一种杯型高压陶瓷电容器制造技术

技术编号:18401437 阅读:88 留言:0更新日期:2018-07-08 20:49
本发明专利技术提供一种杯型高压陶瓷电容器,属于高压电容器技术领域。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。本发明专利技术采用杯型结构瓷芯,解决了高压陶瓷电容器作为高精度电子式电压互感器用高压臂电容,由于容量小易受电磁干扰的技术难题,可应用于电子式电压互感器、电子式电压传感器、高压电压测量、高压电能计量等电力设备及领域。

A cup type high pressure ceramic capacitor

The invention provides a cup type high voltage ceramic capacitor, which belongs to the technical field of high voltage capacitors. In addition to the NPO cup type porcelain core, the cup type porcelain core is wrapped with metal electrode in the rest of the face of the cup. The cup end face of the cup type ceramic core is flat or has an umbrella skirt structure, and the metal electrode of the cup bottom end face of the cup type ceramic core is used as the high pressure electrode of the cup type high pressure ceramic capacitor, and the inner surface of the cup type porcelain core is passed through the cup type. The metal lead that is welded and drawn is connected with the metal electrode as the low voltage electrode of the cup type high voltage ceramic capacitor. The invention adopts the cup type structure ceramic core, and solves the high voltage ceramic capacitor as the high voltage arm capacitance for high precision electronic voltage transformer. Because of the technical difficulties of small capacity and electromagnetic interference, it can be applied to electric power equipment such as electronic voltage transformer, electronic voltage sensor, high voltage voltage measurement, high voltage electric energy metering and so on. And the field.

【技术实现步骤摘要】
一种杯型高压陶瓷电容器
本专利技术涉及一种杯型高压陶瓷电容器,属于高压电容器

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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,本专利技术采用以下技术方案: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NPO杯型瓷芯采用NPO瓷料一次压制成型后高温烧结的方式制备,或采用NPO瓷料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。可选地,所述金属电极层采用浆料涂覆后烧结或电镀和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。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。本专利技术的优点在于:本专利技术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为本专利技术实施例1的杯型瓷芯结构示意图;图2为本专利技术实施例2的杯型瓷芯结构示意图;图3为本专利技术实施例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为本专利技术实施例2经圆柱型环氧树脂包封层封装后的结构示意图。图5为本专利技术实施例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专利技术做进一步说明。本专利技术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、图5所示;其中,图4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5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。本专利技术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。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种杯型高压陶瓷电容器,其特征在于,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。

【技术特征摘要】
1.一种杯型高压陶瓷电容器,其特征在于,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。2.根据权利要求1所述的杯型高压陶瓷电容器,其特征在于,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/℃。3.根据权利要求2所述的杯型高压陶瓷电...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈喆
申请(专利权)人:北京智罗盘智能电气有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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