一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件制造技术

本实用新型专利技术涉及金属化安全膜干式高压电力电容器元件，主要由壳体、芯体、引出电极端子组成，芯体为由两层介质基膜上镀覆金属电极镀层构成的复合膜层叠卷绕在芯棒上两端喷金，复合膜由若干纵向内留空白条在横向上分成若干个纵向单元区块，每个单元区块内的连续镀层区的两侧均为网格区，每个网格区由短空隙窄条把镀层分割隔离形成纵向排列的小方块电极构成，每个小方块电极的一侧与内留空白条邻接，相对的另一侧由设置在短空隙窄条中部的独用导电桥与连续镀层区连通；在复合膜的两侧边分别制有纵向上连续的功能带。本实用新型专利技术提供的干式高压电力电容器元件，可提高电容器元件总的工作电压和容量，可改进电容器比容特性，节约原材料，减小温升。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力电容器，特别是涉及一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件的改进。
技术介绍
在干式高压电力电容器领域，由于传统结构的金属化干式高压电力器兀件内部局部电晕放电和温升散热问题，每个元件的工作电压不能太高，容量不能太大，因而需要由几十或上百个容量较小、电压较低的独立的金属化电力电容器元件进行串联和并联，组成电力电容器单元，再由多台单元串并联组成电压较高的大容量的高压电力电容器组入网或称高压电力电容器装备接入电网。由于元件多，导致可靠性差、体积大，造成材料浪费和结构复杂化。各元件和单元都还要外接保险熔断装置，以弥补制作这种电力电容器单元的金属化膜“自愈”可靠性差的问题。且由于金属化膜外接的导电镀层极薄，跟喷金层的连接脆弱，造成现有技术的干式高压电力电容器工作和寿命还不如传统的油浸式电力电容器。利用金属化安全膜技术提高电弱点自愈的有效性已被熟知。它把蒸镀在薄膜介质上的金属化电极镀层，用很窄的空隙网格图案分隔成许许多多的小块电极单元，每个小块与四周相邻小块之间都有起熔断器作用的微小镀层窄条，在这种结构的膜上如有电弱点击穿时，击穿放电电流会把该点所在的小电极块外连的镀层窄条烧断，击穿电流得到熄灭，使具有击穿点的小单元电容器与整体电容器隔断，达到自愈，而整体电容器虽损失了被隔离小单元的微小电容量，却能保持继续正常工作，从而使电容器提高工作电压和使用寿命但现有技术的网格型金属化安全膜存在一些重大缺陷:由于它的每个小块与四周相邻小块之间起熔断器作用的微小镀层窄条，具有一定的电阻，在交流工作电流经过时会发热；而且极大部分小块不能直接与加厚边相邻，它们的电流需要经过多重其他的小块和镀层窄条后才能到达加厚边，汇总到外电极。由于各小块的镀层窄条距加厚边的位置不同，其流过的迭加电流不同，最靠近加厚边起熔断器作用的微小镀层窄条上流过较大的迭加电流，这种迭加的电流产生较大的附加发热损耗，使该处的介质耐压降低，甚至造成电压击穿。所以，原有的网格型金属化安全膜的各小块由于没有独立的起熔断器作用的微小的镀层窄条，小块间电流串通、迭加，常会产生连带性击穿，安全保护的可靠性较差，以它制成的产品不但仍需外接安全保护装置，甚至反而降低产品寿命。对此问题，近几年也有一些改进设计，如中国专利ZL201010183371.X述及的纵向分区式金属化网格型安全膜电极结构，使安全膜的各小电极块之间没有直接相连；但其极大部分电极小块的工作电流仍需汇总迭加到相邻区域后再流向加厚边，从而增大了相邻区域的电流密度和近一倍的总发热量。当制作大容量的高压电力电容器单元需用宽度较大的金属化安全膜时，其附加发热的问题更加严重和不能容许。综之，现有技术的金属化网格型安全膜目前难以适应制作大容量的高压电力电容器。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集合式的金属化安全膜干式高压电力电容器元件，使干式高压电力电容器元件的工作电压成倍提高，而且各元件和单元都不需要外接保险熔断装置，安全可靠，简化结构，提高比容特性。