一种直流支撑电容器电极结构制造技术

本发明专利技术公开了一种直流支撑电容器电极结构，电极结构主要由芯棒、第一层T型高方阻安全膜、第二层网状安全膜、第一喷金层、第二喷金层和外包膜构成，第一层T型高方阻安全膜由第一基膜、第一蒸镀层构成，第一蒸镀层由边缘加厚区、第一绝缘间隙条、第一保险丝、第二绝缘间隙条、中间屏带构成，第二层网状安全膜由第二基膜、第二蒸镀层构成。第二蒸镀层由边缘屏带、第三绝缘间隙条、第二保险丝、第四绝缘间隙条、第五绝缘间隙条、中间加厚区构成。本发明专利技术结构简单，制作方面，可以满足直流支撑电容器高长期安全可靠性运行。安全可靠性运行。安全可靠性运行。

【技术实现步骤摘要】
一种直流支撑电容器电极结构


[0001]本专利技术属于电容器设计
，具体涉及一种直流支撑电容器电极结构。

技术介绍

[0002]直流支撑电容器是变流器的关键器件，在变流器中的直流侧起到稳定电压、滤波等作用。目前，在大功率变流器如几十兆瓦级的高压变频器、高速动车变流器、大功率 STATCOM、柔性直流输电工程用直流电容器等设备中，均需使用高电压大容量的直流支撑电容器。
[0003]这些直流支撑电容器为金属化聚丙烯薄膜电容器，这类电容器也逐渐采用干式结构并且尺寸越来减小, 金属化聚丙烯薄膜的工作场强逐步提高。这类电容器的共性是电压高、容量大、体重大，直流支撑电容器心子最多有300只元件组成。如果出现1只元件故障,就会影响整台电容器的可靠性。因而，这类电容器安全可靠性要求越来越高。
[0004]目前,这类电容器内部电极结构有2种形式：外部串联连接；内部串联。
[0005]目前，电极结构形式有：(1) 金属层高方阻结构 ；(2) 金属层安全型网格结构。第1种金属化薄膜的特点：蒸镀方阻可15~60
Ω
/
□
，其工作场强可以提高到250V/
µ
m以上，使电容器尺寸变小很多；最终故障失效时容量下降到百分之几，电容器出现“短路状态”，不能满足IEC 61071
‑
2017、GB/T 17702
‑
2013中有关破坏性试验要求“试品电容器最终容量下降到原始值的90%”。第2种金属化薄膜的特点：熔丝长度1mm以下，蒸镀方阻可7~15
Ω
/
□
，最终故障失效时容量下降到百分之几，电容器出现“开路状态”，满足IEC 61071
‑
2017、GB/T 17702
‑
2013中有关破坏性试验要求；其工作场强最高到210V/
µ
m，电容器的尺寸偏大。
[0006]因此，需要新的电极技术，提高电容器的工作场强、安全性、可靠性。

