专利名称:热断路器保护自愈电容器及其制造方法
有一种制造由一个或多个芯子构成的自愈电容器的方法。按照这种方法，人们在介质材料绝缘带上敷一层金属，金属层各点的厚度随该点与绝缘带侧边的距离而不同;然后卷绕金属化带，至少要卷绕一个芯子;在芯子侧端将接触电极，再把接触电极同引线连接起来(EP-Al-109100)。
这样制造的电容器，在相反的电极之间出现瞬时短路之后，由于疵点处电极金属蒸发而自动愈合。这样一种电容器的寿命结束的标志是电极短路无法修复。如果短路电流大，短路电流就会熔化接在该电路上的熔丝。在有些情况下，短路可引起电容器暴裂。短路电流也可能会小到熔化不了熔丝，此时，在击穿点附近急剧发热，导致电容器毁坏。
人们曾经把电容器芯子封装在一个密闭的，在内部压力作用不会变形的外壳内，试图防止这些疵点的不良后果。因为电容器芯子毁坏通常伴随有放气，人们曾利用这种现象来使外壳的一部分变形，断路丝的一端便固定在这个地方，从而在内部压力增大时，使电容器断路(CH-A-472103)。
人们还采用过靠易熔装置处周围温度来触发的易熔装置，这种装置叫热断路器。把这样的热断路器放在装有能发热的装置或元件的外壳内，发热装置或元件浸在油内。容器内的油自然对流保证了温度均匀。发明者曾尝试过把电容器外壳内的热断路器放在空气中，油中(当自然对流受阻时)或者非液体的涂覆料中。结果是这样作法无效，因为断路器通常离疵点很远。
本发明的目标是由热断路器有效保护的自愈电容器及其制造方法。
根据这一发明，电容器制造方法的特点是绝缘带上敷金属层，在离绝缘带边缘规定距离的带的二边，金属层平均厚度减小;把热断路器沿每个芯子轴线方向放在金属化层厚的带的部位，然后将热断路器与每个芯子的引线串联连接。
由于带的金属化层厚度大，可以从这条带上测定电容器芯子毁坏的部位，因为这条带上导电层的电阻较小。如果这条带靠近卷轴中心，此处的寿命终止问题还特别突出，因为此处在工作时发热一般最高。
根据绝缘带边缘来选择这条带的宽度和位置，就能在芯子轴线方向上的一个确切的部位准确地找出出现危险疵点的位置，如果在芯子轴线方向上的这个部位放置热断路器，那么对电容器芯子的任何热毁坏都立即触发热断路器，即使引起不良发热的电流不足以熔化正常的熔丝，也会使电容器芯子断路。
下面就参照附图，按照制造方式的两个例子来描述这一发明。附图的图1和图2是组成电容器芯子的不同绝缘带对的2幅示意剖面图。图3和图4是按本发明制造的电容器的剖面图。
在图1和图2中，电容器芯子1是通过卷绕一对金属化绝缘带3、4构成。绝缘带3和4的金属化层是不均匀的，但其平均厚度在带5两边都明显地小，带5的中线在垂直于芯子轴线的平面，比如垂直于芯子轴线的对称平面上卷绕。
根据图1，带3和4的金属化层6在带5处都有一个突出部7、但这种处理并不是唯一的，因为为了达到期望的效果，只须带3和4上所有金属化层平均厚度在接近带5的地方增大就行。比如，通过图2的金属化，就可以达到这一效果，也就是说，带5一侧的金属化层厚度8较小，而在带5本身及其另一侧厚度9较大。厚度大的金属化层最好是在金属化层一直延伸到绝缘带边缘的那一侧，采用如SChoop这样的方法，把像锌电极这样的接触电极接在这里。
不言而喻，带5不一定在垂直于电容器芯子轴线的芯子对称平面处卷绕，但可以在相对于该对称平面作了移动的地方卷绕。此时，热断路器必须在芯子轴线方向上已被移动了的地方。
图3以剖面形式表示由装在外壳12中的电容器两个芯子10和11或两列芯子10和11组成的电容器。这两个芯子是并联装配的。每个芯子按图1或图2用金属化层带制成。金属化层厚度大的带的位置处于二条虚线5之间。热断路器14就被放置在每个电容器轴线的芯轴13里面。在芯轴13内，断路器可被空气，油或硬质材料环绕，在被硬质材料环绕的情况下，断路器14可用一个套管或保护套环绕。外壳12可以由硬质绝缘材料15填充。
热断路器的熔化温度稍高于电容器的工作温度，比如10℃，或者如果电容器芯子的涂覆或浸渍要求一个稍高于工作温度的温度，那么熔化温度就稍高于这后一温度。如果电容器芯子的热处理温度比较高，那么最好在把热断路器装在芯轴轴线上之前，先进行热处理。
