双瓷片耦合陶瓷电容器制造技术

本发明专利技术提出了一种耦合陶瓷电容器，包括相互平行且成对设置的两个瓷片、涂布在所述瓷片上下表面的银膜电极、设置在所述两个瓷片之间的电极连接件以及设置在所述两个瓷片外侧的电极端子。电极连接件为与所述瓷片同轴设置且用于将所述两个瓷片的银膜电极电连接的圆筒。圆筒的直径为d，瓷片的直径为D，其中，2/3D＜d＜D。本发明专利技术的耦合陶瓷电容器的电极连接件为大管径筒式结构，由于圆筒的直径较大，解决了现有电容器的中央连接件与瓷片外缘环氧树脂收缩应力差的问题。

Ceramic Capacitor Coupled with Double Ceramic Sheets

The invention provides a coupling ceramic capacitor, which comprises two ceramic plates arranged in parallel and in pairs, a silver film electrode coated on the upper and lower surfaces of the ceramic plates, an electrode connector arranged between the two ceramic plates, and an electric terminal arranged on the outer side of the two ceramic plates. The electrode connector is a cylinder coaxially arranged with the ceramic sheet and used for electrically connecting the silver film electrodes of the two ceramic sheets. The diameter of cylinder is d, and the diameter of porcelain sheet is D, of which 2/3D is less than d < D. The electrode connector of the coupling ceramic capacitor of the present invention is a large diameter cylinder structure. Because the diameter of the cylinder is large, the problem of the difference of shrinkage stress between the central connector of the existing capacitor and the epoxy resin on the outer edge of the ceramic sheet is solved.