技术实现思路

[0007]为了克服现有直流支撑电容器电极结构技术缺点，本专利技术提出一种直流支撑电容器电极结构。
[0008]本专利技术所采用的技术方案如下。
[0009]本专利技术提供一种直流支撑电容器电极结构，电极结构主要由芯棒、第一层T型高方阻安全膜、第二层网状安全膜、第一喷金层、第二喷金层和外包膜构成。芯棒上卷绕第一层T型高方阻安全膜和第二层网状安全膜。第一层T型高方阻安全膜和第二层网状安全膜错开一段距离后叠在一起。第一喷金层、第二喷金层与第一层T型高方阻安全膜的两端分别连接并分别作为正、负两极。外包膜插入在第一层高方阻安全膜和第二层网状安全膜之间并卷绕在一起且在最外面。
[0010]第一层T型高方阻安全膜由第一基膜、第一蒸镀层构成。第一蒸镀层由边缘加厚区、第一绝缘间隙条、第一保险丝、第二绝缘间隙条、中间屏带构成。边缘加厚区和第一绝缘间隙条、第一保险丝水平连接，第一绝缘间隙条的上边与边缘加厚区的下边重合，第一保险丝在两个第一绝缘间隙条之间，第二绝缘间隙条依次与第一绝缘间隙条、中间屏带连接并
构成若干个小平行四边形区域，中间屏带把第一蒸镀层分成结构对称的上、下两部分。
[0011]第二层网状安全膜由第二基膜、第二蒸镀层构成。第二蒸镀层由边缘屏带、第三绝缘间隙条、第二保险丝、第四绝缘间隙条、第五绝缘间隙条、中间加厚区构成。边缘屏带与若干第三绝缘间隙条水平连接，第三绝缘间隙条、第二保险丝、第四绝缘间隙条依次连接并构成网状，第四绝缘间隙条与第二保险丝、第五绝缘间隙条依次连接，第五绝缘间隙条与中间加厚区垂直连接。中间加厚区把第二蒸镀层分成结构对称的上、下两部分。
[0012]当第一层T型高方阻安全膜和第二层网状安全膜叠合后，中间屏带与中间加厚区重合，将第一蒸镀层、第二蒸镀层进行二次分隔，并且等效成2串结构。每串有若干个小电容并联；第一绝缘间隙条、第一保险丝、第二绝缘间隙条与第三绝缘间隙条、第二保险丝、第四绝缘间隙条、第五绝缘间隙条构成小电容。
[0013]进一步的，第一喷金层、第二喷金层也可作为直流支撑电容器的负、正两极。
[0014]芯棒材料为聚碳酸氨脂材料，直径9mm，圆柱体结构，内部有6角型通孔，耐受120℃高温。
[0015]第一基膜为耐高温电工用聚丙烯薄膜，工作温度最高110℃。
[0016]第二基膜为耐高温电工用聚丙烯薄膜，工作温度最高110℃。
[0017]外包膜材料为包装用聚丙烯薄膜，通常12~15圈。
[0018]第一喷金层、第二喷金层的材料为锌或复合材料。
[0019]边缘加厚区宽度为3mm，蒸镀的金属层方阻值为2（1~3）
Ω
/
□
，其材料为锌铝合金。
[0020]第一绝缘间隙条宽度为2.5mm，其长度为8mm，其两端为圆弧形。
[0021]第一保险丝宽度为2.5mm，其长度为3mm，蒸镀的金属层方阻值为2（1~3）
Ω
/
□
，其材料为锌铝合金。
[0022]第二绝缘间隙条宽度为1mm。
[0023]中间屏带宽度为5mm。
[0024]边缘屏带宽度为2.5~3mm。
[0025]第三绝缘间隙条宽度为0.5mm，V形。
[0026]第二保险丝宽度为0.5mm，其长度为 0.5mm。
[0027]第四绝缘间隙条宽度为0.5mm，X形。
[0028]第五绝缘间隙条宽度为0.5mm，双Y形。
[0029]中间加厚区宽度为5mm，蒸镀的金属层方阻值为3（2~4）
Ω
/
□
，其材料为锌铝合金。
[0030]进一步的，第一蒸镀层有2个边缘加厚区。
[0031]进一步的，除边缘加厚区和第一保险丝外，第一蒸镀层蒸镀的金属层方阻值为35（30~50）
Ω
/
□
，其厚度小于100nm，其材料为锌铝合金。
[0032]进一步的，第一绝缘间隙条和中间屏带平行，第二绝缘间隙条与两者之间有倾斜角，其值为75~80度。
[0033]进一步的，第二蒸镀层有2个边缘屏带，除中间边缘屏带和中间加厚区外，其蒸镀的金属层方阻值为10（8~12）
Ω
/
□
，其厚度小于100nm，其材料为锌铝合金。
[0034]进一步的，第一基膜比第二基膜宽度长2mm，两者材料相同，第一基膜比第二基膜厚度薄0.5~1.5
µ
m。
[0035]本专利技术的有益效果是：结合高方阻金属化薄膜和传统安全膜的优点，电极结构能
够提高电容器工作场强达到, 缩小电容器的尺寸，容量能够下降到原始值的5%以下。
[0036]本专利技术结构简单，制作方面，可以满足直流支撑电容器高长期安全可靠性运行。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的示意图；图2为第一层T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流支撑电容器电极结构，其特征是：所述电极结构主要由芯棒、第一层T型高方阻安全膜、第二层网状安全膜、第一喷金层、第二喷金层和外包膜构成，所述芯棒上卷绕第一层T型高方阻安全膜和第二层网状安全膜，所述第一层T型高方阻安全膜和第二层网状安全膜错开一段距离后叠在一起，所述第一喷金层、第二喷金层与第一层T型高方阻安全膜的两端分别连接并分别作为正、负两极，所述外包膜插入在第一层高方阻安全膜和第二层网状安全膜之间并卷绕在一起且在最外面；所述第一层T型高方阻安全膜由第一基膜、第一蒸镀层构成，所述第一蒸镀层由边缘加厚区、第一绝缘间隙条、第一保险丝、第二绝缘间隙条、中间屏带构成，所述边缘加厚区和第一绝缘间隙条、第一保险丝水平连接，所述第一绝缘间隙条的上边与边缘加厚区的下边重合，所述第一保险丝在两个第一绝缘间隙条之间，所述第二绝缘间隙条依次与第一绝缘间隙条、中间屏带连接并构成若干个小平行四边形区域，所述中间屏带把第一蒸镀层分成结构对称的上、下两部分；所述第二层网状安全膜由第二基膜、第二蒸镀层构成，所述第二蒸镀层由边缘屏带、第三绝缘间隙条、第二保险丝、第四绝缘间隙条、第五绝缘间隙条、中间加厚区构成，所述边缘屏带与若干第三绝缘间隙条水平连接，所述第三绝缘间隙条、第二保险丝、第四绝缘间隙条依次连接并构成网状，所述第四绝缘间隙条与第二保险丝、第五绝缘间隙条依次连接，所述第五绝缘间隙条与中间加厚区垂直连接，所述中间加厚区把第二蒸镀层分成结构对称的上、下两部分；所述第一层T型高方阻安全膜和第二层网状安全膜叠合后，所述中间屏带与中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓武，李印达，孙明，
申请(专利权)人：无锡市电力滤波有限公司，
类型：发明
国别省市：