本发明属于集合式电容器领域，具体涉及采用无外壳电容器单元的全绝缘框架集合式电容器及安装方法。
背景技术：
集合式电容器主要由电容器单元、电容器芯体框架、油箱、绝缘油、连接导线及出线套管等组成。电容器芯体框架通常采用钢型材通过焊接加工制作，为保证电容器芯体和外油箱之间的绝缘性，油箱内壁和钢框架之间须保证一定的绝缘间隙，这样导致电容器整体重量较重、体积较大。
专利号为201410847445.3的专利文献公开一种电容器芯体绝缘的集合式电容器，包括互相绝缘的金属构架、电容器单元、大箱壳及套管，电容器单元装在金属构架上，金属构架与金属构架之间及与大箱壳之间用绝缘支撑件进行绝缘，金属构架的两个侧面金属件上安装有油隙分隔绝缘件，将芯体与大箱壳间的油隙分割成了多油隙绝缘层；金属构架的正背面的电容器单元的连接线，采用引线油隙分隔绝缘件固定安装在绝缘线上，将导线与大箱壳间的油隙分割成了多油隙绝缘层，即电容器芯体四周均有多油隙绝缘层。然而该专利存在的缺点是：因为采用金属框架，整体结构过于复杂、局放高，并且体积较大，整体重量较重，随着电压等级和容量增加时，上述缺点更加明显，同时还具有散热不好、结构不紧凑、端对地耐压水平低、可靠性低等缺点。
技术实现要素：
为克服现有集合式电容器体积大、质量重、结构不紧凑等不足之处，本发明的目的是提供一种采用无外壳电容器单元的全绝缘框架集合式电容器及安装方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：采用无外壳电容器单元的全绝缘框架集合式电容器，包括：油箱、A、B、C三相出线套管、电容器芯体及绝缘油，电容器芯体置于充满绝缘油的油箱之中，A、B、C三相出线套管安装在油箱上盖上，其特征在于，所述电容器芯体包括全绝缘框架和置于框架内的若干电容器单元，所述电容器单元为无外壳形式，电容器单元通过限位板固定在全绝缘框架中，所述全绝缘框架采用玻璃纤维复合材料，框架采用绝缘连接片和绝缘螺栓进行连接，整个框架实现全绝缘化，绝缘油采用电容器油。
进一步地，所述电容器芯体包括全绝缘框架、单元隔板、电容器单元、连接导线、限位板，电容器单元分层搁置在全绝缘框架上，各电容器单元之间通过连接导线实现电气连接，同时每层各相邻电容器单元之间通过单元隔板进行分隔和定位，并保证相邻电容器单元之间留有绝缘油通道，单元隔板通过在其两端切割凹形缺口分别卡在限位板上，同时通过电容器单元浸油后发生一定的膨胀进行限位固定。
进一步地，所述全绝缘框架采用玻璃纤维复合材料型材分层拼接而成，框架主体包括绝缘横梁、绝缘纵梁、绝缘立柱，每层框架由绝缘横梁与绝缘纵梁拼接后通过绝缘连接片和绝缘螺栓进行固定连接，再将各层框架与绝缘立柱组装成整个全绝缘框架，绝缘立柱与各层框架也是通过绝缘连接片及绝缘螺栓连接。
进一步地，所述全绝缘框架的各绝缘横梁、绝缘纵梁和绝缘立柱采用的玻璃纤维复合材料型材的材质、截面形状和尺寸均一致，仅型材长度不同。
进一步地，所述全绝缘框架的各绝缘横梁、绝缘纵梁和绝缘立柱采用的型材截面形状为矩形截面。
进一步地，所述全绝缘框架采用多层结构形式，每层结构形式一样。
进一步地，所述全绝缘框架每层两侧各安装一限位板，限位板和绝缘立柱相应位置加工螺纹通孔，通过绝缘螺栓将限位板固定在绝缘立柱上。
本发明还提供一种上述的采用无外壳电容器单元的全绝缘框架集合式电容器的安装方法，其特征在于，所述安装方法包括：
(1)组装电容器芯体全绝缘框架；
(2)将电容器单元放置到全绝缘框架中；
(3)安装单元隔板和限位板，对电容器单元进行限位固定及单元间连接导线连接。
