功率電容器的製作方法

2023-05-24 17:20:46 2

專利名稱：功率電容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種功率電容器，包括至少一個線圈繞組元件，該元件或每個元件被包含在緊密密封的外殼中，每個元件和保護裝置連接，該裝置包含在殼中，該殼以緊密密封的方式固定在外殼的頂部，還包括可變形膜，其以可移除的方式固定到所述殼上並且可以在因繞組內部故障產生過壓時變形從而致動上述元件的斷開裝置。
背景技術：
功率電容器用於在電力系統中進行無功補償或者用於獲得諧波濾波系統。
低壓功率電容器通過以串並聯的布置裝配若干獨立的元件而獲得。
獨立電容器元件由敷金屬塑料薄膜的線圈繞組組成並且具有保護系統。
繞組基本上被如樹脂、油、凝膠或者氣體的材料包圍。
如上所述，自修復的功率電容器由至少一個線圈繞組組成，該繞組由至少兩層絕緣薄膜組成，其上沉積導電金屬層。
電容器的所謂自修復是指當電介質層發生故障導致局部擊穿，其導致故障臨近區域電極的蒸發。
當產生反常應力或接近壽命極限時，自修故特性減弱。電流增大引起故障的臨近區的溫升以及塑料薄膜分解氣體的產生。壓力效應可以導致擊穿的產生。
專利FR8606369，WO98/14967和FR2598024公開了過壓保護器件，其中在形成明顯的短路之後，使位於上行線路的熔斷器熔斷。
過壓保護器件經常遇到這種情況，應用機械力到繞組的一個供電導體導致或者導體的機械斷裂，或者導體末端到輸出端子的焊接斷裂。專利FR2604558，US4748536，FR2589618，FR2616007公開了使用這種保護器件的電容器。
這些實施例的缺點在於保護系統位於包含電容器線圈的外殼的一端。薄膜損壞產生的氣體壓力保證了保護系統的操作，但是可以導致外殼和保護系統之間的機械連接的斷裂。加強該連接導致費用增加。
在專利FR2598024中，電容器通過由樹脂形成的緊固系統固定在外殼頂部的周圍。
實際上，該器件的一個缺點是當壓力增加時，兩部分趨於分開。該器件提供的機械壓力比較小。並且在該器件中，各部分以高精度的公差配合，這就增加了配合不精準的漏電風險。
專利WO98/14967公開了一種具有保護系統的電容器，保護系統形成殼的一部分適合以塗敷材料在外殼中。
這種布置可以在包含保護器件的殼和外殼之間使用固體機械連接，但是不能保證由於繞組故障產生的所有氣體到達保護系統的可變形膜。這會導致外殼破裂。
這種類型的組件也增加了塗敷材料滲漏到繞組和膜之間的空間的風險。

發明內容
本發明解決了上述問題並提供一種電容器，其具有簡單的設計以及經過改善的機械強度。
為此，本發明提供了一種具有上述優點的電容器，該電容器的特徵在於所述電容器或每個電容器可包含在和其相連的外殼頂部中，並以聚合物材料，例如聚合樹脂，插入外殼和殼之間的方式固定在頂部的內壁上，所述材料實現了兩部分之間的密封和附著。
根據特定的實施例，所述殼或每個殼將其整個重量固定在其所在的外殼內部的頂部，該外殼和其相連。
根據特定的特徵，該殼按壓一部分外殼上的平面，該平面在基本上和外殼的縱向方向垂直的平面中延伸。
根據另一特徵，膜的直徑小於殼外徑以及所述殼包括管道，該管道用於處在殼外壁和膜之間的導線通過。
根據另一特徵，使在膜上的空間和膜下的空間之間密封的方法包括在端蓋上澆注聚合體樹脂。
根據另一個特徵，電容器為三相型並包括每相的外殼，在其頂部被可靠連接的所述外殼處在與保護器件相同的一側上。


