專(zhuān)利名稱(chēng)：干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容器，尤其涉及一種干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器。
背景技術(shù)：
市場(chǎng)上的防爆電容器多種多樣，比較通用的通常采用壓力防爆裝置加液體填充的方式。其工作原理就是若電容芯子發(fā)生失效擊穿，形成短路瞬間產(chǎn)生大量熱量將金屬化膜氣化，產(chǎn)生大量氣體使電容內(nèi)部壓力增大，直到電容壓力防暴裝置產(chǎn)生變形將電極拉斷，使正在工作的電容器處于開(kāi)路狀態(tài)，從而達(dá)到防止電容器爆炸的目的。但此類(lèi)電容器多是液 體填充，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工工藝難度大，由于裝配技術(shù)不良而造成防爆電容器報(bào)廢的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，也存在封裝密封不夠構(gòu)成性能隱患。另外，由于現(xiàn)有防爆電容器主要是采用油浸式，這一種方式對(duì)氣體的流動(dòng)有利，但在防爆電容器失效時(shí)，由于外殼過(guò)度變形，很容易造成填充劑發(fā)生泄漏，對(duì)電容器使用安全帶來(lái)了一些問(wèn)題。加上油浸式電容器需要對(duì)外殼進(jìn)行清洗，必須使用能使油性填充劑溶解的化學(xué)試劑，如香蕉水等，若處理不好，不僅對(duì)操作人員身體傷害，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。現(xiàn)有金屬化薄膜電容器失效后均會(huì)分解產(chǎn)生氣體，同時(shí)伴有高溫，極易爆引起爆炸及燃燒現(xiàn)象，現(xiàn)采用的安全防護(hù)結(jié)構(gòu)均采用錫焊的方式，防爆極一端錫焊接在導(dǎo)電柱上，另一端錫焊在防爆板的鐵片上，該結(jié)構(gòu)產(chǎn)品工藝流程復(fù)雜，產(chǎn)品加工過(guò)程的質(zhì)量受人為因素的影響較大，質(zhì)量差，損耗大，絕緣電阻低，自愈性能差，性能不穩(wěn)定，過(guò)載能力差等缺點(diǎn)?，F(xiàn)有防爆電容器不能滿足小功率直流母線鉗位，小功率線路板安裝，中/低壓變壓器、中高壓變頻器、風(fēng)電并網(wǎng)變頻器、高頻電源機(jī)車(chē)逆變電源等領(lǐng)域電容器的需要。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一種干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，解決現(xiàn)有壓力防爆裝置加液體填充電容器結(jié)構(gòu)復(fù)雜；已有金屬化薄膜防爆電容器結(jié)構(gòu)產(chǎn)品工藝流程復(fù)雜，質(zhì)量差，易燃易爆，可靠性能差，使用壽命短等問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，包括電容器外殼、蓋板、電容芯子、芯子引出電極，以及連接電容芯子與電極的銅帶，填充到電容器內(nèi)部的環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料，電容芯子由金屬化薄膜卷制而成，金屬化薄膜包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層及涂覆在薄膜介質(zhì)層之上的金屬化層，其特征在于所述金屬化薄膜包括一層及其以上防爆金屬化薄膜層；防爆金屬化薄膜層包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層及由混合均勻的鋅鋁涂覆在薄膜介質(zhì)層之上的金屬化層A ;金屬化層A成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且被X型無(wú)鍍層區(qū)分割成一個(gè)個(gè)導(dǎo)電金屬方格。所述金屬化層A成菱形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相鄰X形無(wú)鍍層區(qū)之間是斷開(kāi)的。所述導(dǎo)電金屬方格間由涂覆的金屬化層形成的導(dǎo)電金屬細(xì)絲連接。金屬化層A是將混合均勻的鋅鋁金屬鍍成一個(gè)個(gè)小的導(dǎo)電金屬方格，以及連接這些小的導(dǎo)電金屬方格的金屬化細(xì)絲。