进一步地，步骤(1)中，组装电容器芯体全绝缘框架的方法为：全绝缘框架为多层结构形式，每层结构形式一样，组装全绝缘框架时，每层作为一个小单元，先将各层小单元拼接好，再将各层小单元和绝缘立柱通过绝缘连接片和绝缘螺栓连接，最后在底层相应位置安装绝缘支座，用绝缘螺栓固定，完成整个全绝缘框架的组装。
进一步地，步骤(2)中，电容器单元放置到全绝缘框架中的方法为：全绝缘框架安装完成后将电容器单元逐层逐一从全绝缘框架侧面推入框架相应位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下方面：
1)电容器芯体采用复合材料全绝缘框架，每个电容器单元无小外壳，直接通过相应的限位方式固定在框架中形成电容器芯体；电容器单元去掉小外壳后，可省掉先前电容器单元出线与金属小外壳之间的出线套管，能够进一步减小电容器单元的体积和重量，使得电容器内部结构更加紧凑，进而到达降低整个电容器装置体积和重量的目的。电容器芯体设计更加合理，内部场强分布更加均匀、局放低，散热性能好；同时，电容器芯体采用全绝缘框架能提高电容器端对地耐压水平，提高电容器可靠性；
2)引线可以单独做绝缘处理，不需要通过绝缘间隙进行保护；
3)绝缘框架连接采用角形复合材料连接片，连接强度大、刚性好，同时能有效减少连接片和螺栓的数量，提高装配效率；
4)采用限位板对电容器单元进行限位，能够保证运输或工作中电容器单元受载后不会脱出框架，结构简单合理；
5)所述安装方法可以提高全绝缘集合式电容器单元的装配效率和装配质量。
附图说明
图1为全绝缘框架集合式电容器结构布置图。
图2为电容器芯体组成结构图。
图3为电容器芯体全绝缘框架结构图。
图4为电容器安装方法流程图。
图中：油箱1，油箱上盖2，A、B、C三相出线套管3，电容器芯体4，绝缘片5，绝缘油6，全绝缘框架4-1，单元隔板4-2，电容器单元4-3，连接导线 4-4，限位板4-5，绝缘横梁4-1-1，绝缘纵梁4-1-2，绝缘立柱4-1-3，绝缘连接片4-1-4，绝缘螺栓4-1-5，绝缘支座4-1-6。
具体实施方式
下面结合附图及具体实例对本发明的技术方案进行说明。但不应将本发明仅限定于该实例范围之内。
一种全绝缘框架集合式电容器，电容器芯体包括全绝缘框架和置于框架内的若干电容器单元，电容器单元采用无外壳式，电容器单元通过限位板固定在全绝缘框架中，全绝缘框架采用玻璃纤维复合材料，框架采用绝缘连接片和绝缘螺栓进行连接，整个框架实现全绝缘化，绝缘油采用电容器油。
如图1所示实施例中，全绝缘集合式电容器主要由油箱1、油箱上盖2、A、 B、C三相出线套管3、电容器芯体4、绝缘片5和绝缘油6组成。
其中电容器芯体4置于油箱1之中，四周通过绝缘片5进行限位，保证电容器芯体4在油箱1中固定不动；电容器芯体4和油箱1之间通过油箱上盖2上的注油孔注入绝缘油6，绝缘油起到绝缘和降温等作用；同时电容器芯体4连接线通过A、B、C三相出线套管3引出到油箱外部，实现和外部电气接线连接。
如图2所示实施例中，本发明电容器芯体4主要由：全绝缘框架4-1，单元隔板4-2，电容器单元4-3，连接导线4-4，限位板4-5组成。
电容器单元4-3通常采用m*n(m为层数，n为每层电容器单元个数，可根据电容器容量要求选择m和n)形式进行布置。
其中本实例采用2*6单元布置方式，电容器单元为无外壳式。电容器单元分层搁置在全绝缘框架4-1上，各电容器单元4-3之间电气连接通过连接导线4-4 实现，同时每层各相邻电容器单元之间通过单元隔板4-2进行分隔和定位，并保证相邻电容器单元4-3之间留有绝缘油通道，电容器运行过程中绝缘油在通道中循环流动，进而起到为电容器单元4-3降温作用。单元隔板通过在其两端切割凹形缺口分别卡在限位板4-5上，同时通过电容器单元浸油后发生一定的膨胀进行限位固定。
