一种耦合电容器论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种耦合电容器，所述耦合电容器包括绝缘外套、设于所述绝缘外套两端外侧的电容器法兰、设于所述绝缘外套内部的电容组件以及设置在所述电容器法兰的两个接线端子；所述电容组件包括多个成列分布的电容芯；所述电容芯并联后通过铜片或导线连接至所述接线端子；所述绝缘外套为中空结构，所述绝缘外套内壁覆盖有一层波浪状的聚四氟乙烯，所述绝缘外套内部填充有绝缘介质，所述绝缘介质靠近所述电容器法兰的一侧填充有固态环氧树脂，中间用聚氨酯灌封，形成环氧树脂‑聚氨酯‑环氧树脂夹心结构。本实用新型设计的耦合电容器无需使用油作为其介质材料，可以有效降低低温下电容器局部放电，避免介质受损，降低对环境的污染。

主设计要求

1.一种耦合电容器，其特征在于：所述耦合电容器包括绝缘外套、设于所述绝缘外套两端外侧的电容器法兰、设于所述绝缘外套内部的电容组件以及设置在所述电容器法兰的两个接线端子；所述电容组件包括多个成列分布的电容芯；所述电容芯并联后通过铜片或导线连接至所述接线端子；所述绝缘外套为中空结构，所述绝缘外套内壁覆盖有一层波浪状的聚四氟乙烯，所述绝缘外套内部填充有绝缘介质，所述绝缘介质靠近所述电容器法兰的一侧填充有固态环氧树脂，中间用聚氨酯灌封，形成环氧树脂-聚氨酯-环氧树脂夹心结构。

设计方案

2.根据权利要求1所述的耦合电容器，其特征在于：所述绝缘外套呈圆柱形，整体由绝缘陶瓷材料构成，所述绝缘外套外壁为伞裙结构，且伞裙呈大小相间排列。

3.根据权利要求1所述的耦合电容器，其特征在于：所述绝缘外套两端设有内凹的螺纹结构，所述电容器法兰设有外凸的螺纹结构，所述电容器法兰拧合在所述绝缘外套两端。

4.根据权利要求1所述的耦合电容器，其特征在于：所述绝缘外套与所述电容器法兰之间设有绝缘垫。

5.根据权利要求1所述的耦合电容器，其特征在于：所述电容器法兰上设有平行于轴线方向的贯穿螺孔。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电容器，具体是一种耦合电容器。

背景技术

耦合电容器是电力系统高频通道中的重要设备，是用来在电力网络中传递信号的电容器，主要用于工频高压及超高压交流输电线路中，以实现载波、通讯、测量、控制、保护及抽取电能等目的。它使得强电和弱电2个系统通过电容器耦合并隔离，提供高频信号通路，阻止工频电流进入弱电系统，保证人身安全。

如今市面上的耦合电容器的大都采用油浸式的，油在低温下粘度变化会增大，引发介质体积变化，增大油隙，聚集成气泡，导致局部放电加剧，介质受损；部分干式电容器采用抽真空或灌入SF6气体来保持其绝缘性，制作困难、工艺复杂，对密封性要求较高，并且功能单一，稳定性差，电容器烧损和爆炸等事故时有发生，而且这些电容器在事故前所做的预防性试验都合格，实际使用过程中运行不了多长时间就有可能发生事故。因耦合电容器工作中温度升高导致绝缘外套内压力变化明显，加上密封圈的老化会加剧介质渗漏的风险，容易发生击穿爆炸，给产品性能增加了不稳定因素。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耦合电容器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种耦合电容器，所述耦合电容器包括绝缘外套、设于所述绝缘外套两端外侧的电容器法兰、设于所述绝缘外套内部的电容组件以及设置在所述电容器法兰的两个接线端子；所述电容组件包括多个成列分布的电容芯；所述电容芯并联后通过铜片或导线连接至所述接线端子；所述绝缘外套为中空结构，所述绝缘外套内壁覆盖有一层波浪状的聚四氟乙烯，所述绝缘外套内部填充有绝缘介质，所述绝缘介质靠近所述电容器法兰的一侧填充有固态环氧树脂，中间用聚氨酯灌封，形成环氧树脂-聚氨酯-环氧树脂夹心结构。