【技术实现步骤摘要】
双瓷片耦合陶瓷电容器
本专利技术涉及一种耦合陶瓷电容器，尤其涉及一种双瓷片耦合陶瓷电容器。
技术介绍
耦合陶瓷电容器为一种应用在高压电气设备中的器件，其能够为来电显示仪、电容分压器以及局部放电传感器等仪器提供检测信号源。当耦合陶瓷电容器接在高压导体上时，将会直接承受高电压，存在绝缘击穿风险。而来电显示仪、电容分压器、局部放电传感器等仪器属于高压电气设备的附属设备。用户要求附属设备不能影响主设备的安全运行，因此，耦合陶瓷电容器以及用它封装而成的最终产品，要求其交流耐压、局部放电等指标应高于主设备以确保绝缘不击穿，保证系统的正常运行。图1为单瓷片耦合陶瓷电容器，该电容器包括作为介质的瓷片、镀在瓷片两端平面上的银膜电极以及连接在银膜电极两端的电极端子。瓷片是耦合陶瓷电容器的主要绝缘体。通常，单瓷片耦合陶瓷电容器即可满足行标所要求的交流耐压和局放的要求，但是一旦瓷片或瓷片周围的用于封装的环氧树脂被过电压击穿，电容器就成为故障源，会引发短路事故。采用两片瓷片串联，可以提高电容器耐电性能。图2-6为现有的双瓷片耦合陶瓷电容器的结构示意图。具体地，双瓷片耦合陶瓷电容器的电极连接方式有：一体式-两个瓷片直接焊接而成(图2)；软连接式-两个瓷片电极之间焊接有一条铜丝(图3)；杠铃式(图4)；罩极/铜柱式-瓷片镶在罩极式电极的浅坑内，两个瓷片的罩极式电极由中央铜柱连接(图5)；罩极/直筒式-瓷片镶在罩极式电极的浅坑内，两个瓷片的罩极式电极以外缘直径连接(图6)。传感器是由电容器封装而成的产品。具体地，传感器是在中空模具两端固定电容器和高频检测部件，然后往模具里注入融溶状的环氧树脂而成。环氧树脂在固化过程中会收缩，电极连接件(软连接式、杠铃式、罩极/铜柱式)外的环氧树脂厚度远比瓷片边缘外厚，收缩量悬殊，其应力差可使瓷片边缘的环氧树脂产生细小裂纹。瓷片边缘是电力线密集并且急剧扭转的部位，裂纹可导致局部放电。一体式电容器的高低压电极距离太近，传感器伞裙外电场的高低压两端爬距亦近，容易发生闪络。软连接式电容器需要将瓷片分别固定在传感器模具的两端，对于高度和直径有限制的传感器，模具底部要固定高频检测单元，无法将瓷片固定在底部；同时铜丝与瓷片边缘的环氧树脂收缩应力差最大，容易发生局放。杠铃式电容器中央铜柱部位与瓷片边缘的环氧树脂收缩应力差很大，容易发生局放。罩极/铜柱式电容器的罩极式电极外缘及其中央铜柱是等电位，两处的环氧树脂收缩应力差虽然很大，但不会因此产生局部放电。不足之处是如果电机停役，传感器所处环境温度下降到-20℃及以下时，环氧树脂、铜、瓷片三者的线胀系数差会将环氧树脂局部撕裂，再通电时会产生局部放电。罩极/直筒式电容器的连接部位(直筒)可以是实心体，也可以部分镂空，以螺口连接。罩极/直筒式电容器不存在软连接式、杠铃式和罩极/铜柱式连接件周围环氧过厚的问题，还解决了瓷片边缘电场畸变的问题，但是焊接面积大、直筒阻碍焊接时外加高温均匀传递到整个焊接面(存在高温传递不均匀的问题)，导致某些部位焊锡和银膜熔合程度过高，而某些部位过低，瓷片与电极之间容易脱落。因此，需要一种具有新型结构的耦合陶瓷电容器，以解决中央连接件与瓷片外缘环氧树脂收缩应力差大、瓷片边缘局部放电、焊接时外加高温传递不均匀的问题，提升耦合陶瓷电容器的耐电性能和耐候性能。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种耦合陶瓷电容器，包括相互平行且成对设置的两个瓷片、涂布在瓷片上下表面的银膜电极、设置在两个瓷片之间的电极连接件以及设置在两个瓷片外侧的电极端子；其中，电极连接件为与瓷片同轴设置且用于将两个瓷片的银膜电极电连接的圆筒，圆筒的直径为d，瓷片的直径为D，其中，2/3D＜d＜D。优选地，圆筒的外壁到瓷片外缘的距离为L＝2mm-4mm，更优选地，圆筒的外壁到瓷片外缘的距离为L＝3mm。优选地，圆筒的材质为黄铜。当然，圆筒的材质还可以为其它的导电材料。优选地，圆筒的壁厚D2＝1mm-3mm。更优选地，圆筒的壁厚D2＝2mm。在这种情况下，因筒壁较薄、焊接位置完全暴露在外，在调温箱中焊接时受热均匀，焊接质量比其它连接方式好，合格率显著提高。优选地，圆筒的端面外侧形成有圆角或45°的倒角。优选地，圆角或45°倒角的半径R＝0.5mm-1.5mm。更优选地，圆角或45°倒角的半径R＝1mm。在这种情况下，圆筒可以以端面宽1mm的圆环与瓷片上的银膜电极接触，减少了焊接面积、易掌控锡-银熔合度。优选地，圆筒的侧壁上形成有多个均匀排布的孔。筒壁开孔可以避免筒与瓷片之间焊缝崩裂，可以沿用真空浇注工艺灌封环氧树脂。而且即便环氧树脂不能完全充填筒内空间产生气泡或空穴，也因为筒内等电位，不会发生局放。可根据局放传感器的安装方式(落地、吊挂、悬臂)对传感器重量、剪切力和振动的要求，以及对两种环氧树脂灌封工艺的掌握程度，来选择圆筒为封闭筒或者为开孔的通透筒。优选地，孔的形状为三角形、正方形、菱形、多边形、椭圆形以及圆形中的一种。开孔孔径、位置和密度需避免灌封环氧时产生气泡或空穴、环氧液面上升到筒的上端时遗留空隙层、避免大孔对穿。优选地，位于两侧的孔的轴线不重合，位于上下两端的孔与端面相切。优选地，所述圆筒采用M-T20焊锡膏焊接在所述银膜电极上。此外，所述瓷片的侧壁上形成有环状凹槽。凹槽的作用是增加从瓷片上面银膜到下面银膜之间的爬电距离。在其它参数相等的情况下，爬电距离越大，局放和耐压指标就会越高。本专利技术的双瓷片耦合陶瓷电容器能够应用在10kV电压等级的局放传感器上。取得了三个方面的效果：一是安全性上取得了突破。将单片陶瓷改为双片，任何一片陶瓷一旦发生击穿故障，不会影响主设备的安全稳定运行，实现了电力行业孜孜以求的n-1安全准则。二是提高了传感器的耐电性能。三是提高了传感器的耐候性能。例如，中国境内东北、西北地区冬季气温可降到-30℃，用本专利技术的电容器封装的局放传感器可耐受-30℃～+85℃高低温循环，适应中国境内冬季停机时的低温、夏季高温叠加电动机运转时温升的严酷环境。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1为现有技术中的单瓷片电容器的结构示意图；图2为现有技术中一体式电容器的结构示意图；图3为现有技术中软连接电容器的结构示意图；图4为现有技术中杠铃式连接电容器的结构示意图；图5为现有技术中罩极/铜柱式连接电容器的结构示意图；图6为现有技术中罩极/直筒式连接电容器的结构示意图；图7为本专利技术的大管径封闭筒电容器的结构示意图；图8为本专利技术的大管径通透筒电容器的结构示意图；图9为本专利技术的大管径筒式连接电容器的立体爆炸图。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。附图标记说明：100-瓷片；101-凹槽；200-银膜电极；300-电极连接件；301-孔；400-电极端子；R-圆筒端部倒角；D1-圆筒与瓷片之间的焊接宽度；D2-圆筒的壁厚；L-圆筒外壁到瓷片外缘的距离；d-圆筒的直径；D-瓷片的直径。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步说明。如图7和图9所示，本专利技术提供了一种双瓷片耦合陶瓷电容器，该双瓷片耦合陶瓷电容器包括相互平行且成对设置的两个瓷片100、涂布在瓷片100上下表面的银膜电极200、设置在两个瓷片100之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合陶瓷电容器，包括相互平行且成对设置的两个瓷片、涂布在所述瓷片上下表面的银膜电极、设置在所述两个瓷片之间的电极连接件以及设置在所述两个瓷片外侧的电极端子；其特征在于，所述电极连接件为与所述瓷片同轴设置且用于将所述两个瓷片的银膜电极电连接的圆筒，所述圆筒的直径为d，所述瓷片的直径为D，其中，2/3D＜d＜D。

【技术特征摘要】
1.一种耦合陶瓷电容器，包括相互平行且成对设置的两个瓷片、涂布在所述瓷片上下表面的银膜电极、设置在所述两个瓷片之间的电极连接件以及设置在所述两个瓷片外侧的电极端子；其特征在于，所述电极连接件为与所述瓷片同轴设置且用于将所述两个瓷片的银膜电极电连接的圆筒，所述圆筒的直径为d，所述瓷片的直径为D，其中，2/3D＜d＜D。2.根据权利要求1所述的耦合陶瓷电容器，其特征在于，所述圆筒的外壁到所述瓷片外缘的距离为L＝2mm-4mm。3.根据权利要求1所述的耦合陶瓷电容器，其特征在于，所述圆筒的材质为黄铜。4.根据权利要求1所述的耦合陶瓷电容器，其特征在于，所述圆筒的壁厚D2＝1mm-3mm。5.根据权利要求4所述的耦合陶瓷电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁振，陈章生，吴敏青，
申请(专利权)人：上海方能自动化系统科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31