运输过程中为保证电容器单元4-3不会脱出全绝缘框架4-1，在全绝缘框架 4-1每层两侧各安装一限位板4-5，限位板和立柱相应位置加工螺纹通孔，通过绝缘螺栓将限位板固定在立柱上。
如图3所示实施例中，全绝缘框架4-1采用玻璃纤维复合材料型材分层拼接而成。全绝缘框架每层由绝缘横梁4-1-1与绝缘纵梁4-1-2拼接后通过绝缘连接片4-1-4和绝缘螺栓4-1-5进行连接，再将各层框架与绝缘立柱4-1-3组装成整个主框架，立柱与各层框架也是通过绝缘连接片及绝缘螺栓连接。各绝缘横梁、绝缘纵梁、绝缘立柱、绝缘连接片和绝缘螺栓连接强度经过有限元仿真计算分析，强度、刚度满足设计和使用要求。
框架梁(包括绝缘横梁、绝缘纵梁和绝缘立柱)的材料为玻璃纤维复合材料型材，所有型材的材料和截面形状、尺寸均一致，仅型材长度不同，便于框架制作时原材料制作及组装。
框架梁采用的型材为常规矩形截面，未使用特殊定制截面，截面形状简单、通用，可采用常规的型材拉挤工艺进行生产。
框架拼接部位采用绝缘连接片4-1-4进行连接，连接方式为双面夹片式，框架连接部位的载荷主要通过连接片进行分担，减轻连接部位螺栓受载，可保证框架连接部位的强度及刚度。
同种连接部位的绝缘连接片结构形式、规格统一，整个框架仅采用少数几种连接片，便于绝缘连接片生产时模具数量的精简，降低生产成本。
由于电容器长时间使用过程中，绝缘油在高温高电压下会不断缓慢产生杂质。随着沉积物的增多，杂质会释出绝缘油并沉积在油箱1底部，若电容器芯体 4直接放置在油箱1底板上，杂质会对电容器电气性能产生不利影响。为解决绝缘油杂质的对电容器芯体的影响，在电容器全绝缘框架4-1底部增加一组绝缘支座4-1-6。
所述单元隔板4-2、限位板4-5、绝缘连接片4-1-4、绝缘螺栓4-1-5和绝缘支座4-1-6材料同主框架梁，都为玻璃纤维复合材料，保证该材料与绝缘油的相容性满足相关要求。
如图4所示实施例中，全绝缘集合式电容器主要安装过程包括：(1)组装电容器芯体全绝缘框架；(2)电容器单元放置到全绝缘框架中；(3)安装单元隔板和限位板，对电容器单元进行限位固定及单元间导线连接；(4)电容器芯体吊装放入油箱；(5)电容器芯体与油箱之间装入绝缘片，用于对电容器芯体进行固定，同时将电容器内部接线与出线套管连接；(6)安装油箱上盖；(7)向油箱注入电容器绝缘油。
其中全绝缘集合式电容器在安装过程中前三步为电容器芯体组装过程，后3 步是将电容器芯体装入油箱，并对油箱充油的过程。与传统金属框架相比，其安装过程主要的区别在于电容器芯体的组装方法，故本发明重点对全绝缘集合式电容器芯体安装过程进行说明。
步骤(1)中，组装电容器芯体全绝缘框架的方法为：全绝缘框架为多层结构形式，每层结构形式一样，组装全绝缘框架时，每层作为一个小单元，先将各层小单元拼接好，再将各层小单元和绝缘立柱通过绝缘连接片和绝缘螺栓连接，最后在底层相应位置安装绝缘支座，用绝缘螺栓固定，完成整个全绝缘框架的组装。
步骤(2)中，电容器单元放置到全绝缘框架中的方法为：全绝缘框架安装完成后将电容器单元逐层逐一从全绝缘框架侧面推入框架相应位置。
步骤(3)中，安装单元隔板和限位板，同时将电容器单元间导线进行连接，方法为：单元隔板通过在其两端切割凹形缺口分别卡在限位板上，同时通过电容器单元浸油后发生一定的膨胀进行限位固定；在全绝缘框架每层两侧各安装一限位板，限位板和绝缘立柱相应位置加工螺纹通孔，通过绝缘螺栓将限位板固定在绝缘立柱上。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。