容器因?yàn)樽非蠼Y(jié)構(gòu)緊密，其散熱性能較差，電容器外殼易因過熱膨脹變形，導(dǎo)致外殼機(jī)械性能進(jìn)一步變差，當(dāng)電容器內(nèi)部電器元件過流或者過壓后，導(dǎo)致元件擊穿，產(chǎn)生大量氣體，外殼機(jī)械性能變差易發(fā)生爆炸事故，防爆性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了新型防爆薄膜電容器，具體技術(shù)方案如下:
新型防爆薄膜電容器，包括外殼、蓋板和電氣元件，蓋板上設(shè)置有第一接線端子和第二接線端子，所述外殼的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)殼，外殼與內(nèi)殼之間設(shè)置有間隙，內(nèi)殼的左右兩面分別設(shè)置有弧形凹面，電氣元件設(shè)置在內(nèi)殼的內(nèi)部，電氣元件與凹面之間為過盈配合并接觸壓緊；所述電氣元件設(shè)置有多組旁路組件、過壓保護(hù)裝置、第一輸入端和第一輸出端，旁路組件之間并聯(lián)連接后與第一輸入端和第一輸出端連接，第一輸入端和第一接線端子連接，第一輸出端和第二接線端子連接；所述旁路組件設(shè)置有卷芯組件和過壓限流裝置，卷芯組件和過壓限流裝置串聯(lián)連接，卷芯組件設(shè)置有多個(gè)卷芯，卷芯之間串聯(lián)連接；所述過壓保護(hù)裝置設(shè)置有第二輸入端和第二輸出端，第二輸入端和第一輸入端連接，第二輸出端和第一輸出端連接。
[0005]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述過壓限流裝置設(shè)置有限流電抗器、晶閘管主閥、第一均壓電阻、第二均壓電阻、避雷器和晶閘管輔閥，限流電抗器和晶閘管主閥串聯(lián)連接，避雷器和晶閘管輔閥串聯(lián)連接后與晶閘管主閥并聯(lián)連接，第一均壓電阻和避雷器并聯(lián)連接，第二均壓電阻和晶閘管輔閥并聯(lián)連接。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述過壓保護(hù)裝置設(shè)置有晶閘管閥、電抗器、斷路器和阻尼電阻，所述第二輸入端和第二輸出端之間串聯(lián)連接晶閘管閥，晶閘管閥和第二輸出端之間串聯(lián)連接電抗器，阻尼電阻的輸入端和第二輸入端連接，阻尼電阻的輸出端和斷路器的輸入端連接，斷路器的輸出端和第二輸出端連接。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述外殼的上端設(shè)置有多個(gè)固定角板，固定角板之間呈對(duì)稱分布，固定角板中央設(shè)置有圓孔。
[0008]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述蓋板上設(shè)置有進(jìn)油孔和排氣孔，進(jìn)油孔與外殼和內(nèi)殼之間的間隙連通，排氣孔與外殼和內(nèi)殼之間的間隙連通。
[0009]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述內(nèi)殼和電氣元件之間設(shè)置有導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂，外殼和內(nèi)殼之間設(shè)置有導(dǎo)熱油。
[0010]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述旁路組件的組數(shù)小于或等于12組，單個(gè)卷芯組件中的卷芯數(shù)量小于或等于6個(gè)。
[0011]本發(fā)明所述新型防爆薄膜電容器的有益技術(shù)效果:1)、電容器的結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省安裝空間、運(yùn)行故障率降低、整體損耗較低、成本較低，有利于減少制造質(zhì)量缺陷；電氣元件容量大、卷芯數(shù)量少，生產(chǎn)效率較高；
2)、電容器中的旁路組件并聯(lián)儲(chǔ)能較小，卷芯擊穿時(shí)不易損傷臨近卷芯或?qū)ν鈿そ^緣，有利于防止故障的擴(kuò)大或外殼爆炸；
3)、導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂和導(dǎo)熱油提高電容器的散熱效率，降低爆炸幾率；弧形凹面與導(dǎo)熱油之間的接觸面積相對(duì)增大，提高了導(dǎo)熱油與內(nèi)殼內(nèi)部熱量的換熱效果，另一方面，由于弧形為最穩(wěn)定的形狀，在弧形凹面的作用下，內(nèi)殼很難被擠壓變形，降低外殼爆炸幾率，提高電容器的防爆性能；
4)、卷芯之間采用“先串后并”的連接方式，降低單個(gè)卷芯擊穿所引起的其他完好卷芯上的過電壓，并減少電容器的電容變化和限制支路電流，卷芯在擊穿會(huì)使兩極板在擊穿點(diǎn)形成牢固的熔接，串聯(lián)后的卷芯能繼續(xù)工作，降低卷芯擊穿對(duì)電容器的影響；
5)、過壓限流裝置有效避免因旁路組件電路中的電流過大引起的擊穿而燒毀電路或爆炸，并且限制流過卷芯擊穿點(diǎn)的電流不超過60A，保證流過旁路組件中的電流和電壓持續(xù)穩(wěn)定；在任何系統(tǒng)條件下，通過投切避雷器將電容器殘余電壓限制到正常系統(tǒng)電壓峰值；由于限制電容器的殘壓，也就限制了晶閘管主閥的端電壓，減少了閥的串聯(lián)個(gè)數(shù)，降低了閥的運(yùn)行損耗，能實(shí)現(xiàn)無暫態(tài)投切，同時(shí)減小了閥誤觸發(fā)后給自身帶來的電壓應(yīng)力；過壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)大部分能量由避雷器來吸收，晶閘管輔閥只是瞬時(shí)導(dǎo)通；損耗很小，無需再采取其他加速冷卻散熱技術(shù)；
