不易燃的和火灾预防型电容器制造技术

在不易燃的和火灾预防型电容器中，增加了电容器容器的密封性能，多个电容器元件集中并容纳在该容器中，且它的内部通过真空脱气，装满通过脱气装置脱气的全氟化碳液体，然后形成在全氟化碳液体中保持残余空气量不大于５％的电容器。欲装入该容器中的氟化物液体由碳、氟和氧连接形成，并包括不小于９０％的全氟聚醚，其沸点不低于１２０℃且不高于２７０℃，其在２５℃下动态粘度为从０．９毫米↑［２］／秒到不大于１４毫米↑［２］／秒，将该液体渗透到电容器元件中。在该容器中绝对压力不小于１２０ＫＰａ且不大于３００ＫＰａ。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种不易燃的和火灾预防型电容器。在很多情况下，特别是在狭窄的空间例如在房内安装有电力接收和变压配电设备。另外，当然要求用于电力接收和变压配电设备的机械呈小型化、高性能和高可靠性，并能防止和抑制突发火灾。作为这种设备用的电容器之一，人们认为渗透没有闪点和具有高介电强度(dielectric strongth)的全氟化碳液体，可制成不易燃的电容器。在这种不易燃的电容器中，按与常规方法相同的方法，用下列方式制备和构成电容器，即用聚丙烯等等形成的塑料膜，和铝箔或金属化的薄膜(在塑料膜的双面或单面上蒸镀导电体例如铝或锌)的电介质彼此交替地叠加并卷曲缠绕，形成该电容器元件，将多个这样的电容器元件集中并容纳在装满全氟化碳液体的容器中。渗透到不易燃电容器中的全氟化碳液体具有碳氟化合物的结构，其中用氟取代直接与碳连接的所有氢，且该分子结构的分子中可以连接有其他原子。然后，在电容器生产过程进行的热处理中，使用沸点不低于80℃，优选80到270℃的液体，在该沸点下液体不沸腾，和使用在标准指定的温度-20℃到80℃下是液体形式的液体。然而，渗透了这种全氟化碳液体的电容器，即使立即产生火焰时，也不会继续燃烧，并且该电容器具有优异的防火性能，然而，问题是难以有效地利用全氟化碳高介电强度的特性，而该特性正是全氟化碳本身具有的。人们发现出现此问题的原因之一是全氟化碳液体容易含有空气，在操作过程中由于含有的空气，因此降低了电介质击穿电压或局部放电启动电压。同时，作为常规的电容器，按下述方式制备电容器，即使塑料膜的电介质和铝箔导电材料彼此交替地叠加并卷曲缠绕，形成电容器元件，将多个电容器元件集中并容纳在容器中，该容器中则装满了芳族合成油例如烷基萘或烷基二苯乙烷；或使塑料膜电介质和金属化的纸电极(导电金属被蒸镀在纸上)彼此交替地叠加并卷曲缠绕，形成该电容器元件，将多个电容器元件集中并容纳在容器中，容器中则装满了菜籽油或酯油。然而，渗透到电容器中的芳族合成油、菜子油或酯油是易燃的。在装配充满了这种油(防火灾用)的电容器时，存在的缺点是需要准备固定式灭火设备。有一种克服了此缺点的电容器，是将金属化的薄膜(其中导电金属被蒸镀在塑料膜的电介质上)和塑料膜的电介质彼此交替地叠加并卷曲缠绕，形成电容器元件，将多个电容器元件集中并容纳在容器中，而容器中则充满了SF6气体，或由环氧化物模制的电容器元件，也就是说，做成干式电容器。然而，在这种干式电容器中，虽然不需要固定式灭火设备，但是要将空气或SF6气体充入电介质的高电场部分，而从该气体的特征来看，介电强度低且长期使用时不稳定，存在的问题是需设计低的电场，以及不可避免地增大尺寸。此外，对于充满了SF6气体的电容器来说，带来的问题是有污染环境(例如全球变暖)的可能性。本专利技术是基于这种发现进行的，本专利技术的第一个目的是提供一种不易燃的电容器，其中降低了全氟化碳液体中含有的空气量，且具有高的电介质击穿电压和高的局部放电启动电压。另外，本专利技术的第二个目的是提供火灾预防型电容器，其中不需要因装配的电容器而布置固定式灭火设备，且使电容器小型化。在本专利技术第一个实施方案描述的电容器中，通过使导电箔和塑料膜彼此交替叠加并卷曲缠绕形成电容器元件，然后将多个电容器元件集中并容纳在装满全氟化碳液体的容器中，将该容器制成气密的，在全氟化碳液体中残余空气量不大于5％。在本专利技术的实施方案中，电容器的容器的密封性极其高，集中了的多个电容器元件容纳在所需的电容器组合体中，并对电容器元件电介质的空气和水以及每种绝缘材料进行真空脱气。在这个条件下，装满脱气的全氟化碳液体，形成在全氟化碳液体中保持残余空气量不大于5％的电容器。因此，可以有效地利用全氟化碳液体本身所具有的高介电强度的特性。而且，可以获得具有高的电介质击穿电压和高的局部放电启动电压的不易燃的电容器。其次，在本专利技术第二种实施方案描述的电容器中，将电介质和导电材料彼此交替地叠加并卷曲缠绕形成的多个电容器元件集中并容纳在该容器中。