一种电容器的制作方法

文档序号:11202701
一种电容器的制造方法与工艺

本发明涉及一种电容器,尤其涉及一种具有极板偏移结构电容芯子的电容器,适用于各种交直流高电压的环境中所使用的电容器。



背景技术:

众所周知,电容器单个元件的耐电强度有限,对于在交直流高电压下使用的电容器,必须通过元件的串联保证整台的电压耐受满足要求,而单个元件的端部绝缘是通过介质薄膜8与铝箔极板7之间的留边解决的,留边的长度通常在3~10mm,结构如图5所示。由于采用相同的设计卷绕,这些元件具有相同的耐压水平。然而,在某些特殊的情况下,由于放置位置的关系,个别元件会承受更高的电压,留边距离无法保证绝缘达到安全距离的要求。如果改变设计继续增大留边长度,则极板势必变窄,导致电容器介质的利用率严重下降,而如果单为个别元件重新设定卷绕方案,又破坏了芯子的结构整体性,带来其他方面的问题。



技术实现要素:

为了解决在特殊的情况下串联的电容器中的个别元件承受更高电压时,通过改变留边距离无法达到安全距离的要求或导致电容器介质的利用率严重下降的问题,本发明提供一种电容器,该电容器的电容芯子具有极板偏移的绝缘结构,在保证电容器介质较为合理利用的前提下,充分保证了各元件端部的绝缘要求。

本发明的技术解决方案是提供一种电容器,包括高压电极1、接地电极2及位于高压电极1与接地电极2之间的电容芯子5,其特殊之处在于:上述电容芯子5包括依次平行排列的尺寸相同的第一极板301、第n极板及位于第一极板301与第n极板之间的n-2个极板,上述电容芯子5还包括位于相邻极板之间的尺寸相同的绝缘介质4,各绝缘介质与高压电极1之间的垂直距离均相同,上述绝缘介质4的高度大于极板的高度,上述第一极板301与高压电极1直接连接,上述第n极板与接地电极2直接连接,位于第一极板与第n极板之间的n-2个极板与高压电极1之间的垂直距离各不相同,其中n为大于等于2的正整数。

优选地,n个极板与高压电极1之间的垂直距离是以首项为0,公差为d的等差数列依次递增,直至第n极板与接地电极2之间的垂直距离为0。

优选地,上述极板及绝缘介质4均为板状,或所述极板及绝缘介质4均为筒状即该电容器为卷绕式电容器。

优选地,当上述极板及绝缘介质4均为筒状时,还包括芯子骨架99,由极板与绝缘介质交替叠层并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架99上。

优选地,上述d的取值为2~15mm。

本发明还提供另外一种电容器,包括高压电极1、接地电极2及位于高压电极1与接地电极2之间的电容芯子5,其特殊之处在于:上述电容芯子5包括m个串联的电容芯子单元,每个电容芯子单元包括依次平行排列的相同的第一极板301、第n极板、位于第一极板301与第n极板之间的n-2个极板,还包括位于相邻极板之间的相同的绝缘介质4,各绝缘介质与高压电极1之间的垂直距离均相同,上述绝缘介质4的高度大于极板的高度,上述第一极板301与高压电极1直接连接,上述第n极板与接地电极2直接连接,位于第一极板与第n极板之间的n-2个极板与高压电极1之间的垂直距离各不相同;相邻电容芯子单元中的极板相对于第n极板呈镜像对称,其中m、n均为大于等于2的正整数。

优选地,n个极板与高压电极1之间的垂直距离以首项为0,公差为d的等差数列依次递增,直至第n极板与接地电极2之间的垂直距离为0。

优选地,上述极板及绝缘介质4均为板状或所述极板及绝缘介质4均为筒状。

优选地,当上述极板及绝缘介质4均为筒状时,还包括芯子骨架99,由极板与绝缘介质叠层并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架99上。

优选地,上述d的取值为2~15mm。

本发明的有益效果是:

1、本发明的电容器的芯子绝缘结构,不同于传统依靠电容器元件卷绕完成后再串联以解决绝缘不足的问题,而是利用极板偏移的方法,在高压和接地电极之间形成若干个电容量相同,而位置依次错开的串联段,这样每个串联段仅承受总电压的若干分之一,不会使单个串联段的绝缘不足造成击穿;

2、极板位置的变化是随着其与高压电极之间的电位差决定的,电位差越大,则极板端部离高压电极越远,这样的结构使整个芯子的电场分布较为合理;

3、较长的介质部分保证了极板端部与两个电极或相邻极板之间不易出现滑闪放电,同时,介质位置相对保持不变也使得芯子的卷绕较为容易实现。

附图说明

图1为极板与绝缘介质均为板状的电容器结构示意图;

图2为极板与绝缘介质均为筒状的电容器结构示意图;

图3为极板与绝缘介质均为板状的电容器扩容后结构示意图;

图4为极板与绝缘介质均为筒状的电容器扩容后结构示意图;

图5为现有技术中常规电容器的结构示意图。

附图标记为:1-高压电极,2-接地电极,301-第一电极,310-第五电极,32-第二电极,33-第三电极,34-第四电极,4-绝缘介质,41-第一介质层,42-第二介质层,43-第三介质层,44-第四介质层,5-电容芯子,6-高压引出线,7-铝箔电极,8-介质薄膜,99-芯子骨架。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步的描述。

本实施例电容器,包括高压电极1、接地电极2及位于高压电极1与接地电极2之间的电容芯子5,电容芯子5包括尺寸相同的第一极板301、第二极板32、第三极板33、第四极板34及第五极板310,电容芯子5还包括位于相邻极板之间的绝缘介质4,各绝缘介质与高压电极1之间的垂直距离均相同,绝缘介质4的高度大于极板的高度(定义高压电极与接地电极之间的垂直方向为高度方向);

第一极板301垂直于高压电极1放置,其上端与高压电极1接触,与第二极板32相对的一侧区域设置绝缘介质4,绝缘介质4的另一侧为第二极板32,第二极板32的水平位置即与高压电极1的垂直距离较第一极板301低,第二极板32与高压电极1的垂直距离为d。

第二极板32与第三极板33相对侧继续设置绝缘介质4,绝缘介质4另一侧为第三极板33,第三极板33的水平位置即与高压电极1的垂直距离较第二极板302低,第三极板33与高压电极1的距离为2d,类似的,第四极板34与高压电极1的距离为3d。

最后设置第五极板310,其下端与接地电极2接触,这样形成由4个串联元件组成的一个串联单元即电容芯子单元。

本发明极板可以是板状(图1)也可以是筒状即卷绕式(图2);当为卷绕式时,可以分为单层卷绕和多层卷绕,各极板同轴心设置,该电容器由各极板及之间的绝缘介质交替叠层放置并沿极板与绝缘介质的长度方向进行单层或多层绕制在芯子骨架99上而成,例如首先将第四介质层44叠放在第五极板310上,再将第四极板34叠放在第四介质层44上,再将第三介质层43叠放在第四极板34上,依次交替叠放后进行卷绕。

如果所形成的芯子电容量较小不满足需要,可以采用图3和图4所示的方法进行扩容,图3板状式具体的做法是在图1所示的电容芯子外侧继续设置极板与绝缘介质即第二串联单元,第二串联单元的极板与图1中的极板相对于第五极板310呈镜像对称。两组串联单元中的极板呈现出明显的“v”字形。

图4卷绕式具体的做法是在图2卷绕好的芯子外侧,按照与前述卷绕方式相同但极板放置位置相反的方法卷绕第二个串联单元,即对于第五极板310,两组串联单元呈镜像。

继续采用这样的方法进行卷绕,理论上能够实现任何大的电容量。

本发明的说明书已经对发明内容给出了充分的说明,各组件的具体参数可以根据实际需求设定,普通技术人员足以通过本发明说明书的内容加以实施。在权利要求的框架下,任何基于本发明思路的改进都属于本发明的权利范围。

再多了解一些
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