本发明是按照最佳的制造方式在每个外壳中只装一个电容器芯子来实现的。
根据本发明，用电容器纸，聚丙烯等常用介质材料制造的电容器装有热断路器，热断路器的熔化温度选定在90℃～180℃这一范围内。在这种情况下，断路器呈现丝状或比较厚的片状，因而采用这些温度时熔化的合金较易制作。这样的合金至少要含下述金属的两种元素Sn、Pb、Cd、Bi和Hg。熔化温度在90℃和180℃之间的合金有80%Hg、20%Bi;(90℃);53%Bi，33%Pb，14%Sn(96℃);54%Bi，26%Sn，20%Cd(103℃);40%Bi，40%Pb，20%Sn(111℃)，50%Sn，32%Pb，18%Cd(145℃);67%Sn，33%Pb(180℃);68%Sn，32%Cd(180℃)。构成热断路器的熔断丝或熔断片最好有足够大的套管或保护套管保护，以保证在熔化时导电通路确实断开。在用硬质材料包覆断路器时，一定要有这样的套管。
图4正确地示出按本发明用一外壳12只装一个芯子10制成的电容器的剖面图。
电容器的芯子10有一个轴向孔13。这个轴向孔可以是通过取出卷绕电容器芯子的卷轴形成，或者是属于电容器芯子10的组成部分的中空的绝缘芯轴向孔。
电容器芯子10有两个如图用Schoop法通过喷金制得的端电极15和16。穿过盖板18的引线17被焊接在上电极16上，例如用铅锡合金制得的一个可熔的导电金属片就压接在有正常宽度的两部分20和21之间，以形成宽度小的部分19作为断路器。将部分20的端头弯曲成90°，然后沿电容器芯子10的轴线将其全部插入轴向孔13里面，直到部分20的弯曲端头与已焊接的电极15接触。宽度小的的部分19必须位于金属化层较厚的芯子的地方。如图所示，端头21可以直接用作引线，或者与绝缘引线22焊接起来。这样装配起来的电容器芯子就可以用一般浸渍或真空浸渍方法来浸渍适当的介质材料。
在插入最好是用绝缘材料制造的外壳12以后，电容器和外壳间的剩余空间可填充适当的如在正常温度可固化的，或热固化的填充料。这种填充料可以在电容器芯子上面形成相当的厚层，并取代盖板18。
在熔断器熔化的情况下，如像油这样的填充料并不引起熔断器不正常工作，就不要对熔断片的部分19的涂覆采取任何措施。在相反的情况下，熔断片的部分19可以用来表示出来的保护套环绕，阻止填充料与部分19的金属接触。
权利要求
1、制造由一个或多个芯子组成的自愈电容器的方法，按照此方法，是在介质材料带上敷一金属层，金属层各处的厚度随该处与介质材料带侧边的距离而变，卷绕金属化带，至少要卷成一个芯子；在芯子端面放置接触电极，将接触电极与引线连接起来；
这种方法的特点是在绝缘带上敷金属层，在离绝缘带边缘规定距离的金属化层为正常平均厚度的带的两边，该金属层的平均厚度减小；沿每个芯子轴线方向，在金属化层厚的上述带的部位放置热断路器，将这个热断路器与每个芯子的引线串联连接。
2、根据权利要求
1的方法制造电容器。
3、根据权利要求
2制造的电容器的特点是电容器每个外壳(12)装一个电容器芯子构成。
4、根据权利要求
2制造的电容器的特点是外壳(12)中装有多个并行放置的电容器芯子。
5、根据上面权利要求
1制造的电容器的特点，热断路器是熔丝或熔带，它们是由下述金属中至少两种元素构成的合金制成Sn、Pb、Cd、Bi、Hg。
6、根据上述权利要求
5制造的电容器的特点，热断路器呈窄带的熔片(19)。
专利摘要
根据自愈电容器的制造方法，人们在卷绕绝缘带(3、4)之前，就在绝缘带上面敷金属层(6、7、8、9)，在离绝缘带边缘规定距离的金属化层为正常平均厚度的带(5)的二边，金属化层的平均厚度减小。沿每个芯子轴线方向，在金属化层厚的上述带的部位放置一热断路器(14、19)，热断路器与每个芯子(10，11)的引线串联连接。
文档编号H01G4/32GK85103164SQ85103164
公开日1986年10月22日 申请日期1985年4月25日
发明者弗朗茨·瓦格莱尔 申请人:阿塞阿·热迈特股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan