电力电容器及其制造方法技术

公开了一种具有防火功能的电力电容器、以及一种制造该电力电容器的方法。该电力电容器包括内部电容器单元，该内部电容器单元包括电容器壳(1)、布置在电容器壳(1)中的元件组件(2)、填充在电容器壳(1)中的绝缘流体(3)、一对衬套(4)以及一对电容器电极(5)。该电力电容器还包括其中供布置内部电容器单元的外壳(7)、以及填充在外壳(7)与电容器壳(1)之间的非易燃固体矿物材料(8)。所述一对衬套(4)构造成气密地固定至电容器壳(1)和外壳(7)并延伸穿过该电容器壳和外壳，并且所述一对电容器电极(5)构造成经由所述一对衬套(4)延伸穿过电容器壳(1)和外壳(7)。器壳(1)和外壳(7)。器壳(1)和外壳(7)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力电容器及其制造方法


[0001]本公开涉及具有防火功能的电力电容器、以及制造该电力电容器的方法。

技术介绍

[0002]电力电容器广泛地用于地下/室内变电站、以及采矿业和具有高级别防火要求的其他应用。
[0003]目前，典型的高压电力电容器包括金属电容器壳以及以并联和串联的方式电连接的多个电容器元件。电容器元件中的每个电容器元件包括由铝箔制成并由介电材料的膜隔开的多个非常薄的电极层。介电材料的膜通常呈聚合物膜、比如聚丙烯膜的形式并卷绕成卷，该卷被整平以能够堆叠成元件组件。该组件被布置在填充有绝缘流体的电容器壳内。
[0004]由于绝缘流体是一种易燃材料，因此一旦绝缘流体因壳破裂而泄漏，就可能会发生火灾事故。同时，干式电容器的填充材料不能满足高级别(例如，UL94 V
‑
0)防火要求。因此，市场上对可靠的防火电力电容器有强烈的需求。

技术实现思路

[0005]鉴于上述情况，本公开旨在提供一种具有防火功能的电力电容器，其克服了现有技术的缺陷。
[0006]为此，本公开的第一方面提供了一种电力电容器，该电力电容器包括内部电容器单元，该内部电容器单元包括电容器壳、布置在电容器壳中的元件组件、填充在电容器壳中的绝缘流体、一对衬套以及一对电容器电极。该电力电容器还包括其中供布置内部电容器单元的外壳、以及填充在该外壳与电容器壳之间的非易燃(non
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flammable)固体矿物材料。所述一对衬套构造成气密地固定至电容器壳和外壳并延伸穿过该电容器壳和外壳，并且所述一对电容器电极构造成经由所述一对衬套延伸穿过电容器壳和外壳。
[0007]基于该结构可获得的效果是，通过增加额外的外壳与填充在外壳和电容器壳之间的非易燃固体矿物材料相结合，显著地降低了绝缘流体泄漏的可能性，从而提高了电力电容器的防火性能。
[0008]进一步地，由于经优化的非易燃固体矿物材料具有良好的导热性，因此在使用时，额外的外壳以及非易燃固体矿物材料层不会影响电力电容器的散热，从而确保了电力电容器的热性能。
[0009]此外，非易燃固体矿物材料具有降噪性能，从而提高了电力电容器的声学性能。
[0010]根据本公开的优选实施方式，非易燃固体矿物材料包括沙子、蛭石、矿渣和珍珠岩中的至少一者。
[0011]根据本公开的优选实施方式，非易燃固体矿物材料包括体积比为4:1的沙子和珍珠岩。
[0012]根据本公开的优选实施方式，非易燃固体矿物材料的颗粒直径为1mm至3mm。
[0013]根据本公开的优选实施方式，非易燃固体矿物材料添加有水、固液相变材料、防火
流体和防火粉中的至少一者。
[0014]根据本公开的优选实施方式，非易燃固体矿物材料的水分含量为0％至60％。
[0015]根据本公开的优选实施方式，非易燃固体矿物材料的水分含量为30％。
[0016]根据本公开的优选实施方式，外壳包括具有：本体，该本体具有顶部开口；以及顶盖，该顶盖构造成固定在本体上以覆盖顶部开口，并且顶盖设置有供所述一对衬套穿过的一对孔。
[0017]根据本公开的优选实施方式，内部电容器单元还包括套在衬套中的每个衬套上并气密地固定至电容器壳的密封凸缘。
[0018]根据本公开的优选实施方式，电力电容器还包括填充在衬套中的每个衬套与外壳之间的密封材料。
[0019]根据本公开的优选实施方式，电容器壳的至少一部分构造为波状结构或凸状结构。
[0020]根据本公开的优选实施方式，电力电容器还包括多个等厚的定位构件，所述多个等厚的定位构件布置在电容器壳与外壳之间以使非易燃固体矿物材料均匀。
[0021]本公开的第二方面提供了一种用于制造电力电容器的方法，该方法包括：提供内部电容器单元，该内部电容器单元包括电容器壳、布置在电容器壳中的元件组件、填充在电容器壳中的绝缘流体、一对衬套以及一对电容器电极；提供外壳并将内部电容器单元布置在该外壳中；以及提供非易燃固体矿物材料并将非易燃固体矿物材料填充在外壳与电容器壳之间。所述一对衬套构造成气密地固定至电容器壳和外壳并延伸穿过电容器壳和外壳，并且所述一对电容器电极构造成经由所述一对衬套延伸穿过电容器壳和外壳。
[0022]根据本公开的优选实施方式，外壳包括：本体，该本体具有顶部开口；顶盖，该顶盖构造成固定在本体上以覆盖顶部开口，并且顶盖设置有供所述一对衬套穿过的一对孔。
[0023]根据本公开的优选实施方式，该方法还包括：提供多个等厚的定位构件，所述多个等厚的定位构件布置在电容器壳与外壳之间以使非易燃固体矿物材料均匀。
[0024]由于非易燃固体矿物材料价格低廉、无毒且环保，因此制造该电力电容器的方法易于实现。
[0025]一般来说，除非本文另有明确定义，否则权利要求中使用的所有术语应根据其在
的普通含义进行解释。除非另有明确说明，否则所有对“一(a)/一种(an)/该(the)元件、装置、部件、器件、步骤等”的引用应公开解释为是指该元件、装置、部件、器件、步骤等的至少一个示例。
附图说明
[0026]通过参照附图详细描述的以下优选实施方式，将更好地理解本公开的其他特征和优点，在附图中，相同的附图标记指示相同或类似的部件。
[0027]图1是根据本公开的电力电容器的实施方式的示意性结构图；
[0028]图2是图1中所示的电力电容器的衬套的放大图；以及
[0029]图3是示出了图1所示的电力电容器的非易燃固体矿物材料的含水量与导热系数之间关系的示意图。
具体实施方式
[0030]下面将详细论述各实施方式的实现和使用。然而，应当理解的是，所论述的具体实施方式只是为了说明实现和使用本公开的具体方式，并且并不意在限制本公开的保护范围。
[0031]应当指出的是，附图不仅用于说明和描述本公开，而且在必要时也有助于解释本公开。
[0032]图1是根据本公开的电力电容器的实施方式的示意性结构图。如图1中所示，根据本公开的电力电容器主要包括内部电容器单元、外壳7和填充在外壳7与内部电容器单元之间的非易燃固体矿物材料8。
[0033]内部电容器单元具有类似于现有技术中的电力电容器的构型。具体地，该内部电容器单元主要包括电容器壳1、元件组件2、绝缘流体3、一对衬套4和一对电容器电极5。
[0034]电容器壳1由金属、例如不锈钢制成，并且总体上呈长方体形状。电容器壳1设置有用于将绝缘流体3注入电容器壳1中的开孔11。元件组件2是通过将多个电容器元件堆叠而构成的，这些电容器元件以并联和串联的方式电连接，元件组件2形成了布置在电容器壳1中的电容器芯。电容器元件中的每个电容器元件包括由铝箔制成并由介电材料的膜、比如聚丙烯膜隔开的多个非常薄的电极层，并且介电材料的膜被卷绕成卷。填充在电容器壳1中的绝缘流体3可以是绝缘油，元件组件2浸没在该绝缘油中。如图1中所示，所述一对衬套4气密地固定至电容器壳1的顶部并延伸穿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力电容器，包括：内部电容器单元，所述内部电容器单元包括：电容器壳(1)，布置在所述电容器壳(1)中的元件组件(2)，填充在所述电容器壳(1)中的绝缘流体(3)，一对衬套(4)，一对电容器电极(5)；外壳(7)，所述内部电容器单元布置在所述外壳(7)中；以及非易燃固体矿物材料(8)，所述非易燃固体矿物材料(8)填充在所述外壳(7)与所述电容器壳(1)之间，其中，所述一对衬套(4)构造成气密地固定至所述电容器壳(1)和所述外壳(1)并延伸穿过所述电容器壳(1)和所述外壳(7)，并且所述一对电容器电极(5)构造成经由所述一对衬套(4)延伸穿过所述电容器壳(1)和所述外壳(7)。2.根据权利要求1所述的电力电容器，其中，所述非易燃固体矿物材料(8)包括沙子、蛭石、矿渣和珍珠岩中的至少一者。3.根据权利要求2所述的电力电容器，其中，所述非易燃固体矿物材料(8)包括体积比为4:1的沙子和珍珠岩。4.根据权利要求1所述的电力电容器，其中，所述非易燃固体矿物材料(8)的颗粒直径为1mm至3mm。5.根据权利要求1所述的电力电容器，其中，所述非易燃固体矿物材料(8)添加有水、固液相变材料、防火流体和防火粉中的至少一者。6.根据权利要求5所述的电力电容器，其中，所述非易燃固体矿物材料(8)的水分含量为0％至60％。7.根据权利要求6所述的电力电容器，其中，所述非易燃固体矿物材料(8)的水分含量为30％。8.根据权利要求1至7中的任一项所述的电力电容器，其中，所述外壳(7)包括：本体(71)，所述本体(71)具有顶部开口；以及顶盖(72)，所述顶盖(72)构造成固定在所述本体(71)上以覆盖所述顶部开口，并且所述顶盖(72)设置有供所述一对衬套(4)穿过的一对孔。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的电力电容器，其中，所述内部电容器单元还包括套在所述衬套(4)中的每...

【专利技术属性】
技术研发人员：董轩，漆乐俊，杨瑞宵，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：