但是本發明其他的優點和特徵將參照僅為示例的附圖，通過下面的詳細描述而更清楚地顯現，其中附圖1是根據本發明的完整的三相電容器的透視圖，附圖2是上圖的正視圖，附圖3是附圖1的側視圖，附圖4是根據附圖1的電容器的透視圖，不含端蓋，附圖5是根據附圖1的電容器的透視圖，不含電路板，附圖6是附圖1中沿P平面的剖視圖，附圖7是包括示出了根據本發明的三相電容器的單一元件的內部的剖視圖的透視圖，附圖8是在其上的殼的透視圖。
具體實施例方式
在附圖1到6中，三相電容器C包括三個單一電容器1、2、3，每個包含在特定由塑料製成的圓柱形的外殼4、5、6中，每個外殼的末端有一個開口，三個外殼形成一個獨立部分。每個外殼4、5、6中包含由敷金屬的塑料薄膜的繞組形成的線圈23。每個線圈23以通常方式塗敷樹脂並在外殼4的開口端側的表面上具有兩個連接線10、11。每個電容器1、2、3還包括殼20，其設計成固定在所述外殼4上，以封閉外殼4的上述開口並且容納膜，所述膜14在電路故障產生的氣體的壓力作用下可變形，所述膜14在殼20的自由中間中可移動。膜上布置電氣保護器件，該器件包括熔斷器。膜的搖動移動短路線圈的觸點，使每個單相元件接線中的熔斷器熔斷，這樣使單相電容器和供電系統絕緣。
兩個導線從線圈伸出。第一導線10通過殼並伸出，如附圖5所示。第二導線11從線圈伸出穿過殼並連接到熔斷器的一端。另一個導線11a連接到熔斷器的另一端。
更特別的，參照附圖5至附圖7，可以看出，根據本發明，每個殼20被容納在相關聯的外殼4的頂部12中，聚合物材料8置於每個殼20和外殼4的頂部12之間，這種材料實現了兩部分之間的密封和附著。殼20整個重量固定在外殼4的頂部12的內部。殼20垂直布置在外殼上，並通過殼20的圓柱外部17按壓該外殼上的平面A，殼20包括自由端24，該自由端被設計成包含在槽13中，槽13通過移除材料22形成在外殼4的頂部12。
參照附圖6到附圖7，可以看出，每個殼20包括形成開口19的圓柱形的內環部16，該開口19被上述的膜14封閉。該圓柱形內部16包括圓柱形槽18，該槽設計成容納並保持圓柱部15，圓柱部15屬於膜14，其厚度基本相當於槽18的厚度。
內環部16的外徑小於殼20的外環部17的內徑，這樣在兩部分之間形成環狀空間25，該空間設計成導線10、11的通道，導線來自線圈23。為此，殼20包括朝向空間16的管道21。
執行如下步驟安裝根據本發明的電容器C在安裝線圈23及其樹脂塗敷之後，膜14通過將膜14的上述環狀部15插入到殼20的上述槽18中而被安裝到殼20。接著，來自線圈23的導線10、11被插入出於該目的位於設置在殼20中的環狀空間25裡的管道21，從而穿過所述殼20並伸出殼20的頂部12。接著，組件被插入到外殼4的頂部12直到殼20按壓設置在外殼4的頂部12中的槽13的底部A上的平面。接著導線10、11被電氣連接到保持在殼中的斷路器件。接著聚合材料8澆注到殼20上，其中該材料滲入殼20和外殼4的頂部12之間，來實現兩部分之間的密封和附著。接著支持連接端子B和電氣連接器件的電路板9被安置在殼20上以及來自線圈23的電氣導線和熔斷器電氣連接到電路板9的電氣元件上。端蓋7接著安裝在電路板9上。
這樣，根據本發明的功率電容器由於殼被安裝在外殼內而具有增強的機械強度。這也使得當壓力增大時導致兩部分相互不牢固的風險被極大地減小了，機械強度的這種改善也是由於粘合表面增大了。該組裝方式還有這樣的優點，兩部分之間的公差不需要很嚴格。大量樹脂的使用還減小了兩部分之間分裂的風險。
