本实用新型涉及一种杯型高压陶瓷电容器，属于高压电容器技术领域。
背景技术：
高压陶瓷电容器由于具有宽的工作温度范围、高可靠性、长寿命、体积小等优势在开关柜、断路器、互感器等电力设备中得到广泛应用。随着中低压配电网向着智能化方面发展，传统电压互感器由于存在体积大、易铁磁谐振、动态测量范围小等缺陷，迫切需要升级改造，以电子式电压互感器为代表的新型互感器得到快速发展。电子式电压互感器主要有三类：电容式电压互感器、电阻式电压互感器、阻容式电压互感器。其中，电容式电压互感器由于绝缘电阻高、可靠性高、体积小、功耗小等优势成为电子式电压互感器发展的主流。电子式电压互感器的测量原理是通过高压臂电容和低压臂电容的容量比来实现将高电压等比例变换为可测量的低电压信号，为了保证电子式电压互感器在工作温度范围内的测量精度，要求高低压臂电容的介电常数温度系数非常的小。
NPO(零温度系数)陶瓷电容由于具有非常稳定的温度系数，成为电子式电压互感器的首选高低压臂电容。其中，对于低压臂电容器采用目前市场上成熟的NPO贴片电容完全可以满足要求。而对于高压臂电容器，采用NPO瓷料制备的高压陶瓷电容器还存在一些问题，主要表现在容量小、抗干扰能力差。目前高压陶瓷电容器一般采用圆片式瓷片，由于NPO瓷料的介电常数太小，在满足互感器尺寸要求下可实现的高压陶瓷电容器容量一般小于100pF。在这么小的容量条件下，圆片式高压陶瓷电容器非常容易受周围电磁场的影响而使得容量波动较大，严重影响了电子式电压互感器的测量精度。如何避免来自周围空间的电磁干扰(如相间干扰等)成为小容量NPO高压陶瓷电容器需要迫切解决的技术难题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种杯型高压陶瓷电容器，该高压电容器相对传统圆片高压陶瓷电容器具有抗干扰能力强、容量大的特点。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种杯型高压陶瓷电容器，包括NPO杯型瓷芯，该杯型瓷芯除杯口端面的其余面均包裹有金属电极层，该杯型瓷芯的杯口端面为平面或设有伞裙结构；该杯型瓷芯的杯底外端面焊接金属电极作为所述杯型高压陶瓷电容器的高压电极，杯型瓷芯的内侧面通过焊接并引出的金属引线与金属电极连接作为所述杯型高压陶瓷电容器的低压电极。
可选地，所述NPO杯型瓷芯采用NPO瓷料的介电常数为30-150之间，介电常数温度系数为-30～+30ppm/℃。
可选地，所述杯型高压陶瓷电容器整体采用环氧树脂封装，环氧树脂包封层设计为圆柱结构或伞裙结构。
本实用新型的优点在于：
本实用新型采用杯型结构瓷芯作为高压陶瓷电容器介质，在保证电容器耐压能力的条件下，不仅大幅增加了电容容值，而且有效改善了抗电磁干扰能力，可应用于电子式电压互感器、电子式电压传感器、高电压测量、高压电能计量等电力设备及领域。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的杯型瓷芯结构示意图；
图2为本实用新型实施例2的杯型瓷芯结构示意图；
图3为本实用新型实施例3的杯型瓷芯结构示意图；杯口端为平面的杯型瓷芯，图2和图3为杯口端面采用不同伞裙结构的杯型瓷芯。
图4为本实用新型实施例2经圆柱型环氧树脂包封层封装后的结构示意图。
图5为本实用新型实施例2经伞裙式环氧树脂包封层封装后的结构示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
本实用新型提出的一种杯型高压陶瓷电容器，包括一NPO杯型瓷芯，该杯型瓷芯除杯口端面的其余面均包裹有金属电极层，该杯型瓷芯的杯口端面为平面或设有伞裙结构；杯型瓷芯的杯底外端面焊接金属电极作为本高压陶瓷电容器的高压电极，杯型瓷芯的内侧面通过焊接金属引线，引出的金属引线与金属电极连接作为本高压陶瓷电容器的低压电极。
杯型瓷芯采用NPO瓷料高温烧结制备，所采用的NPO瓷料的介电常数为30-150之间，介电常数温度系数为-30～+30ppm/℃。
金属电极层采用浆料涂覆后烧结或电镀、磁控溅射的方式包裹于杯型瓷芯除杯口端面的其余面，且金属电极层边缘打磨光滑；金属电极层材料为银、铜、镍、铝中的任意一种。
金属引线为铜引线、银引线、铝引线中的任意一种。
实施例1
本实施例的一种杯型高压陶瓷电容器10，如图1所示，包括一采用介电常数为100的NPO瓷料(介电常数温度系数为-30～+30ppm/℃)经一次压制成型、高温烧结工艺制备(还可采用先成型为圆柱形坯体，再通过车床车成杯型坯体后高温烧结的方式制备，均为本领域的公知制备工艺)的杯型瓷芯1，杯型瓷芯的内径30mm、外径60mm、高度40mm，该杯型瓷芯除杯口端面的其余面均包裹有先通过涂覆银浆、后经过600℃-800℃高温烧结而成的银电极层3-1和4-1(本实施例银电极层厚度为5μm，银电极层边缘均进行打磨、光滑无毛刺；该杯型瓷芯的杯口端面为平面2-1；杯型瓷芯1的闭口外端面采用焊锡膏焊接高压端的铜电极5-1，杯型瓷芯1的内侧面通过焊锡膏焊接的铜引线与低压端的铜电极6-1连接。
实施例2
本实施例的一种杯型高压陶瓷电容器20，如图2所示，本实施例与实施例1大致相同，不同之处在于，本实施例杯型瓷芯1的杯口端面采用一次压制成型或成型后再加工的方式(具体加工方式为本领域常规工艺)设置伞裙结构2-2，该伞裙结构为一圈弧形凹槽，凹槽深度为2mm。与实施例1相比，本实施例采用的伞裙结构可增加内外电极层之间的沿面距离，进一步降低边缘电场强度。
将本实施例的电容器采用环氧树脂7通过常规的封装技术进行包封，包封后结构如图4所示；其中，图4(1)所示环氧封装层采用圆柱结构7-1，适合安装于充绝缘气体(如SF6气体)的高压设备中；图4(2)所示环氧封装层采用伞裙结构7-2，较圆柱结构具有更大的沿面距离，适用范围更广。
本实施例电容器经环氧树脂包封后，容量为225pF，对其绝缘强度进行考核。交流耐压42kV保压1min，雷电冲击电压±75kV各15次无异常。对采用该杯型高压陶瓷器制备的电子式电压互感器进行了性能测试，在-40℃～70℃温度范围内满足0.5级3P及以上准确度要求。
实施例3
本实施例的一种杯型高压陶瓷电容器30，如图3所示，本实施例与实施例2大致相同，不同之处在于，本实施例杯型瓷芯1的杯口端面设置的伞裙结构为内、外两圈同心设置的弧形凹槽，两圈凹槽的中心间距为6mm，凹槽深度为2mm。
本实用新型的杯型高压陶瓷电容器相对于圆片高压陶瓷电容器，电容量得到大幅提升，同时具有良好的抗电磁干扰能力。该种结构的高压陶瓷电容器在电子式电压互感器、电子式电压传感器、高电压测量、高压电能计量等领域展现出良好的应用前景。