一种柔性直流输电专用电容器的制作方法

本实用新型涉及电容器技术领域，具体涉及一种柔性直流输电专用电容器。

背景技术：

柔性直流输电是构建智能电网的重要装备，与传统方式相比，柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模风电场并网等方面具有较强的技术优势，是改变大电网发展格局的战略选择（见《柔性直流输电技术基础理论研究》）。而此项目中所需求的电容器也有其独特的特点：高电压、大容量、大电流，因此被称为柔性直流输电专用电容器。

现有直流电容器的额定电压级别一般情况下在1000V～1200V，针对于1200V系列的IGBT开关组件；根据各个厂家的设计不同，容量级别从200μF～800μF不等；电流值亦根据各个电压容量的不同而处于30A～100A不等。而柔直电容器在各个参数上面都呈现着成倍的增长：电压从2100～6000V，容量从2000μF～20000μF不等，电流从300A～1000A不等。在电容器的设计制造中存在如下的特点：在同样数量级别上的容量、电压或电流增大，难度并不大；但是若在不同数量级别上变化，则存在较大的难度，它并非是简单的多个堆积，而是涉及到芯子组合方式、引出方式、散热方式等各个方面的技术难题。因此现有电容器不符合柔性直流输电的使用。

技术实现要素：

针对上述背景技术中的不足，本实用新型提供了一种柔性直流输电专用电容器，用以解决现有技术中电容器电压低、容量小、电流小等技术问题。

本实用新型的技术方案是：一种柔性直流输电专用电容器，包括外壳；外壳上部设有引线柱，引线柱的下部设有引出铜板，引出铜板上设有铜带Ⅰ，外壳内部设有芯组，芯组上部设有上连接铜板，芯组下部设有下连接铜板，下连接铜板上设有铜带Ⅱ，铜带Ⅰ与铜带Ⅱ相对应；所述芯组包括大芯子和小芯子，大芯子交叉排列，小芯子间隔设置在外壳内的两侧且与大芯子相配合。

所述大芯子和小芯子均由金属化膜卷制而成；金属化膜包括上金属化膜和下金属化膜，上金属化膜与下金属化膜相配合。

所述上金属化膜与下金属化膜均包括介质层和金属镀层，金属镀层间隔设置在介质层上。

所述金属镀层的横截面为凸台形，下金属化膜的金属镀层的中心线位于上金属化膜上相应的两个相邻金属镀层之间。

所述介质层的两端设有波浪形留边。

所述铜带Ⅰ的数量自下而上逐渐增多，铜带Ⅱ的数量自下而上逐渐减少。

本实用新型采用内串式金属化膜来作为电容器的介质材料，达到了电容器高压的要求。大芯子采取错落式摆放的方式，且在边缘较大空隙用小芯子填充，有效的提高了大型产品内部空间的利用率；与传统的整齐摆放相比，其空间利用率会提高5～10%，同时增加了产品的安全性；如此设计达到了电容器大容量的要求。本实用新型第一，通过增加串联段来降低金属化膜厚度，从而增加卷绕长度，进而增大电容器的过电流能力；第二，采用波浪形留边薄膜，进一步增大电容器的过电流能力；第三，从远端芯子到引出端子，铜带逐渐加厚设计技术保证各个通流体部位电流密度保持一致，以此实现大电流的通过能力；本实用新型通过上述三方面达到电容器大电流的要求。本实用新型设计巧妙、结构简单、实用性好，同时实现了电容器电压高、容量大、电流大的目标，使柔性直流输电的效果更好，具有较高的推广性和市场价值。

附图说明

图1为本实用新型主视内部结构示意图。

图2为本实用新型左视内部结构示意图。

图3为大芯子与小芯子排列方式示意图。

图4为金属化膜结构示意图。

图5为金属化膜波浪形留边结构示意图。

具体实施方式

如图1-5所示，一种柔性直流输电专用电容器，包括外壳1；外壳1上部设有至少一个引线柱3，引线柱3的外部套设有绝缘子13，引线柱3的下部固定设有引出铜板4，引出铜板4上焊接有铜带Ⅰ5，铜带Ⅰ5的下端与相应的芯组相连接，外壳1内部设有至少一个芯组2，芯组2上部固定设有上连接铜板6，芯组上部通过上连接铜板6相互连接，芯组2下部设有下连接铜板7，芯组的下部通过下连接铜板7相互连接，下连接铜板7上设有铜带Ⅱ8，铜带Ⅰ5与铜带Ⅱ8相对应；所述芯组2包括多个大芯子9和多个小芯子10，大芯子9交叉错落紧密排列，小芯子10间隔设置在外壳1边缘的由大芯子9形成的较大间隙中，小芯子10与大芯子9相配合，形成紧密排列，大大提高了外壳内部空间的利用率，与传统的整齐摆放相比，其空间利用率会提高5～10%；增大了电容器容量。

进一步，所述大芯子9和小芯子10均由两层金属化膜卷制而成；金属化膜包括上金属化膜11和下金属化膜12，所述上金属化膜11与下金属化膜12均包括介质层111和金属镀层112，金属镀层112间隔设置在介质层111上，相邻两个金属镀层112之间设有间隙；下金属化膜12的金属镀层112的中心线与上金属化膜11上相应的两个相邻金属镀层112之间间隙的中心线相重合。所述金属镀层112的横截面为斜边凸台形，所述介质层111的两端设有波浪形留边，增大了电容器的过电流能力。

进一步，所述铜带Ⅰ5的重叠数量自下而上逐渐增多，铜带Ⅱ8的重叠数量自下而上逐渐减少，铜带Ⅰ5与铜带Ⅱ8相对应。铜带逐渐加厚设计技术保证各个通流体部位电流密度保持一致，使其在1A/mm²左右，以此实现大电流的通过能力。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。