在膜和殼外部之間引出導線使得組件的安裝更加容易。根據現有技術的器件，導線實際上必須在殼安裝到外殼中之前安裝到膜上。本發明可以使膜安裝到殼上，然後導線穿過所述殼。
由於三相三殼牢固地彼此連接，也可以獲得所述組件的經過強化的機械力。
另一個優點是因為殼位於外殼的頂部中，塑料製成的殼可以用不防火的材料製成。
進一步，該組裝方式還有空間改進為其他類型的保護系統，例如可以使導體斷路或者觸點開路的裝置。
進一步，連接在膜和殼外部之間的導線的這一事實意味著不需要彼此相對轉動定位膜和所述殼。因此也不需要旋轉指示了。
自然的，本發明並不局限於僅僅作為示例性實施例的描述和顯示。
相反的是，本發明包括了根據本發明精神的所述裝置的技術手段等同物，如果可能的話還包括它們的組合。
權利要求
1.一種功率電容器，包括至少一個線圈繞組元件，該元件或每個元件被包含在緊密密封的外殼中，每個元件和保護裝置連接，該裝置包含在殼中，該殼以緊密密封的方式固定在外殼的頂部，並且包括可變形膜以可移除的方式固定到所述殼並且在繞組的內部故障產生的過壓時變形以至於致動上述元件的斷開裝置，其特徵在於，所述殼或每個殼(20)容納在與之連接的外殼(4)的頂部(12)並且以聚合材料(8)插入殼(20)和外殼(4)之間的方式固定在該頂部(12)的內壁上，所述材料(8)實現了上述兩部分之間的密封和附著。
2.根據權利要求1所述的電容器，其特徵在於，上述聚合物材料是聚合樹脂。
3.根據權利要求1或2所述的電容器，其特徵在於，所述殼或每個殼(20)整個重量固定在與其相連的外殼(4)的頂部(12)的內部。
4.根據權利要求1到3其中之一所述的電容器，其特徵在於，殼(20)按壓在外殼(4)的部分(A)上的平面，所述平面在基本垂直於外殼(4)縱向的平面中延伸。
5.根據權利要求1到4其中之一所述的電容器，其特徵在於，膜(14)的直徑小於殼(20)的外徑以及殼(20)包括管道(21)做為位於殼(20)的外壁和膜(14)之間的導線(10、11)的通道。
6.根據前述任一權利要求所述的電容器，其特徵在於，用於在膜(14)下面的空間和在膜(14)上面的空間之間實現密封的方式包括在端蓋上澆注聚合樹脂(8)。
7.根據前述任一權利要求所述的電容器，其特徵在於，該電容器為三相類型並包括每相的外殼(4)，在其頂部被可靠連接的所述外殼處在與保護器件相同的一側上。
全文摘要
本發明涉及一種功率電容器，包括至少一個線圈繞組元件(23)，該元件或每個元件被容納在緊密密封的外殼(4)中，每個元件和保護裝置連接，該裝置被容納在殼(20)中，該殼以緊密密封的方式固定在外殼(4)的頂部(12)，並且包括可變形膜(14)，其以可移除的方式固定到所述殼(20)上並且在繞組的內部故障產生的過壓時變形從而致動上述元件的斷開裝置。該電容器的特徵在於所述殼或每個殼(20)包含在與之連接的外殼(4)的頂部(12)並且以聚合材料(8)插入殼(20)和外殼(4)之間的方式固定在該頂部(12)的內壁上，所述材料(8)實現了上述兩部分之間的密封和附著。
文檔編號H01G2/18GK1929057SQ20061014223
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月8日 優先權日2005年9月8日
發明者尤尼斯·伊西阿克赫姆, 塞巴斯蒂安·萊帕吉, 讓-馬克·盧平 申請人:施耐德電器工業公司