由于防爆金屬化薄膜層是一種網(wǎng)狀的金屬化膜，導(dǎo)電金屬方格是由導(dǎo)電金屬細(xì)絲連接起來(lái)的，導(dǎo)電金屬細(xì)絲就成為了防暴的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在電容器兩端加上電壓后，通過(guò)電容本身的電流i = j cv，由于某種原因電極兩端電壓增高時(shí)，流過(guò)電容器的電流以《C倍的量急劇增加，在導(dǎo)電金屬化細(xì)絲上產(chǎn)生的焦耳熱也急劇增力口，并導(dǎo)致溫度迅速升高以致燒斷導(dǎo)電金屬細(xì)絲，切斷了電流，一切發(fā)生非常快，能有效防止電容短路擊穿的發(fā)生，電容器使用這種新型防暴結(jié)構(gòu)的機(jī)理實(shí)際上是為保險(xiǎn)絲防暴，既安全又快捷可靠，比防暴結(jié)構(gòu)的油浸式電容的防暴更靈敏，避免發(fā)生瞬間電壓過(guò)高時(shí)防暴結(jié)構(gòu)沒(méi)有動(dòng)作的可能性。 所述金屬化薄膜包括一層防爆金屬化薄膜層。所述金屬化薄膜包括二層防爆金屬化薄膜層。所述薄膜介質(zhì)層一端邊緣涂覆混合均勻的鋅鋁加厚區(qū)鍍層，另外一端邊緣設(shè)置有 非涂覆留邊C。金屬化薄膜的金屬化層邊緣加厚也使金屬化層顆粒與之更好的粘合，等效串聯(lián)電阻值減小很多，有效增加了抗涌流性能。所述加厚區(qū)鍍層位于金屬化層的一端，金屬化薄膜卷制后在加厚區(qū)鍍層端邊緣分區(qū)噴金后與銅帶連接。所述金屬化薄膜上下兩層間非中心對(duì)稱(chēng)，設(shè)置有錯(cuò)邊C。裝配時(shí)，首先將焊接好引出電極的電容芯子裝進(jìn)外殼內(nèi)，其次安裝蓋板封裝，然后通過(guò)蓋板上的灌注孔分次填充耐高溫高濕環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料，使電容芯子與外殼形成一個(gè)整體。本發(fā)明的有益效果是采用網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜層及在金屬化層一端涂覆加厚區(qū)鍍層，實(shí)現(xiàn)電容器電壓爬升速率高，高頻性能好，儲(chǔ)能密度大，在通過(guò)大電流時(shí)有很高靈敏度自愈且有效隔離自愈擊穿部分，避免了影響其他部分。保證了整個(gè)干式防爆電容的內(nèi)部安全質(zhì)量。普通金屬化膜的電弱點(diǎn)擊穿時(shí)，特別是大容量電容器，這時(shí)擊穿電流很大且不能控制，常在自愈過(guò)程中把與自愈點(diǎn)上下相鄰的多層介質(zhì)灼傷擊穿，造成電容器短路失效。然而金屬化安全膜的微型保險(xiǎn)絲反應(yīng)非常靈敏，自愈可靠。本設(shè)計(jì)使金屬化薄膜防爆電容器實(shí)現(xiàn)小型化結(jié)構(gòu)，降低機(jī)械防爆存在的液體泄露，機(jī)械防爆失效率，消除電容芯子局部放電現(xiàn)象，具有自愈可靠、安全機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠，提高了電容的使用壽命，同時(shí)干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器擊穿點(diǎn)增加時(shí)，電容值減小而tan5無(wú)明顯變化，解決了普通電容器安全儲(chǔ)能防止爆炸隱患問(wèn)題，具有P2級(jí)防爆效果，可用于DC-LINK直流濾波的干式圓柱型防爆電容器。

圖I是本發(fā)明干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明電容芯子所采用的金屬化薄膜實(shí)施例I剖面圖。圖3是本發(fā)明電容芯子所采用的金屬化薄膜實(shí)施例2剖面圖。圖4是防爆金屬化薄膜層結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是圖3中E處放大示意圖。
具體實(shí)施方式
為更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的描述實(shí)施例I :如圖I、圖2、圖4和圖5所示，干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，包括電容器外殼
