专利名称:高压电力电容器的制作方法
本发明涉及一种高压电力电容器，它由一组电容器芯包组成，该电容器芯包是由浸渍了介质绝缘油的金属薄膜和塑料薄膜的扁平薄板卷组成的，该电容器芯包组装在一个由空心塑料型材板制成的绝缘罩中，然后，被封闭在一个金属壳内。从而，这些电容器芯包能以并联/或串联的方式电气地连接在一起。
这种结构的高压电力电容器，一般称为全薄膜电容器，可由本申请人的奥地利书373，096而知，构成该电容器芯包组绝缘罩的空心塑料型材板有内部空隙，这些空隙与外部空间相通，使绝缘油能渗透到空隙中而保证电容器相对于金属壳的绝缘强度。所谓的有腹板的双层板(Web-double plates)特别适用于此目的，它由两个平行的薄外壳层组成，这两个薄外壳层通过隔开的并与其垂直的隔板而连接在一起。绝缘油能够从板的边缘渗透到由平行外壳和垂直隔板组成的孔道中去。这种空心塑料型材板用挤压法生产、成本低，并专门作为包装材料销售。
上述带有绝缘罩的高压电力电容器的具体优点在于由于无孔的挤压的塑料空心型材板的含水量低，与以前使用压板、电缆纸或合成树脂非编织纤维作为外罩的材料相比，实质上减少了需要烘干和抽真空的次数，以及进行这些加工所需要的能量损耗，当与同样的已公知使用的薄的光滑的塑料薄膜比较，该塑料薄膜构成能保证要求的绝缘强度的多层绝缘罩，在绝缘罩的生产中采用塑料空心型材板，致使相当大的减少时间和劳动力消耗，此外，还降低了材料的成本。
通常所说的全薄膜电容器的介质，由一层或几层经特殊预处理的塑料薄膜(聚烯烃薄膜，最好是聚丙烯薄膜)组成，这些塑料薄膜至少有一面为粗糙的表面，而且，在金属和塑料层之间有一个精确的规定间隙。该间隙内含有一种介电浸渍剂，该浸渍剂对塑料薄膜的侵蚀作用应尽可能地小，并且应使塑料薄膜产生尽可能轻微的膨胀性能，例如，异亚丙基联苯(isopropylene biphenyl)迄今一直作为浸渍剂与聚丙烯薄膜共用。
所谓“全薄膜”电容器的浸渍过程中，主要的难题是如何良好，完全的渗透而且要浸透介电体的全部塑料薄膜层。然而，要达到完全浸透是很困难的，特别是要使浸渍剂通过因浸渍剂的影响使塑料薄膜膨胀而引起的不均匀的间隙狭窄的通道或完全堵塞的不能充填的空穴。间隙中任何未被很好浸渍的点将导致电容器运行期间在该有缺陷的地方局部放电，并将导致电容器的过早损坏。
虽然，扩大浸渍剂浸入的间隙会改善浸渍的效果，但是由于在电容器芯包组中的较低的压缩力将引起薄膜和嵌入到薄板卷中的接头片之间的不良电接触。由于在接头片上不良接触的结果，在接头片表面上可能发生电弧电流和击穿，因此在运行中同样会损坏。
本发明的目的是消除上述障碍，也就是说采用以下方法构成上述类型的高压电力电容器，使电容器芯包能够尽可能容易和完善地被浸渍，而避免在芯包中发生接触不良，这种接触不良一般在充满介质的间隙扩大的情况下，发生在接头片的表面。
本发明解决该问题的方法如下串联连接单个电容器芯包或分芯包组，并且在整个芯包组两端之间放置同样的空心塑料型材板，并通过以压力为1-2牛顿/厘米2包住芯包组的偏倚带，将整个电容器芯包组固定在一起，该压力可由芯包的平面测得。
用于这种整套的电容器芯包组的结构，有可能在将薄板卷或芯包卷绕后，立即将芯包组的受压面压力调节至规定的1-2牛顿/厘米2，而且该压力在电容器运行期间可以保持恒定，因为这些由空心塑料型材板组成的芯包组的覆盖层和中间层浸渍后将经受因塑料材料的膨胀而引起的弹性变形，并且，由此可以抵削在厚度上可能发生的变化。这样，一方面保证了恒定和最佳的浸渍条件，另一方面，保证了运行期间不会在单个芯包接头片表面上发生因芯包组中压力减少而引起的接触不良。
