一种直流支撑电容器的真空浇注工艺
阅读说明：本技术 一种直流支撑电容器的真空浇注工艺 (Vacuum pouring process of direct-current support capacitor ) 是由 孙晓武 李印达 于 2021-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种直流支撑电容器的真空浇注工艺,包括以下工序：电容器处理、树脂配置、树脂取样、第一次浇注、第二次浇注、浇注检查、树脂固化；规定了各工序有关的的温度、时间和真空剩余气压。本发明的工艺方法适用不锈钢(或铝)外壳电容器的结构、特性要求,可有效地解决浇注的电容器内气泡多、绝缘性能差的问题,提高产品的绝缘性能和局部放电水平,提高产品的生产效率。(The invention discloses a vacuum casting process of a direct current support capacitor, which comprises the following steps: capacitor treatment, resin preparation, resin sampling, first pouring, second pouring, pouring inspection and resin curing; the temperature, time and vacuum residual pressure related to each process are specified. The technological method of the invention is suitable for the structure and characteristic requirements of the stainless steel (or aluminum) shell capacitor, can effectively solve the problems of more bubbles and poor insulating property in the cast capacitor, improves the insulating property and partial discharge level of the product, and improves the production efficiency of the product.)
技术领域
本发明涉及电容器制造领域，尤其涉及一种直流支撑电容器的真空浇注工艺。
背景技术
直流支撑电容器是变流器的关键器件，在变流器中的直流侧起到稳定电压、滤波等作用。目前，在大功率变流器如几十兆瓦级的高压变频器、高速动车变流器、大功率STATCOM、柔性直流输电工程用直流电容器等设备中，均需使用高电压大容量的直流支撑电容器。
这些直流支撑电容器为金属化聚丙烯薄膜电容器。另外，这类电容器也逐渐采用干式、不锈钢（或铝）外壳结构并且尺寸越来减小, 金属化聚丙烯薄膜的工作场强逐步提高。这类电容器的共性是电压高、容量大、体重大，直流支撑电容器重量范围在100~210kg之间，其浇注的树脂重量在20~50kg之间。因而，浇注树脂的方法也是较重要的工艺。
文献CN107316743B中公开了一种干式电力电子电容器的浇注工艺，该方法包括以下工序： 模具准备、芯子安放、芯子干燥、树脂脱气、树脂混合、树脂浇注、树脂固化、脱模和检验；规定了各工序有关的的温度、时间和真空剩余气压。该方法适用于干式无金属外壳电容器的生产。因此，该方法不适用于不锈钢（或铝）外壳结构的直流支撑电容器的树脂浇注。
文献CN112403813A中公开了一种电容器的真空注胶装置及注胶方法，该方法利用压差(ρgh)将绝缘胶注入到电容器内。该方法重要的一点是：在设计电容器外壳时，将电容器外壳的高度小于等于1/2S*103，其中S为外壳的壁厚，单位为毫米。否则存在电容器外壳吸扁的可能。因而，该方法也局限应用于特定高度范围内的电容器注胶。另外，该方法还存在注胶时间长的情况，大大降低生产效率。
浇注树脂的方法在直流支撑电容器制造领域应用时间比较短。另外，由于电容器的结构特殊，照搬其他电工类产品浇注工艺往往引起电容器质量的不稳定，会出现气泡多、绝缘性能差等现象，造成浇注后的电容器外观不佳、局部放电水平低等缺陷，形成废品，给制造厂带来经济损失。
发明内容
为了解决上述问题，提高树脂真空浇注质量，本发明提供一种直流支撑电容器（以下简称“电容器”）的真空浇注工艺。
本发明所采用的技术方案如下。
电容器的真空浇注工艺，包括以下工序：
(1) 电容器处理：将待浇注的电容器装好工装夹具，电容器的浇注口、出气口分别螺纹连接浇注器具、出气管，然后把电容器放进第一恒温干燥箱并加热至80℃，在该温度下保持1～2小时, 再将电容器放进真空罐进行真空处理，真空度达到-0.1MPa，在该真空度下持续15分钟后，关闭真空罐的真空管道阀门，使真空罐内保持真空，等待浇注。