3、蓋板2、電容芯子6、芯子引出電極1，以及連接電容芯子6與電極I的銅帶5，填充到電容器內(nèi)部的環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料4，電容芯子6由金屬化薄膜7卷制而成，金屬化薄膜7包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層72及由混合均勻的鋅鋁涂覆在薄膜介質(zhì)層72之上的金屬化層71，金屬化薄膜7包括二層防爆金屬化薄膜層8 ;防爆金屬化薄膜層8包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層72及涂覆在薄膜介質(zhì)層之上的金屬化層A711 ;金屬化層A711成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且被X型無(wú)鍍層區(qū)82分割成一個(gè)個(gè)導(dǎo)電金屬方格81。金屬化層A711成菱形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相鄰X形無(wú)鍍層區(qū)82之間被導(dǎo)電金屬細(xì)絲83斷開(kāi)。導(dǎo)電金屬方格81間由涂覆的金屬化層形成的導(dǎo)電金屬細(xì)絲83連接。金屬化層A711是將金屬鍍成一個(gè)個(gè)小的導(dǎo)電金屬方格81，以及連接這些小的導(dǎo)電金屬方格81的金屬化細(xì)絲83。由于防爆金屬化薄膜層8是一種網(wǎng)狀的金屬化膜，導(dǎo)電金屬方格81是由導(dǎo)電金屬細(xì)絲83連接起來(lái)的，導(dǎo)電金屬細(xì)絲83就成為了防暴的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，在電容器兩端加上電壓后，通過(guò)電容本身的電流i = j cv，由于某種原因電極兩端電壓增高時(shí)，流過(guò)電容器的電流以倍的量急劇增加，在導(dǎo)電金屬化細(xì)絲83上產(chǎn)生的焦耳熱也急劇增加，并導(dǎo)致溫度迅速升高以致燒斷導(dǎo)電金屬細(xì)絲83，切斷了電流，一切發(fā)生非常快，能有效防止電容短路擊穿的發(fā)生，電容器使用這種新型防暴結(jié)構(gòu)的機(jī)理實(shí)際上是為保險(xiǎn)絲防暴，既安全又快捷可靠，比防暴結(jié)構(gòu)的油浸式電容的防暴更靈敏，避免發(fā)生瞬間電壓過(guò)高時(shí)防暴結(jié)構(gòu)沒(méi)有動(dòng)作的可能性。金屬化薄膜包括一層防爆金屬化薄膜層8。金屬化薄膜包括二層防爆金屬化薄膜層8。薄膜介質(zhì)層72 —端邊緣涂覆混合均勻的鋅鋁加厚區(qū)鍍層73，另外一端邊緣設(shè)置有非涂覆留邊C。金屬化薄膜7的金屬化層71及金屬化層A711邊緣加厚也使金屬化層顆粒與之更好的粘合，等效串聯(lián)電阻值減小很多，有效增加了抗涌流性能。加厚區(qū)鍍層73位于金屬化層71及金屬化層A711的一端，金屬化薄膜7卷制后在加厚區(qū)鍍層73端邊緣分區(qū)噴金后與銅帶5連接。金屬化薄膜7的上下兩層防爆金屬化薄膜層間非中心對(duì)稱(chēng)，設(shè)置有錯(cuò)邊C。裝配時(shí)，首先將焊接好弓丨出電極I的電容芯子6裝進(jìn)外殼3內(nèi)；其次安裝蓋板2封裝；然后通過(guò)蓋板上的灌注孔分次填充耐高溫高濕環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料4，使電容芯子與外殼形成一個(gè)整體。由于高溫高濕環(huán)氧樹(shù)脂粘性高，收縮系數(shù)小，高溫高濕環(huán)氧樹(shù)脂與殼體緊密粘連在一起，電容器在高溫85°C至_40°C的運(yùn)行條件下，環(huán)氧樹(shù)脂與殼體不會(huì)發(fā)生分離，不會(huì)造成電容器芯子產(chǎn)生脫落現(xiàn)象。灌封后使的電容芯子6與外殼3形成一個(gè)整體，加上高溫高濕環(huán)氧樹(shù)脂的密封性好，蓋板、外殼、電容芯子之間嚴(yán)密無(wú)間隙，高溫高濕干式電容器在濕度85%的條件下運(yùn)行時(shí)，電容器的電性能不會(huì)產(chǎn)生任何影響。實(shí)施例2 [0040]如圖3所示，實(shí)施例2與實(shí)施例I的區(qū)別在于實(shí)施例I采用二層防爆屬化薄膜層8，實(shí)施例2采用一層防爆金屬化薄膜層8和一層普通金屬化薄膜層。由于干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器的雙層金屬化薄膜中使用了一層中間無(wú)空白區(qū)域的普通金屬化薄膜層，增加了金屬化電極的正對(duì)面積，從而將原材料的利用率提高。上述實(shí)施例不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員基于本發(fā)
