高压电力电容器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高压电力电容器，其包括一芯轴，芯轴上缠绕有两导体极板，两导体极板之间设有一绝缘层，绝缘层的材料为聚丙烯薄膜，聚丙烯薄膜有两层，每层聚丙烯薄膜包括一薄膜本体和一设于薄膜本体的表面的粗化层，粗化层仅设置于薄膜本体的上表面或下表面，粗化层和薄膜本体一体成型，聚丙烯薄膜的厚度为10.0～20.0μm，粗化层的厚度为聚丙烯薄膜的厚度的3.5％～5％。本实用新型可以有效地增加薄膜厚度，加强薄膜的耐压水平，优化电容器的电气性能，为电容器在严苛的系统中运行提供了良好的保障。
【专利说明】
高压电力电容器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高压电力电容器。
【背景技术】
[0002]高压电力电容器在电力系统中运行，是系统中校正功率因数的重要设备，通过校正功率因数，可以减少线路和变压器中的损耗，改善电压变化范围，降低最大需求，提高电能质量。早期的电容器制作采用牛皮纸作为电介质，从上世纪60年代开始，聚丙烯薄膜被用于电容器的制造，由于这种材料具有很低的损耗和较高的介电常数，而且由于聚丙烯薄膜有很薄的厚度，使整个电容器的体积可以做的很小，所以电容器制造业很快进入全膜时代。
[0003]与此同时，浸溃剂被用来填充电介质材料中的空隙，可以有效的防止电介质中空隙可能引起的电介质放电，为了达到这个目的，传统的聚丙烯薄膜通常会采用双面粗化的设计，即薄膜的两面都有一定程度的粗化度。粗化度是通过对聚丙烯熔融体挤出的温度、铸片温度、拉伸温度等工艺参数进行控制，使聚丙烯晶体形态发生改变而产生的，它是一个物理变化过程。
[0004]熔融聚丙烯在聚集状态下同时生成β型晶体和α型晶体等结晶结构，薄膜生产就是利用β型晶体不稳定的特点，在特定的温度下进行拉伸，使β型晶体在拉伸瞬间破裂转化为α型晶体，并要控制使之不完全转化。由于这两种晶体的密度及结构不同使得晶体转变的同时薄膜表面产生凹凸不平的粗化纹，即是我们称的表面粗化度。
[0005]现有高压电力电容器通常采用双粗化面聚丙烯薄膜，其存在以下缺陷:
[0006]首先，在相同容量下需要生产出体积和重量越来越小的单元时，电容器内部的元件被压缩的越来越紧，造成局部的压紧系数过高，给电容器的浸溃造成了隐患，因此，减小电容器的比特性(单位无功容量下电容器的重量)时，会影响电容器的电气性能。
[0007]第二，双面粗化膜薄膜的粗化部分占的厚度大，实际有效的薄膜介质部分相对厚度就下降，造成了薄膜耐压水平的下降，这对电容器整体的性能都有影响。
[0008]第三，基于双面粗化薄膜的电容器通常采用“群抽群注”或“群抽单注”技术。“群抽单注”技术采用罐内浸溃的方式，即将多台电容器置于真空管的槽车内进行真空干燥，真空干燥结束后浸溃时，将绝缘油直接灌入槽车，让油漫过电容器，整个电容器浸泡在绝缘油中进行真空浸溃。在“群抽群注”工艺过程中，电容器外壳上的杂质和污物很容易污染绝缘油，严重影响产品质量。“群抽单注”技术通常利用一个真空加热罐，真空抽气系统不仅对每台电容器单独进行抽真空，而且对真空加热罐也进行抽真空，干燥结束后，再在真空加热罐内对每台电容器单独进行真空浸溃。采用这种方法的缺点是，在抽真空阶段需要对整个真空罐抽真空，进行了很多不必要的工作，导致产品的整个生产周期变长，无法满足现在工业市场高速流转的需要。
实用新型内容
[0009]本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的电容器性能低的缺陷，提供一种高压电力电容器。
[0010]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0011 ] 一种高压电力电容器，其包括一芯轴，所述芯轴上缠绕有两导体极板，两所述导体极板之间设有一绝缘层，其特点在于，所述绝缘层的材料为聚丙烯薄膜，所述聚丙烯薄膜有两层，每层所述聚丙烯薄膜包括一薄膜本体和一设于所述薄膜本体的表面的粗化层，所述粗化层仅设置于所述薄膜本体的上表面或下表面，所述粗化层和所述薄膜本体一体成型，所述聚丙烯薄膜的厚度为10.0?20.0 μ m，所述粗化层的厚度为所述聚丙烯薄膜的厚度的
3.5%?5%。