在此容器中装满一种氟化物液体，它仅由碳、氟和氧连接形成，并包括不小于90％的全氟聚醚，其沸点不低于120℃且不高于270℃，其在25℃下动态粘度为0.9毫米2/秒到不大于14毫米2/秒。而且，该容器内的绝对压力不小于120KPa且不大于300KPa。在本专利技术的实施方案中，将一种氟化物液体渗透到电容器中并用作绝缘液体，该液体仅由碳、氟和氧连接形成，并包括不小于90％的由下列结构表达式表示的全氟聚醚，并且其沸点不低于120℃且不高于270℃，其在25℃下动态粘度为0.9毫米2/秒到不大于14毫米2/秒。因为该氟化物液体具有不燃性和没有闪点，所以它用于防止火灾是极好的。其沸点高，且容易进行脱气和脱氢处理。而且，因为粘度低，所以它容易渗入电容器元件中，并可以提高绝缘性能。此外，当在容纳电容器元件的容器中的绝对压力不小于120KPa时，可以增加局部放电电压。而当该压力不大于300KPa时，通过密封容器而不增加容器壁的厚度可以保持其内部压力。 附图说明图1是表示本专利技术实施方案的电容器的轮廓结构的前视图；图2是表示全氟化碳液体的残余空气量与电介质击穿电压之间关系的视图；图3是表示根据氟化物液体的种类局部放电特性与温度关系的视图；和图4是表示本专利技术中氟化物液体的局部放电特性与压力关系的视图。参考附图，本专利技术的实施方案描述如下。图1是表示第一个实施方案的电容器轮廓结构的前视图，而图2是表示击穿电压特性与残余空气量关系的视图。在图1中，数字1是金属电容器的容器，数字2是电容器元件，数字3是绝缘座，数字4是套管(bushing)，数字5是从电容器元件引出的铅导体(铅丝)，数字6是全氟化碳液体，而数字7是用来盖上通风孔和装满全氟化碳液体的塞子。电容器的容器1由容器主体部分1a和安装了套管4的顶(lid)部1b组成，而在顶部1b中有通风和装入全氟化碳液体用的孔，而且其构造是这样的，当用塞子7堵塞该孔时，大大提高了密封性能。将塑料膜(例如，2块板)(例如作为电容器电介质的聚丙烯)和导电箔(例如作为电容器电极的长条带状的铝)彼此交替地叠加并卷曲缠绕，用这种方式形成电容器元件2。在挖去电容器元件的一部分时，如图1所示，该电容器元件具有层状结构，其中的电介质层和导体层彼此交替地叠加，从最外层看，重叠着电介质层2a、在其一侧上有电容器电极的导体层2c、电介质层2b、在其另一侧上有电容器电极的导体层2d、电介质层2e。使全氟化碳液体6渗透到每层之间，起增加电容器元件2耐电压的作用。在这一点上，全氟化碳液体6具有下列特性如图2所示，当残余空气量很少时，它在2.5毫米的间隙下具有100kV的高电介质击穿电压。然而，当残余空气量超过5％时，电介质击穿电压不稳定。当残余空气量增加到大约8％以上时，电介质击穿电压很快地降低。从此特性来看，如果使全氟化碳液体6中的残余空气量保持不大于5％时，很清楚可以有效地利用全氟化碳液体6本来就具有的高电介质击穿电压。因此，在本专利技术实施方案的电容器中，将所需的电容器组合体(其中集中了多个电容器元件2)容纳在电容器容器1的容器主体部分1a中，而在用顶部1b盖住着形成电容器之后，连接到真空泵的管子(未表示)连接到在顶部1b中形成的孔中，用于通风和装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容器，其包括：由电介质和导电材料彼此交替地叠加并通过卷曲缠绕而形成的一种电容器元件；和一个容器，其中，多个电容器元件集中并容纳在所说的装满氟液体的容器中，所述的容器是气密密封的，且在该氟液体中残余空气量不大于５％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2000-4-5 103248/00;JP 2000-4-12 110514/001．一种电容器，其包括由电介质和导电材料彼此交替地叠加并通过卷曲缠绕而形成的一种电容器元件；和一个容器，其中，多个电容器元件集中并容纳在所说的装满氟液体的容器中，所述的容器是气密密封的，且在该氟液体中残余空气量不大于5％。2．根据权利要求1的电容器，其中的电介质是塑料膜。3．根据权利要求1的电容器，其中的导电材料是导电箔。4．根据权利要求1的电容器，其中的氟液体是全氟化碳液体。5．根据权利要求4的电容器，其装满由碳、氟和氧连接组成的氟化...

【专利技术属性】
技术研发人员：板桥悟，神庭胜，田中义久，
申请(专利权)人：日新电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]