明的技術(shù)方案或手段做出的改變或改進(jìn)，如防爆金屬化薄膜層中留邊；通過(guò)不同金屬化薄膜層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜層的內(nèi)部串聯(lián)和并聯(lián)等，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，包括電容器外殼、蓋板、電容芯子、芯子引出電極，以及連接電容芯子與電極的銅帶，填充到電容器內(nèi)部的環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料，電容芯子由金屬化薄膜卷制而成，金屬化薄膜包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層及涂覆在薄膜介質(zhì)層之上的金屬化層，其特征在于所述金屬化薄膜包括一層及其以上防爆金屬化薄膜層；防爆金屬化薄膜層包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層及由混合均勻的鋅鋁涂覆在薄膜介質(zhì)層之上的金屬化層A ;金屬化層A成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且被X型無(wú)鍍層區(qū)分割成一個(gè)個(gè)導(dǎo)電金屬方格。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述金屬化層A成菱形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相鄰X形無(wú)鍍層區(qū)之間是斷開(kāi)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述導(dǎo)電金屬方格間由涂覆的金屬化層形成的導(dǎo)電金屬細(xì)絲連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述金屬化薄膜包括一層防爆金屬化薄膜層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述金屬化薄膜包括二層防爆金屬化薄膜層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述薄膜介質(zhì)層一端邊緣涂覆混合均勻的鋅鋁加厚區(qū)鍍層，另外一端邊緣設(shè)置有非涂覆留邊C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述加厚區(qū)鍍層位于金屬化層的一端，金屬化薄膜卷制后在加厚區(qū)鍍層端邊緣分區(qū)噴金后與銅帶連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，其特征在于所述金屬化薄膜上下兩層間非中心對(duì)稱(chēng)，設(shè)置有錯(cuò)邊C。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種電容器，尤其涉及一種干式網(wǎng)狀防爆金屬化薄膜電容器，包括電容器外殼、蓋板、電容芯子、芯子引出電極，以及連接電容芯子與電極的銅帶，填充到電容器內(nèi)部的環(huán)氧樹(shù)脂灌封材料，電容芯子由金屬化薄膜卷制而成，金屬化薄膜包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層及金屬化層，其特征在于所述金屬化薄膜包括一層及其以上防爆金屬化薄膜層；防爆金屬化薄膜層包括聚丙烯薄膜介質(zhì)層及涂覆在薄膜介質(zhì)層之上的金屬化層A；金屬化層A成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且被X型無(wú)鍍層區(qū)分割成一個(gè)個(gè)導(dǎo)電金屬方格。本實(shí)用新型使金屬化薄膜防爆電容器實(shí)現(xiàn)小型化結(jié)構(gòu)，降低機(jī)械防爆存在的液體泄露，機(jī)械防爆失效率，消除電容芯子局部放電現(xiàn)象，同時(shí)提高電容的使用壽命。
文檔編號(hào)H01G4/33GK202678110SQ201220335580
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者葉海鋒 申請(qǐng)人:佛山市意殼電容器有限公司