根据本发明，电容器中所有空心塑料型材板最好是与电容器芯包塑料薄膜相同的合成树脂材料制成，例如，聚丙烯，这样两个绝缘材料的烘干，能在大致相同的时间完成。
最好是采用环氧树脂浸渍的玻璃纤维带在恒定压力下，将电容器芯包组永久地固定在一起，用这些带将芯包组包包起来，然后将其端部焊接在一起。
本发明更详细的特征和优点将根据下述的实施例并参见附图给以说明。
在附图中，图1表示一个通过本发明的电容器的中心截面图，图2表示沿图1Ⅱ-Ⅱ线切下的截面图，图3表示一个有腹板的双层板的透视图，图4表示根据本发明的另一个电容器的整套芯包组的透视图。
图1和图2所示的电容器包括4个由电容器芯包2组成的分芯包组1a，1b，1c和1d。该芯包组被一个堆叠在另一个上面，在每一个单独的分芯包组中芯包2通过一个导体带3并联。将分别用并联方式连接分芯包1b和1c的两个导体带结合在一起形成导体带3′。该导体带3′是用串联方式将这两个分芯包组连接起来。此外，分芯包组1a和1b、1c和1d分别通过位于整套芯包组1的背面的导体带串联连结在一起。因此看不见。
在每个分芯包组的顶部和底部，放置了U型横截面的绝缘盖4，并在两个相邻的分芯包组之间嵌入绝缘的中间层5。此外，在整套芯包组1的两端，放置覆盖层绝缘材料6。将绝缘层5和6及最好还有绝缘盖4都制成为空心塑料型材板，例如，制成如图3所示的有腹板的双层板，每个有腹板的双层板11由两个相互平行的外壳板12和13组成，并通过间隔开的垂直隔板14连接在一起，因此，薄隔板14和外壳板12，13之间形成了绝缘油能渗透的孔道15。
图4是关于根据本发明的电容器，它包括两个分芯包组1a和1b(为了显露出部分壳体和部分导线，仅画出1a和1b的一部分)，该图示出了如何将整套芯包组通过绝缘带7固定在一起。为此，最好选用玻璃纤维带，玻璃纤维带的纤维用环氧树脂粘在一起。将这些带缠绕在芯包组上，然后将其端部焊接在一起，使这些玻璃纤维带能在1-2牛顿/厘米2的压力下将芯包组固定在一起。
根据图1和2，整套的芯包组1用已知的方法由绝缘罩8封闭起来。该绝缘罩由折成盒形的有腹板的双层板组成。芯包组1连同绝缘罩8一起被封入金属壳9内，在那里至少安置一个套管绝缘子10。
根据图4，为了与金属薄膜相接触，将接头片3a嵌入到单个的薄板卷或芯包2中，最好是用铝箔依次将接头片3a缠绕，以便每个接头片上铝箔的一部分插入每个薄板卷2的园形部分2a的一个中，这样使接触面积增加了，同时保证了适度的接触压力。薄板卷2及其接头片3a通过缠绕的保险片3b连结到母线3c上。
为了控制质量和减少故障，在绕制后进行最后的检验过程中，对薄板卷或芯包进行检查是基本的步骤。以前从检查薄板或芯包的方法以致结果是不令人满意的。因为，一方面是在薄板卷松动的情况下或在未控制压力下对其进行检查，另一方面，由于薄板卷的变脏或由于薄板卷之间的相对机械摩擦，在检验后，损坏现象仍可以发生。为了避免这些问题，根据本发明，带有覆盖层和中间层合成树脂绝缘材料的电容器芯包组或薄板卷组的组装，应在空气净化车间的包装机器上进行，对最后一组芯包中的薄板卷的检验应在最终恒定压力为1-2牛顿/厘米2，直流电压如100-200V/μ下，最好取150V/μ，这将取决于芯包的介质厚度。