(2) 树脂配置：将打开包装的A型原料放进第二恒温干燥箱，使其通体加热至40±10℃，在该温度下持续10～30分钟，然后将A型原料吸进灌胶机的A料桶，将B型原料吸进/倒进B料桶，再开启灌胶机搅拌系统，从而对原料持续进行搅拌，接着开启灌胶机真空泵对A、B料桶内的原料进行真空处理，真空度达到-0.1MPa时，在该真空度下至少保持30分钟，关闭灌胶机真空泵，使料桶保持真空，等待浇注。
(3) 树脂取样：打开灌胶机破空阀门，料桶内压力为正常大气压，开启灌胶机出料系统，采用连续出料方式，单独取样A、B型原料各5秒，再对A、B型原料进行称重比对，满足比例，留取混合后样品保留，备注信息。
(4) 第一次浇注：将灌胶机的出胶管移动到电容器的浇注器具中，调节电容器真空罐内的真空度使其保持在-0.08MPa，开启灌胶机浇注系统，树脂依次通过出胶管、浇注器具后注入电容器内，根据不同型号电容器，注入树脂的时间15~30分钟，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第一次浇注即完成，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理。
(5) 第二次浇注: 真空罐破空5~10分钟后，拧开出气管，查看电容器浇注的树脂液面下降程度，重新装回出气管，再次开启灌胶机浇注系统，进行适当量补浇，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第二次浇注结束，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理，拧开浇注器具，将电容器移至真空罐外指定位置。
(6) 浇注检查：抽取出气管内多余的树脂，电容器表面无浇注残留的污渍，浇注面要平整、无气泡孔或其它不良情况且无尘埃颗粒，电容器内部无空肚现象。
(7) 树脂固化：浇注好树脂的电容器常温固化时间至少48小时 ，然后再拆除工装夹具。
其中，以上各时间的偏差可在±5%之内，各温度的偏差可在±5% 之内。
所述树脂是任意合适的环氧树脂或者聚氨酯，A、B料混合比例符合树脂供应方的要求。
进一步地，将A型原料通体加热至40±10℃, 以便蒸发多余水分，同时也对其粘度进行稀释。
进一步地，打开破空阀门时，速度较慢，以防气体冲击电容器内的树脂溅出。
进一步地，浇注器具采用锥形，材料为不锈钢。
进一步地，出气管采用透明的PVC管。
进一步地，根据电容器尺寸大小可以调整各工序操作的时间。
进一步地，电容器常温固化时间48小时可以保证树脂完全固化，以避免树脂与外壳的结合处分层。
本发明的有益效果是：根据不锈钢（或铝）外壳电容器的结构、特性要求，采用上述方法，可有效地解决浇注的电容器内气泡多、绝缘性能差的问题，提高产品的绝缘性能和局部放电水平，提高产品的生产效率。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步的说明。
电容器的真空浇注工艺，包括以下工序：
(1) 电容器处理：将待浇注的电容器装好工装夹具，电容器的浇注口、出气口分别螺纹连接浇注器具、出气管，然后把电容器放进第一恒温干燥箱并加热至80℃，在该温度下保持1～2小时, 再将电容器放进真空罐进行真空处理，真空度达到-0.1MPa，在该真空度下持续15分钟后，关闭真空罐的真空管道阀门，使真空罐内保持真空，等待浇注；
例如，如果电容器尺寸长320mm 、宽175mm 、高400 mm，电容器处理工序可以是：将待浇注的电容器装好工装夹具，电容器的浇注口、出气口分别螺纹连接浇注器具、出气管，然后把电容器放进第一恒温干燥箱并加热至80℃，在该温度下保持1小时, 再将电容器放进真空罐进行真空处理，真空度达到-0.1MPa，在该真空度下持续15分钟后，关闭真空罐的真空管道阀门，使真空罐内保持真空，等待浇注；
或者，如果电容器尺寸长320mm 、宽175mm 、高800 mm，电容器处理工序可以是：将待浇注的电容器装好工装夹具，电容器的浇注口、出气口分别螺纹连接浇注器具、出气管，然后把电容器放进第一恒温干燥箱并加热至80℃，在该温度下保持2小时, 再将电容器放进真空罐进行真空处理，真空度达到-0.1MPa，在该真空度下持续15分钟后，关闭真空罐的真空管道阀门，使真空罐内保持真空，等待浇注。
(2) 树脂配置：将打开包装的A型原料放进第二恒温干燥箱，使其通体加热至40±10℃，在该温度下持续10～30分钟，然后将A型原料吸进灌胶机的A料桶，将B型原料吸进/倒进B料桶，再开启灌胶机搅拌系统，从而对原料持续进行搅拌，接着开启灌胶机真空泵对A、B料桶内的原料进行真空处理，真空度达到-0.1MPa时，在该真空度下至少保持30分钟，关闭灌胶机真空泵，使料桶保持真空，等待浇注；
例如，如果生产月份是每年的6~10月，环境温度较高，树脂配置工序可以是：将打开包装的A型原料放进第二恒温干燥箱，使其通体加热至40±10℃，在该温度下持续10分钟，然后将A型原料吸进灌胶机的A料桶，将B型原料吸进/倒进B料桶，再开启灌胶机搅拌系统，从而对原料持续进行搅拌，接着开启灌胶机真空泵对A、B料桶内的原料进行真空处理，真空度达到-0.1MPa时，在该真空度下至少保持30分钟，关闭灌胶机真空泵，使料桶保持真空，等待浇注；