作为本实用新型进一步的方案：所述绝缘外套呈圆柱形，整体由绝缘陶瓷材料构成，所述绝缘外套外壁为伞裙结构，且伞裙呈大小相间排列。

作为本实用新型进一步的方案：所述绝缘外套两端设有内凹的螺纹结构，所述电容器法兰设有外凸的螺纹结构，所述电容器法兰拧合在所述绝缘外套两端。

作为本实用新型进一步的方案：所述绝缘外套与所述电容器法兰之间设有绝缘垫。

作为本实用新型进一步的方案：所述电容器法兰上设有平行于轴线方向的贯穿螺孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设计的耦合电容器无需使用油来作为其介质材料，可以有效降低低温下电容器局部放电，避免介质受损，并且更加安全，降低对环境的污染。此外，在绝缘外套内壁增加的波浪状聚四氟乙烯能够有效增加电容器内壁的受力极限，并且采用环氧树脂-聚氨酯-环氧树脂作为介质材料提高了电容器的击穿电压和抗形变能力，提高产品的安全性和稳定性；进一步地，不采用油封可以将耦合电容器设计得更加轻巧，避免了繁琐的生产工艺，有效降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型提供的耦合电容器的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的耦合电容器的电容器法兰的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型提供的一种耦合电容器的剖面结构示意图，包括绝缘外套1、设于绝缘外套1两端外侧的电容器法兰2，绝缘外套1为空心结构，其内部设有电容组件3。两个电容器法兰2内均设有接线端子，且接线端子可以设置多个，以提高电容组件的热传导性；电容组件3包括多个成列分布的电容芯31，电容芯包裹在绝缘介质中；电容芯31在并联后，将高压端通过铜片或导线4连接至耦合电容器高压端的接线端子21，将低压端通过铜片或导线5连接至耦合电容器低压端的接线端子22。绝缘外套1为中空结构，其内壁覆盖有一层波浪状的聚四氟乙烯6，聚四氟乙烯(PTFE)具有极优的化学稳定性，能耐所有强酸、强碱、强氧化剂，与各种有机溶剂也不发生作用。PTFE使用温度范围较广，常压下可以长期应用于-180℃~250℃，在250℃高温下处理1000h后，其力学性能变化很小，由于PTFE无极性，耐热及不吸水，因此又是一种优良的电绝缘材料，并且还具有优良的耐老化性，不黏性及不燃性。绝缘外套1内部覆盖的波浪状的聚四氟乙烯6能够有效防止耦合电容器中的介质受热膨胀导致绝缘外套1破裂等情况的发生，并且将聚四氟乙烯设计成波浪状能够将其受到的力分散到各个方向上，避免单一方向受力过大，超过其承受上限，这种结构能够极大增加电容器内部的受力极限，有效防止电容器爆炸、破裂。

绝缘外套1内部填充有绝缘介质7，绝缘介质7靠近电容器法兰2的一侧为固态环氧树脂，中间用聚氨酯灌封，形成环氧树脂-聚氨酯-环氧树脂夹心结构，这样的密封结构可以大大降低内部介质泄露的风险，并且提升了耦合电容器工作的稳定性，能够有效防止电容器烧毁和爆炸。

绝缘外套1外层为大小相间的伞裙结构，其可以进一步提高耦合电容器的外绝缘性能，并且相间出现的大伞裙可以有效提高其爬电距离，进而改善其外绝缘性能，使得该耦合电容器更加安全，使用场合更加广泛。

同时，绝缘外套1两端中心区域设有内凹的螺纹结构，电容器法兰2上有外凸的螺纹结构，它们可以通过螺纹紧密对接。优选地，为了进一步提升其密封性，在绝缘外套1余电容器法兰2之间设有密封圈，进而提高耦合电容器的抗压抗形变能力，并减缓绝缘外套1和电容器法兰2上的螺纹的老化程度，延长使用寿命。

图2为电容器法兰2的俯视图，电容器法兰2上设有平行于轴线方向的贯穿螺孔23，便于将耦合电容器固定在其他物体上。

本实用新型设计的耦合电容器无需使用油来作为其介质材料，可以有效降低低温下电容器局部放电，避免介质受损，并且更加安全，降低对环境的污染。此外，在绝缘外套内壁增加的波浪状聚四氟乙烯能够有效增加电容器内壁的受力极限，并且环氧树脂-聚氨酯-环氧树脂作为介质材料，提高了电容器的击穿电压和抗形变能力，提高产品的安全性和稳定性；进一步地，不采用油封可以将耦合电容器设计得更加轻巧，避免了繁琐的生产工艺，有效降低生产成本。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

设计图

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主设计要求

设计方案

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