[0012]较佳地，所述聚丙烯薄膜的介电系数为2.1?2.3。
[0013]本实用新型的积极进步效果在于:单面粗化的聚丙烯薄膜，使整个薄膜的粗化度只为传统双面粗化薄膜的一半，从而使有效的薄膜厚度增加，加强了薄膜的耐压水平，优化了电容器的电气性能，单位厚度的单面粗化膜的耐电性能可以比双面粗化膜高出12%?15%以上，为电容器在严苛的系统中运行提供了良好的保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图。
[0015]图2为本实用新型较佳实施例的导体极板和绝缘层之间的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
[0017]如图1和图2所示，一种高压电力电容器，其包括芯轴I，芯轴上缠绕有两导体极板2，两导体极板2之间设有绝缘层，绝缘层的材料为聚丙烯薄膜3，聚丙烯薄膜3有两层，每层聚丙烯薄膜3包括薄膜本体和设于薄膜本体的表面的粗化层，粗化层仅设置于薄膜本体的上表面或下表面，粗化层和薄膜本体一体成型，所述聚丙烯薄膜的厚度为10.0?20.0 μ m，所述粗化层的厚度为所述聚丙烯薄膜的厚度的3.5%?5%，所述聚丙烯薄膜的介电系数为2.1?2.3，较佳地可以为2.2。
[0018]此外，聚丙烯薄膜的宽度可以根据需要调整为11.3?25.0英寸，聚丙烯薄膜的纵向应能满足应力压强不小于22000psi (磅/英寸)。聚丙烯薄膜表面的粗化层，为现有技术，在此就不再赘述。
[0019]经试验，本实用新型采用了单面粗化的聚丙烯薄膜，相关实验效果数据如下:
[0020]当聚丙烯薄膜厚度大于15μπι及以上时，在50Hz的交流电压测试下，其介电强度不小于360V/ μ m ；
[0021]当聚丙烯薄膜厚度大于15 μ m及以上时，在直流电压测试下，其介电强度不小于560V/μ m ；
[0022]当聚丙烯薄膜厚度小于15μπι时，在50Hz的交流电测试下，其介电强度不小于370V/μ m ；
[0023]当聚丙烯薄膜厚度小于15 μ m时，在直流电压测试下，其介电强度不小于510V/μ m0
[0024]为提高电容器的电气性能，本实用新型的单面粗化聚丙烯薄膜，在使用前应至少在25°C，相对湿度为60%的环境中静置至少24小时。
[0025]基于本实用新型采用的单面粗化的聚丙烯薄膜，可以采用“单抽单注”的电容器浸溃技术。所谓单抽单注式，是指将多台电容器置于大型烘房内，真空抽泣系统对每台电容器单独进行真空抽气，真空干燥结束后，再在烘房内对每台电容器单独进行真空浸溃。
[0026]单抽单注的浸溃性能优于传统的群抽群注以及群抽单注。在“单抽单注”方式下，电容器从进入真空浸溃工序后，电容器就不会再暴露在空气中(行业内叫法为“破空”)，从而确保空气、水分排出的非常彻底，不会因为出罐破空，焊接封口时再次让空气，甚至水分进入电容器，所以电容器内的微水含量可以控制在非常低的级别。
[0027]本实用新型采用的单面粗化的聚丙烯薄膜，使整个薄膜的粗化度只为传统双面粗化薄膜的一半，从而使有效的薄膜厚度增加，加强了薄膜的耐压水平，优化了电容器的电气性能，单位厚度的单面粗化膜的耐电性能可以比双面粗化膜高出12%?15%以上，为电容器在严苛的系统中运行提供了良好的保障。
[0028]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种高压电力电容器，其包括一芯轴，所述芯轴上缠绕有两导体极板，两所述导体极板之间设有一绝缘层，其特征在于，所述绝缘层的材料为聚丙烯薄膜，所述聚丙烯薄膜有两层，每层所述聚丙烯薄膜包括一薄膜本体和一设于所述薄膜本体的表面的粗化层，所述粗化层仅设置于所述薄膜本体的上表面或下表面，所述粗化层和所述薄膜本体一体成型，所述聚丙烯薄膜的厚度为10.0?20.0 μ m，所述粗化层的厚度为所述聚丙烯薄膜的厚度的3.5%?5%。
2.如权利要求1所述的高压电力电容器，其特征在于，所述聚丙烯薄膜的介电系数为2.1 ?2.3。
【文档编号】H01G4/14GK203950687SQ201420291707
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】祝海涛, 沈小益, 李大为, 吴逊 申请人:上海库柏电力电容器有限公司