或者，如果生产时间是每年的12~2月，环境温度较低，树脂配置工序可以是：将打开包装的A型原料放进第二恒温干燥箱，使其通体加热至40±10℃，在该温度下持续30分钟，然后将A型原料吸进灌胶机的A料桶，将B型原料吸进/倒进B料桶，再开启灌胶机搅拌系统，从而对原料持续进行搅拌，接着开启灌胶机真空泵对A、B料桶内的原料进行真空处理，真空度达到-0.1MPa时，在该真空度下至少保持30分钟，关闭灌胶机真空泵，使料桶保持真空，等待浇注。
(3) 树脂取样：打开灌胶机破空阀门，料桶内压力为正常大气压，开启灌胶机出料系统，采用连续出料方式，单独取样A、B型原料各5秒，再对A、B型原料进行称重比对，满足比例，留取混合后样品保留，备注信息。
(4) 第一次浇注：将灌胶机的出胶管移动到电容器的浇注器具中，调节电容器真空罐内的真空度使其保持在-0.08MPa，开启灌胶机浇注系统，树脂依次通过出胶管、浇注器具后注入电容器内，根据不同型号电容器，注入树脂的时间15~30分钟，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第一次浇注即完成，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理；
例如，如果电容器尺寸长320mm 、宽175mm 、高400 mm，第一次浇注工序可以是：将灌胶机的出胶管移动到电容器的浇注器具中，调节电容器真空罐内的真空度使其保持在-0.08MPa，开启灌胶机浇注系统，树脂依次通过出胶管、浇注器具后注入电容器内，注入树脂的时间15分钟，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第一次浇注即完成，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理；
或者，如果电容器尺寸长320mm 、宽175mm 、高800 mm，第二次浇注工序可以是：将灌胶机的出胶管移动到电容器的浇注器具中，调节电容器真空罐内的真空度使其保持在-0.08MPa，开启灌胶机浇注系统，树脂依次通过出胶管、浇注器具后注入电容器内，注入树脂的时间30分钟，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第一次浇注即完成，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理。
(5) 第二次浇注: 真空罐破空5~10分钟后，拧开出气管，查看电容器浇注的树脂液面下降程度，重新装回出气管，再次开启灌胶机浇注系统，进行适当量补浇，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第二次浇注结束，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理，拧开浇注器具，将电容器移至真空罐外指定位置；
例如，如果电容器尺寸长320mm 、宽175mm 、高400 mm，第二次浇注工序可以是：真空罐破空5分钟后，拧开出气管，查看电容器浇注的树脂液面下降程度，重新装回出气管，再次开启灌胶机浇注系统，进行适当量补浇，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第二次浇注结束，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理，拧开浇注器具，将电容器移至真空罐外指定位置；
或者，如果电容器尺寸长320mm 、宽175mm 、高800 mm，第二次浇注工序可以是：真空罐破空10分钟后，拧开出气管，查看电容器浇注的树脂液面下降程度，重新装回出气管，再次开启灌胶机浇注系统，进行适当量补浇，观察到出气管的树脂在3mm刻度线时，电容器第二次浇注结束，继续保持真空罐内真空2分钟左右，打开破空阀门，进行真空罐破空处理，拧开浇注器具，将电容器移至真空罐外指定位置。
(6) 浇注检查：抽取出气管内多余的树脂，电容器表面无浇注残留的污渍，浇注面要平整、无气泡孔或其它不良情况且无尘埃颗粒，电容器内部无空肚现象。
(7) 树脂固化：浇注好树脂的电容器常温固化时间至少48小时 ，然后再拆除工装夹具。
其中，以上各时间的偏差可在±5%之内，各温度的偏差可在±5% 之内。
所述树脂是任意合适的环氧树脂或者聚氨酯，A、B料混合比例符合树脂供应方的要求。
进一步地，将A型原料通体加热至40±10℃, 以便蒸发多余水分，同时也对其粘度进行稀释。
进一步地，打开破空阀门时，速度较慢，以防气体冲击电容器内的树脂溅出。
进一步地，浇注器具采用锥形，材料为不锈钢。
进一步地，出气管采用透明的PVC管。
进一步地，根据电容器尺寸大小可以调整各工序操作的时间。
进一步地，电容器常温固化时间48小时可以保证树脂完全固化，以避免树脂与外壳的结合处分层。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
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