本技术所采用的技术方案是:一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件，主要由壳体、芯体、电极端子组成，芯体为由两层聚丙烯介质基膜J上镀覆锌/铝金属电极镀层构成的复合膜层叠卷绕在芯棒、两端喷金所形成的圆柱体，壳体和芯体之间由绝缘树脂灌封，其特征在于该复合膜由若干纵向的内留空白条在横向上分成若干个纵向单元区块，每个单元区块内的连续镀层区的两侧均为网格区，每个网格区由短空隙窄条把镀层割隔离形成一列纵向排列的小方块电极构成，每个小方块电极的一侧与内留空白条邻接，相对的另一侧由设置在短空隙窄条中部的独用导电桥与连续镀层区连通；在复合膜的两侧边分别制有纵向上连续的功能带。所述的功能带为无镀层的留边或有镀层的加厚边。所述的壳体、芯棒均由塑料制成，所述的壳体和芯体之间由环氧树脂灌封。所述的芯棒为塑料管，从壳体的底盖和顶盖的中心圆孔中穿出。所述的复合膜可以是，其一侧边的功能带为无镀层的留边，另一侧边的功能带为镀层加厚边，所述的连续镀层区的宽度基本上等于两列有隔离的小方块电极及内留空白条三者宽度之和；各内留空白条两侧的小方块电极之间没有直接的导电通路，各连续镀层构成的电极两侧的小方块电极通过导电桥经连续镀层相互连通；以两层这种金属化安全膜左右对称并在横向上错开一距离后层叠，上下层的留边和镀层加厚边相互交错对应，使叠层的两侧加厚边都位于突出的位置，便于加厚边和外部喷金相连再与引出电极端子连接；同时上下层的内留空白条的中心线与连续镀层区的中心线基本上相互重合，上下层的网格区与连续镀层区相互上下对应，使每个小方块电极分别与相对的邻层连续镀层构成的电极及电极间的介质构成微型小电容器C ;每个有隔离的小方块电极与本层膜上的相邻连续镀层电极之间的导电桥成为此小电容C的微型熔断器R ;由上下层膜上相互对应着的两个导电桥相连的两个微型小电容器C并联构成最小基本电子构件E。由于各内部连续镀层在纵向上全连通，使各基本电子构件E通过其上下层的连续镀层构成的电极在纵向上与相邻基本电子构件并联连接，同时在横向与相邻基本电子构件串联连接，并由内留空白条对横向相邻基本电子构件间不同电位电极作绝缘隔离，横向串联的总基本电子构件数η为复合膜上内留空白条数量的2倍加1，η为奇数。上述的镀层加厚边内侧的基本电子构件与镀层加厚边相连的连续镀层电极被附加延伸的隔离空隙条作纵向隔离构成半连续电极块。各内部基本电子构件的横向宽度及电极面积分别都大致相等，内留空白条宽度大致上为留边宽度的1.5 2倍；留边和内留空白条之间距离与内留空白条间距相比，大致上大10 % ;加厚边与与其最近的内留空白条之间距尚与各内留空白条间距的1/2相比,大致上大15% 25% ;所有小方块电极的纵向宽度大致相等，约为5 10mm，各列小方块电极的横向宽度也大致相等，约为内留空白条间距或内留空白条和留边之间距离的1/4;对于横向最左端和最右端这两个基本电子构件，其包括外留边内侧的有隔离的小方块电极、力口厚边内侧的半连续电极块和它们相连的电极组成的横向宽度，比中间其他各内部基本电子构件的横向宽度大15% 25%。所述的复合膜也可以是，其两侧边均为无镀层的留边，或者其两侧边均为镀层加厚边，有镀层加厚边的那层膜比有留边的那层膜的横向宽度大1.5 3_。当以这两种金属化安全膜上下中心线对准叠层时，两侧镀层加厚边都位于突出的位置，便于加厚边和外部喷金相连再与电极端子连接；所述的连续镀层区的宽度基本上等于两列有隔离的小方块电极及内留空白条三者宽度之和；各内留空白条两侧的小方块电极之间没有直接的导电通路，各连续镀层区两侧的小方块电极通过导电桥经连续镀层区相互连通；上下层的内留空白条的中心线与连续镀层区的中心线基本上相互重合，上下层的小方块电极与连续镀层区相互上下对应。