6)、過壓保護(hù)裝置使得電氣元件免受過壓、高壓的沖擊；在過壓情況下改變晶閘管閥的導(dǎo)通角度，利用電感負(fù)荷降低電壓；晶閘管閥與低品質(zhì)因數(shù)、低電抗的電抗器串聯(lián)形成一條保護(hù)支路，并與斷路器配合來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述新型防爆薄膜電容器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明所述內(nèi)殼結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明所述電氣元件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明所述過壓限流裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本發(fā)明所述過壓保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1和圖2所示，圖1為本發(fā)明所述新型防爆薄膜電容器結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明所述內(nèi)殼結(jié)構(gòu)示意圖。所述新型防爆薄膜電容器，包括外殼10、蓋板14和電氣元件40，蓋板14上設(shè)置有第一接線端子13和第二接線端子15，所述外殼10的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)殼30，外殼10與內(nèi)殼30之間設(shè)置有間隙，內(nèi)殼30的左右兩面分別設(shè)置有弧形凹面31，電氣元件40設(shè)置在內(nèi)殼30的內(nèi)部，電氣元件40與凹面31之間為過盈配合并接觸壓緊。當(dāng)電容器在大功率下長期工作時(shí)，電氣元件40會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為提高電氣元件40的散熱效率，防止電容器因過熱導(dǎo)致膨脹或者內(nèi)部的電氣元件40擊穿而引發(fā)的爆炸，所述內(nèi)殼30和電氣元件40之間設(shè)置有導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂50，外殼10和內(nèi)殼30之間設(shè)置有導(dǎo)熱油20 ;導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂50 —方面具有固定電氣元件40的作用，另一方面其熱傳導(dǎo)性優(yōu)良；導(dǎo)熱油20因?yàn)槭且后w，并且其熱傳導(dǎo)性優(yōu)于導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂50，進(jìn)一步提高電容器的散熱效率，降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
[0015]為方便給電容器注入導(dǎo)熱油20，所述蓋板14上設(shè)置有進(jìn)油孔12和排氣孔16，進(jìn)油孔12與外殼10和內(nèi)殼30之間的間隙連通，排氣孔16與外殼10和內(nèi)殼30之間的間隙連通；排氣孔16的作用一方面是方便注入導(dǎo)熱油20時(shí)便于外殼10內(nèi)部的空氣排出，另一方面，當(dāng)需要更換導(dǎo)熱油20時(shí)，進(jìn)油孔12和排氣孔16配合利用負(fù)壓將外殼10內(nèi)部的導(dǎo)熱油20抽向外界。內(nèi)殼30上的弧形凹面31設(shè)計(jì)，一方面是因?yàn)榛⌒伟济?1與導(dǎo)熱油20之間的接觸面積相對(duì)增大，提高了導(dǎo)熱油20與內(nèi)殼30內(nèi)部熱量的換熱效果，并且凹面31還具有將電氣元件40固定在內(nèi)殼30中央位置的作用，不但方便前期導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂50的灌裝，而且其與電氣元件40之間的固定方式簡單，固定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好；另一方面，由于弧形為最穩(wěn)定的形狀，當(dāng)電氣元件40因過熱導(dǎo)致膨脹或者局部擊穿產(chǎn)生大量的氣體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生水平方向的推力，水平推力把原本由荷載產(chǎn)生的彎矩應(yīng)力變成壓應(yīng)力或者大部分轉(zhuǎn)化為壓應(yīng)力，弧形區(qū)別于矩形的最大之處就是存在水平推力，如果這個(gè)水平推力和支座反力以及作用于其上的荷載的合力的作用點(diǎn)和方向剛好通過弧形的軸線，這樣的弧形是只受壓應(yīng)力的，如果兩者不是重合的，那就存在一定的彎矩應(yīng)力，但一般情況在弧形的彎矩小于相同跨度的矩形的，因此在弧形凹面31的作用下，內(nèi)殼30很難被擠壓變形，避免內(nèi)殼30與外殼10之間的導(dǎo)熱油20因擠壓而發(fā)生泄漏或者爆炸，提高電容器的防爆性能。為方便后續(xù)安裝，所述外殼10的上端設(shè)置有多個(gè)固定角板11 ;為保證固定角板11受力均勻，固定角板11之間呈對(duì)稱分布；固定角板11中央設(shè)置有圓孔111，圓孔111的作用是方便安裝螺栓進(jìn)出。
[0016]如圖3所示，圖3為本發(fā)明所述電氣元件結(jié)構(gòu)示意圖。所述電氣元件40設(shè)置有多組旁路組件41、過壓保護(hù)裝置42、第一輸入端43和第一輸出端44，旁路組件41之間并聯(lián)連接后與第一輸入端43和第一輸出端44連接，第一輸入端43和第一接線端子13連接，第一輸出端44和第二接線端子15連接；所述旁路組件41設(shè)置有卷芯組件411和過壓限流裝置412，卷芯組件411和過壓限流裝置412串聯(lián)連接，卷芯組件411設(shè)置有多個(gè)卷芯4111，卷芯4111之間串聯(lián)連接；所述過壓保護(hù)裝置42設(shè)置有第二輸入端421和第二輸出端424，第二輸入端421和第一輸入端43連接，第二輸出端424和第一輸出端44連接。卷芯4111之間先串聯(lián)連接形成“卷芯4111串”，然后“卷芯4111串”之間再并聯(lián)連接，該方法降低了卷芯4111擊穿所引起的其他完好卷芯4111上的過電壓，并減少所述新型防爆薄膜電容器的電容變化；串聯(lián)