根据本发明，电容器的组装过程中另一个非常重要的部分是浸渍，以前用于全薄膜电容器上的浸渍剂要求温度至少为50°-60°。在浸渍期间，温度越长，在芯包部分表面上的塑料薄膜的过早膨胀的危险性越大。因此，形成了堵塞的空穴而阻碍了完全的和渗透浸渍。由于采用了根据本发明的上述电容器结构，该问题已基本获得解决。该结构保证了在塑料薄膜之间的具有充满浸渍剂的均匀间隙，同时，由于使用了在室温下粘度很低，5至7厘池(cst)最好在20℃时粘度为5.8厘池(cst)的浸渍剂，并且由于这样浸渍剂与塑料薄膜配合使用时的良好湿度特性，因此，更有利于该问题的解决。一种高芳香烃化合物(芳香化合物的含量为70%至80%)，特别是一种带有稳定添加剂的二甲苯醚异构物(ditolyletherisomer)特别适合于用作浸渍剂。采用这种浸渍剂烘干和浸渍能够在室温下进行。烘干和浸渍过程的持续时间大约为二天，而以前需要4天，因此电能的消耗明显地减少了。
这里描述的实施例在本发明的范围内，可用各种方法改进。例如，可采用横截面为其它形状如园形横截面的挤压空心塑料型材板。当考虑到所有的可挤压成型的合成树脂材料作为薄板材料时，虽然这些材料的含水量低并且能与使用的绝缘油相容。例如，聚乙烯，聚酯，聚酰胺等，但使用这些材料要比使用聚丙烯的成本高。
权利要求
1.一种高压电力电容器，它由一组电容器芯包组成，该电容器芯包由浸渍了介电绝缘油的金属薄膜和塑料薄膜的扁平薄板卷组成，该电容器芯包组由空心塑料型材制成的绝缘罩包起来，然后封入一个金属壳内，其特征是在单个的电容器芯包(2)之间或在电容器芯包组成的分芯包(1a-1d)之间以串联方式连接，并且在整套电容芯包组(1)的两端分别地放置了相同的空心塑料型材极(分别为5和6)，整套电容器芯包组(1)由带子(7)以1到2牛顿/厘米2的压力固定在一起，这个压力可在电容器芯包(2)的平面测得。
2.根据权利要求
1中所述的高压电力电容器，其特征在于组成所有空心型材板(5、6)是由和电容器芯包(2)的合成树脂薄膜一样的材料所组成。
3.根据权利要求
1或2所述的高压电力电容器，其特征是空心型材板(5、6)是由聚丙烯组成的。
4.根据权利要求
1至3中的任何一项所述的高压电力电容器，其特征是采用在室温下具有低粘度的高芳香烃的化合物作为浸渍剂，例如，一种在20℃时粘度为5到7厘池(CSt)，芳香族化合物含量为70%到80%的烃类化合物，最好是含有稳定添加剂的二甲苯醚异构物。
5.根据权利要求
1至4中的任一项所述的高压电力电容器，其特征是由环氧树脂粘合玻璃纤维组成的带(7)将电容器芯包组(1)包装起来，该带的两端被热焊在一起。
6.根据权利要求
1至5中的任一项所述的高压电力电容器，其特征是为了与薄板卷中的金属薄膜相接触，将接头片嵌入到芯包里，该接头片依次用铝箔缠绕，这样，每个接头片上的一部分铝箔与每个电容器芯包(2)的园形部分(2a)之一相接合。
专利摘要
本发明包括电容器芯包(2)组成的芯包组(1)。该电容器芯包由浸渍了介电绝缘油的金属薄膜和塑料薄膜的扁平薄板卷组成，该电容器芯包组(1)被安装在一个空心塑料型材板制成的绝缘罩里，然后封闭在一个金属壳内。为保证薄板卷的最佳浸渍效果和嵌入到薄板卷里的接头片的良好的电接触，另外在电容器芯包组(1)的部件(1a-1d)及其两端放置了空心塑料型材极(分别为5和6)，并且整个电容器芯包组(1)由绕于其上的偏倚带(7)以1到2牛顿/厘米
文档编号H01G4/32GK85106877SQ85106877
公开日1987年3月11日 申请日期1985年9月12日
发明者克特·温茨尔 申请人:卡普斯克股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan