一種四層疊繞型自愈式電容器元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種四層疊繞型自愈式電容器元件，包括殼體，由四層金屬化薄膜卷繞于空心管上形成的圓柱體密封于殼體中，圓柱體兩端分別連接第一引線板和第二引線板作為電容器元件電極，所述的四層金屬化薄膜其中兩層為金屬層較厚的低方阻金屬化膜、另外兩層為金屬層較薄的高方阻金屬化膜，每層低方阻金屬化膜和每層高方阻金屬化膜間隔布置疊繞形成的圓柱體；其中低方阻金屬化膜主要流過電容電流，這樣損耗角正切值小，高方阻膜用于保證自愈特性，因此，整個電容器元件具有很小的損耗角正切值，同時兼顧了很好的自愈特性，大幅度減少或者消除了自愈失敗，延長了電容器的使用壽命，進而提高電容器的運行安全，以及所在裝置的可靠性。
【專利說明】一種四層疊繞型自愈式電容器元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自愈式電力電容器制造領(lǐng)域，特別涉及一種四層疊繞型自愈式電容器元件。
【背景技術(shù)】
[0002]一般自愈式電容器的制造是由兩層金屬化薄膜卷繞而成的圓柱體，在兩端面附著金屬顆粒形成極板，通過金屬引線引出電極。如果某電容器發(fā)生故障，則希望將該電容器從電網(wǎng)或操作系統(tǒng)中隔離，而自愈式電容器內(nèi)部的故障一般是自愈失敗。自愈是指當(dāng)絕緣薄膜擊穿時金屬層之間產(chǎn)生短路電流，此大電流產(chǎn)生的熱會蒸發(fā)擊穿點周圍的金屬鍍層，因而隔離了原先的短路故障點，絕緣性能恢復(fù)。自愈失敗是指如果發(fā)生局部單次自愈后，該區(qū)域材料受損進而導(dǎo)致繼續(xù)自愈，則擊穿和恢復(fù)交替進行且故障擴大最終電容器不能再恢復(fù)絕緣。而自愈時金屬層的厚度(一般用方塊電阻表示)與自愈特性的好與不好、以及電容損耗角正切值有牽連關(guān)系:①金屬層厚(方阻值小)，自愈特性不好，但損耗角正切值?。虎诮饘賹颖?方阻值大)，自愈特性好，但損耗角正切值大，金屬層厚度、自愈特性及電容器損耗角正切值三者之間形成了矛盾，無法全面顧及，因此急需一種電容器損耗角正切值小，同時滿足自愈特性好的電容器元件。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種采用四層金屬化膜卷繞的形成的四層疊繞型自愈式電容器元件，既能保證有很好的自愈特性，又能使電容器損耗角正切值很小。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種四層疊繞型自愈式電容器元件，包括殼體，由四層金屬化薄膜卷繞于空心管上形成的圓柱體密封于殼體中，圓柱體兩端分別連接第一引線板和第二引線板作為電容器元件電極，所述的四層金屬化薄膜其中兩層為金屬層較厚的低方阻金屬化膜、另外兩層為金屬層較薄的高方阻金屬化膜，每層低方阻金屬化膜和每層高方阻金屬化膜間隔布置疊繞形成的圓柱體。
[0006]所述的四層金屬化薄膜為單串型。
[0007]所述低方阻金屬化膜方阻值為6?10Ω/ □，所述的高方阻金屬化膜方阻值為30 ?50Ω / 口。
[0008]所述的圓柱體通過樹脂真空密封于殼體中。
[0009]所述第一引線板連接于圓柱體一端，第二引線板穿過空心管連接與圓柱體另一端，第二引線板分別通過空心管兩端的兩個柱塞與空心管固定。
[0010]所述的圓柱體兩端分別噴涂金屬形成上金屬層和下金屬層，第一引線板焊接在上端金屬層上，第二引線板焊接在下金屬層上。
[0011]本發(fā)明的電容器元件采用四層金屬化薄膜卷繞，其中兩層為金屬層較厚的低方阻金屬化膜、另外兩層為金屬層較薄的高方阻金屬化膜，每層低方阻金屬化膜和每層高方阻金屬化膜間隔布置，其中低方阻金屬化膜主要流過電容電流，這樣損耗角正切值小，高方阻膜用于保證自愈特性，因此，整個電容器元件具有很小的損耗角正切值，同時兼顧了很好的自愈特性，大幅度減少或者消除了自愈失敗，延長了電容器的使用壽命，進而提高電容器的運行安全，以及所在裝置的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明電容器元件的剖面圖；
[0013]圖2為單張金屬化膜示意圖，一張為高方阻金屬化膜，一張為低方阻金屬化膜；
[0014]圖3為四層疊繞單元的示意圖；
[0015]圖4為四層疊繞元件疊層結(jié)構(gòu)及損耗角正切值分析圖；圖4-1是四層疊繞元件等效圖；圖4_2是四層疊繞兀件電流路徑不意圖；圖4_3是圖4_2的放大圖；
[0016]圖5為四層疊繞元件自愈過程分析圖；圖5八短路故障示意圖；圖58絕緣回復(fù)示意圖；
[0017]圖中:1_第一引線板；2_樹脂；3-支架；4_圓柱體；5-殼體；6_下金屬層；7-第一柱塞；9-空心管；10_第二柱塞；11_上金屬層；12_第二引線板。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1，電容器元件包括塑料殼體5，殼體5內(nèi)密封有由四層金屬化薄膜卷繞于空心管9上形成的圓柱體4，圓柱體4兩端分別噴涂金屬形成上金屬層11和下金屬層6，第一極板引線I焊接在圓柱體4上端的上金屬層11上，第二極板引線12穿過空心管9焊接在圓柱體4下端的下金屬層6上作為電容器元件電極，空心管9兩端分別設(shè)置第一柱塞7和第二柱塞10，第二極板引線12通過兩個柱塞與空心管9固定，柱塞具有定位與電極間絕緣作用，圓柱體4和兩引線板通過支架3固定于殼體內(nèi)，然后通過樹脂真空填充密封于殼體5中與外界隔離，避免濕氣與外界氣體對金屬化膜的氧化和腐蝕。
[0019]參照圖2和圖3，四層金屬化薄膜其中兩層為金屬層較厚的低方阻金屬化膜A、另外兩層為金屬層較薄的高方阻金屬化膜B。參照圖3為四層疊繞的元件金屬化膜切面單元示意圖，每層低方阻金屬化膜A和每層高方阻金屬化膜B間隔布置，疊繞方式為低方阻金屬化膜A-高方阻金屬化膜B-低方阻金屬化膜A-高方阻金屬化膜B。其中低方阻金屬化膜方阻值取值6?10 Ω / 口，高方阻金屬化膜方阻值取值30?50 Ω / 口。
[0020]本發(fā)明中，四層疊繞實際為兩張膜一組，每組從電容兩端面看內(nèi)部是I個小電容組為單串型，四層通過圓柱形卷繞層疊在一起，從兩個圓柱體兩端看實際為兩個小電容串聯(lián)，每個小電容的兩個極板一張為低方阻，一張為高方阻，參見圖4-1。本發(fā)明四層金屬化薄膜，其中兩層為低方阻金屬化膜主要提供電流通路，以獲得較低的損耗角正切值，另外兩層為高方阻金屬化膜主要保證自愈特性，這樣卷繞的自愈式電容器元件既有較低的損耗角正切值，又有良好的自愈性能。本發(fā)明能減少或消除自愈失敗的概率，使電容器元件能持續(xù)可靠地運行，避免電容器著火或爆裂。
[0021]為說明本發(fā)明的作用，以下我們分析損耗角正切值與自愈特性是如何改善的:
[0022]分析一，損耗角正切值改善，見圖4-2，假設(shè)電流路徑從左向右，放大圖見4-3，可以看出電流通路為低方阻A膜的金屬層，而垂直通過高方阻B膜的金屬層，高方阻B膜上的金屬層主要起等電位作用，不影響電容器損耗，所以此種卷繞方式與僅有兩張低方阻A膜卷繞的元件具有相同的損耗角正切值。
[0023]分析二:自愈性能改善，串聯(lián)的兩個小電容均有高方阻B膜作為極板，當(dāng)發(fā)生自愈時，見圖5A，故障點短路擊穿，電弧產(chǎn)生高溫將短路點周圍金屬汽化掉，絕緣恢復(fù)，見圖5B，自愈特性的好壞取決于金屬化金屬含量的多少，明顯高方阻膜金屬含量小，更容易自愈成功，兩個電極中有一張膜為高方阻膜即可獲得優(yōu)良的自愈特性，相比兩張低方阻膜擊穿時的自愈特性，本發(fā)明卷繞方式在自愈特性方面也得以改善。
[0024]綜合以上分析，本發(fā)明既實現(xiàn)了低損耗角正切值使得電容器發(fā)熱量小，薄膜老化減緩，又具有優(yōu)良的自愈特性，降低或消除了自愈失敗的概率，大幅度提高了自愈式電容器元件的運行可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種四層疊繞型自愈式電容器元件，其特征在于:包括殼體(5)，由四層金屬化薄膜卷繞于空心管(9)上形成的圓柱體(4)密封于殼體(5)中，圓柱體(4)兩端分別連接第一引線板(I)和第二引線板(12)作為電容器元件電極，所述的四層金屬化薄膜其中兩層為金屬層較厚的低方阻金屬化膜(A)、另外兩層為金屬層較薄的高方阻金屬化膜(B)，每層低方阻金屬化膜(A)和每層高方阻金屬化膜(B)間隔布置疊繞形成的圓柱體(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四層疊繞型自愈式電容器元件，其特征在于:所述的四層金屬化薄膜為單串型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的四層疊繞型自愈式電容器元件，其特征在于:所述低方阻金屬化膜㈧方阻值為6~10Ω/□，所述的高方阻金屬化膜⑶方阻值為30~50 Ω / □。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四層疊繞型自愈式電容器元件，其特征在于:所述的圓柱體(4)通過樹脂真空密封于殼體(5)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四層疊繞型自愈式電容器元件，其特征在于:所述第一引線板(I)連接于圓柱體(4) 一端，第二引線板(12)穿過空心管(9)連接與圓柱體(4)另一端，第二引線板(12)分別通過空心管(9)兩端的兩個柱塞與空心管(9)固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四層疊繞型自愈式電容器元件，其特征在于:所述的圓柱體(4)兩端分別噴涂金屬形成上金屬層(11)和下金屬層(6)，第一引線板(I)焊接在上端金屬層(11)上，第二引 線板(12)焊接在下金屬層(6)上。
【文檔編號】H01G2/14GK104078233SQ201410299628
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】高琪, 何曉靚, 陳娜 申請人:中國西電電氣股份有限公司