乾式金屬化膜高壓並聯電容器的製作方法
2023-05-16 09:20:56
專利名稱：乾式金屬化膜高壓並聯電容器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種乾式金屬化膜高壓並聯電容器。
目前我國除個別廠家的少量產品外，高壓並聯電容器都是油浸式，固體介質為聚丙烯薄膜或此膜與電容器紙複合而成。但是近幾年來，我國電力部門對輸變電設備，特別是無人值守變電站設備，提出了無油化(乾式)的要求。為此，相繼有人開發了基本滿足這一要求的產品，如ZL 96 2 15175.0、ZL 98 2 38431.9、ZL99 2 34596.0等。但這些產品無論是在產品內部還是外部都存在以下這些問題。
在產品內部，ZL 96 2 15175.0所述產品內部的元件為兩個小元件串聯而成(以下簡稱內2串，餘類推)，ZL 98 2 38431.9所述產品的元件為內2或3串。他們的元件內一個小元件如果因局部擊穿而短路(即自愈失敗，這是完全可能的，金屬化膜有自愈性，但其概率絕不可能是百分之百！)，完好的另一(或二)個小元件上出現的過電壓約為其額定電壓的2(或1.5)倍。若元件內第一個小元件短路後再次發生第二個小元件局部擊穿，則不論自愈成功與否，此時釋放的能量按其電壓的4.7次方上升，而元件內部串聯數小者第二個小元件上已經有較高的過電壓，所以可能引發惡性事故。近年來的產品運行情況已經證明了這一點。若發生局部擊穿後開路(自愈成功，這是經常性的)，該元件整個被切除而退出運行，剩餘並聯元件上的過電壓以及整臺產品容量的下降，仍是元件內部串聯數小的較嚴重！ZL 99 234596.0所述產品則無自愈性。ZL 98 2 38431.9所述產品在產品內部元件上串聯小熔絲，型式試驗時仍沿用油浸式產品的老方法，用鐵釘扎穿一個小元件，讓其徹底短路，以考核內熔絲是否可靠熔斷。這與金屬化膜元件局部擊穿的實際情況大相逕庭。此試驗方法不能正確考核該類產品的內熔絲，因而意外事故在所難免。
在產品外部，ZL 96 2 15175.0所述產品沒有配置保護電力電容器專用外熔斷器，其運行可靠性待改進。在沒有內熔絲的情況下尤其是這樣。ZL 98 2 38431.9所述產品由外部6臺相同產品串聯而成為10千伏級電容器，雖能配置外熔斷器，但其電流要比10幹伏同容量的此類產品大6倍，而且它們的高壓端子對地的雜散電容彼此也相差2至6倍，使用時的接線也較複雜。
本實用新型的目的在於克服上述產品的弊端，開發一種更加科學合理的乾式金屬化膜高壓並聯電容器。
本實用新型是這樣實現的它包括出線套管、外殼、安全膜元件、連接導線及乾燥氮氣。所說的安全膜元件採用低壓並聯電容器中已有人用過的金屬化聚丙烯安全膜，但元件內部由不串聯改為無焊接點的五個或五個以上小元件串聯而成(寬度為100到120毫米)，元件兩端與均壓罩之間灌注環氧樹脂，外部再通過連接導線適當並聯和串聯以構成10千伏和更高電壓等級的高壓並聯電容器芯子。它的外殼採用耐候性塑料(脂環族二環氧化物，或有機矽改性環氧樹脂等)或普通鋼板(單臺產品容量大於500千乏的集合式產品僅採用普通鋼板)。外殼內均充以常壓乾燥氮氣。使用時還要配置保護電力電容器專用的外熔斷器(即噴逐式熔斷器)。
本實用新型的優點1、由於產品內部元件採用金屬化聚丙烯安全膜，其可視為成千上萬個帶「熔絲」的小極板並聯而成。每個小極板就是一個微型電容器的極板。所以，無論它自愈成功與否，用此膜卷繞的元件均僅限於該微型電容器開路，不會出現整個串聯段短路的情況。因而沒有由此而產生的第一個串聯段自愈失敗後第二個串聯段自愈時的極高能量出現，這就避免了可能引發的惡性事故。
2、元件內部為無焊接點的五個或五個以上小元件串聯而成，寬度為100至120毫米，它的兩端與均壓罩之間灌注環氧樹脂，組成一個完整的元件。外部再適當並聯和串聯以構成10千伏和更高電壓等級的高壓並聯電容器芯子。由於串聯數較多，一個串聯段內因自愈引起的電容量衰減，對整個元件電容量影響較小。
3、由於採用了安全膜，基本消除了自愈失敗後的短路現象，多串後電容量變化引起的電壓分布不均勻性也小，因而個別串聯段上出現較高過電壓的可能性下降。
4、外殼採用耐候性塑料(脂環族二環氧化物，或有機矽改性環氧樹脂等)或普通鋼板(單臺產品容量大於500千乏的集合式產品僅採用普通鋼板)。外殼內均充以常壓乾燥氮氣。這對萬一發生的電容器爆裂著火之類的惡性事故又多了一道防線。
5、使用時還要配置保護電力電容器專用的外熔斷器(即噴逐式熔斷器)，再增加一重內部故障保護，產品更加安全。
以下結合附圖提供本實用新型的實施例附
圖1是本實用新型的整體結構示意圖；附圖2是安全膜元件3內部結構示意圖。
如圖所示，本實用新型主要由出線套管1、外殼2、安全膜元件3、乾燥氮氣4、連接導線5組成。安全膜元件3按不同容量和電壓，經必要的並聯和串聯後放進外殼2內(如系普通鋼板外殼，電容元件和外殼間還需增加聚丙烯膜絕緣材料)。外殼2為長方體，採用耐候性塑料(脂環族二環氧化物，或有機矽改性環氧樹脂等)或普通鋼板(單臺產品容量大於500千乏的集合式產品僅採用普通鋼板)。元件和外殼之間充以常壓乾燥氮氣4，然後經由連接導線5連接並引至出線套管1，便組成了一臺完整的產品。
權利要求1.一種乾式金屬化膜高壓並聯電容器，由出線套管(1)、耐候性塑料或鋼板外殼(2)、多個安全膜元件(3)和連接導線(5)組成，外殼內充常壓乾燥氮氣(4)，其特徵是採用多個安全膜元件(3)按照適當的串並聯方式通過連接導線(5)連接，安全膜元件(3)內部結構為無焊接點的五個或五個以上小元件串聯。
專利摘要一種新型10kV級及以上乾式金屬化膜高壓並聯電容器,包括出線套管、外殼、安全膜元件、連接導線及乾燥氮氣。其重要特徵是採用內部多串安全膜元件、耐候性塑料或鋼板外殼,以及外殼內充常壓乾燥氮氣。它主要解決了產品無油化、特別是金屬化膜一旦自愈失敗後的技術問題。此外,再配置保護電力電容器專用外熔斷器,可最大限度防止產品破裂著火之類事故的發生。本乾式金屬化膜高壓並聯電容器適用於各類變電站,尤其是無人值守站無功補償的需要。
文檔編號H01G4/38GK2443474SQ0025725
公開日2001年8月15日 申請日期2000年10月12日 優先權日2000年10月12日
發明者周存和, 周旻, 趙躍 申請人:周存和, 周旻, 趙躍