上下层的小方块电极分别与相对的邻层连续镀层电极及电极间的介质构成微型小电容器C ;每个有隔离的小方块电极与本层膜上的相邻连续镀层电极之间的导电桥成为此小电容C的微型熔断器R ;由上下层膜上相互对应着的两个导电桥相连的两个微型小电容器C并联构成最小基本电子构件E，各基本电子构件E通过其上下层的连续镀层电极在纵向上与相邻基本电子构件并联连接，同时在横向与相邻基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件，主要由壳体、芯体、电极端子组成，芯体为由两层聚丙烯介质基膜(J)上镀覆锌/铝金属电极镀层构成的复合膜层叠卷绕在芯棒两端喷金所形成的圆柱体，壳体和芯体之间由绝缘树脂灌封，其特征在于所述的复合膜由若干纵向的内留空白条(2.2)在横向上分成若干个纵向单元区块，每个单元区块内的连续镀层区的两侧均为网格区，每个网格区由短空隙窄条(2.21)把镀层分割隔离形成一列纵向排列的小方块电极(1.21)构成，每个小方块电极(1.21)的一侧与内留空白条(2.2)邻接，相对的另一侧由设置在短空隙窄条(2.21)中部的独用导电桥(1.23)与连续镀层区(1.11)连通；在复合膜的两侧边分别制有纵向上连续的功能带。

【技术特征摘要】
1.一种金属化安全膜干式高压电力电容器元件，主要由壳体、芯体、电极端子组成,芯体为由两层聚丙烯介质基膜(J)上镀覆锌/铝金属电极镀层构成的复合膜层叠卷绕在芯棒两端喷金所形成的圆柱体，壳体和芯体之间由绝缘树脂灌封，其特征在于所述的复合膜由若干纵向的内留空白条(2.2)在横向上分成若干个纵向单元区块，每个单元区块内的连续镀层区的两侧均为网格区，每个网格区由短空隙窄条(2.21)把镀层分割隔离形成一列纵向排列的小方块电极(1.21)构成，每个小方块电极(1.21)的一侧与内留空白条(2.2)邻接，相对的另一侧由设置在短空隙窄条(2.21)中部的独用导电桥(1.23)与连续镀层区(1.11)连通；在复合膜的两侧边分别制有纵向上连续的功能带。2.根据权利要求1所述的金属化安全膜干式高压电力电容器元件，其特征在于所述的功能带为无镀层的留边(2.1)或镀层加厚边(1.1)。3.根据权利要求1或2所述的金属化安全膜干式高压电力电容器元件，其特征在于所述复合膜一侧边的功能带为无镀层的留边(2.1)，另一侧边的功能带为镀层加厚边(1.1),所述的连续镀层区(1.11)的宽度基本上等于两列有隔离的小方块电极(1.21)及内留空白条(2.2)三者宽度之和；各内留空白条两侧的小方块电极之间没有直接的导电通路，各连续镀层区(1.11)两侧的小方块电极(1.21)通过导电桥(1.23)经连续镀层区(1.11)相互连通；以两层这种金属化安全膜左右对称并在横向上错开一距离层叠，上下层的留边(2.1)和镀层加厚边(1.1)相互交错对应，使叠层的两侧镀层加厚边都位于突出的位置，便于镀层加厚边和外部喷金相连再与电极端子连接；同时上下层的内留空白条的中心线与连续镀层区的中心线基本上相互重合，上下层的网格区与连续镀层区相互上下对应，使每个小方块电极(1.21)分别与相对的邻层连续镀层(1.11)构成的电极及电极间的介质构成微型小电容器C ;每个有隔离的小方块电极与本层膜上的相邻连续镀层区(1.11)之间的导电桥(1.23)成为此小电容C的微型熔断器R ;由上下层膜上相互对应着的两个导电桥(1.23)相连的两个微型小电容器C并联构成最小基本电子构件E ;各内部连续镀层区(1.11)在纵向上全连通，使各基本电子构件E通过其上下层的连续镀层电极(1.11)在纵向上与相邻基本电子构件并联连接，同时在横向与相邻基本电子构件串联连接，并由内留空白条(2.2)对横向相邻基本电子构件间不同电位电极作绝缘隔离。4.根据权利要求3所述的金属化安全膜干式高压电力电容器元件，其特征在于镀层加厚边内侧的基本电子构件与镀层加厚边(1.1)相连的连续镀层电极被附加延伸的隔离空隙条(2.22)作纵向隔离构成半连续电极块(1.12)。5.根据权利要求3所述的金属化安全膜干式高压电力电容器元件，其特征在于各内部基本电子构件的横向宽度及电极面积分别都基本相等，内留空白条宽度大致上为留边宽度的1.5 2倍；留边与其最...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫东，
申请(专利权)人：吴卫东，
类型：实用新型
国别省市：