阅读说明：本技术 一种高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器 (Capacitor for damping absorption loop of high-voltage direct-current transmission converter valve ) 是由 路伟 李好群 戴永然 于 2021-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器,本发明,包括顶部绝缘端子、外壳、上盖、电容芯包、接地端子,所述外壳内部设置有电容芯包,所述外壳的顶部设置有上盖,所述电容芯包顶端与顶部绝缘端子相连,所述电容芯包顶端与接地端子相连从而实现与外壳等电位联结,所述顶部绝缘端子与上盖的上下端配合处设有装配底座和密封圈,所述电容芯包底端设有电工圆纸板与金属曲面垫。本发明,保证电容器无容量衰减及自愈失效特性,通过多内串和外串工艺、真空注气处理有效保证耐电压性能和降低局部放电效应,大大提高产品的可靠性。(The invention discloses a capacitor for a damping absorption loop of a high-voltage direct-current transmission converter valve, which comprises a top insulating terminal, a shell, an upper cover, a capacitor core package and a grounding terminal, wherein the capacitor core package is arranged in the shell, the upper cover is arranged at the top of the shell, the top end of the capacitor core package is connected with the top insulating terminal, the top end of the capacitor core package is connected with the grounding terminal so as to realize equipotential connection with the shell, an assembly base and a sealing ring are arranged at the matching position of the top insulating terminal and the upper end and the lower end of the upper cover, and an electrician round paperboard and a metal curved surface pad are arranged at the bottom end of the capacitor core package. The invention ensures that the capacitor has no capacity attenuation and self-healing failure characteristics, effectively ensures the voltage resistance and reduces the partial discharge effect through a multi-inner-series and outer-series process and vacuum gas injection treatment, and greatly improves the reliability of the product.)

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供的一种实施例：一种高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器，包括顶部绝缘端子1、外壳2、上盖3、电容芯包4、接地端子5，外壳2内部设置有电容芯包4，外壳2的顶部设置有上盖3，电容芯包4顶端与顶部绝缘端子1相连，电容芯包4顶端与接地端子5相连从而实现与外壳等电位联结，顶部绝缘端子1与上盖3的上下端配合处设有装配底座6和密封圈，电容芯包4底端设有电工圆纸板8与金属曲面垫9，用于内绝缘与芯包固定作用，外壳2的外表面设置有过压力缓冲装置7。

在本实施中，电容芯包4包括下电容芯子11、上电容芯子12、上定位套13、下定位套14、支撑圆电工纸板15、上固定树脂板16、上定位环17、中定位环18、下定位环19、压力隔离装置20、柔性线缆21、高压绝缘套管22、连接铜排23、绝缘保护套24，绝缘保护套24的内部设置有下电容芯子11和上电容芯子12，下电容芯子11与上电容芯子12之间通过连接铜排23进行串联连接，下电容芯子11与上电容芯子12之间通过支撑圆电工纸板15、上固定树脂板16、上定位环17、中定位环18、下定位环19进行固定，保证两个芯子之间的可靠连接；

下电容芯子11与压力隔离装置20及上电容芯子12与柔性线缆21 通过锡焊的方式连接，压力隔离装置20为外壳的压力缓冲槽和内部特殊处理的导线共同实现，压力缓冲槽能在电容器内部压力增大时进行伸展对内部特殊处理的导线进行施压，使得压力再增大到一定的时候，压力缓冲槽迅速伸展弹开导线，将其中一根引线某一点处做特殊切磨处理，将引线的承受拉力设定在设计所需要的拉力值，将铝制圆外壳辊压有压力缓冲槽，当内部压力增大到一定程度时，约为所设定的压力时引线豁口处断裂，因内部压力使得辊压槽及壳盖鼓起约30mm以上，即引线断裂处与断口的距离，因此避了免出现引线虚接及拉弧现象，压力隔离装置20动作后电容器呈开路状态，开断电流，脱离电源；

现有技术中普遍采用陶瓷材质的绝缘端子，与上盖通过锡焊的方式焊接在一起，与引出导杆也是通过被银锡焊的方式焊接在一起，陶瓷经背银后可以焊接到金属壳盖及金属端子，由于被银层与陶瓷接触存在工艺的问题，往往出现虚焊容易脱离，造成端子部位的泄漏，另外所选用的陶瓷瓷套体积很小，焊接时容易因受热膨胀等出现隐裂甚至炸裂，尤其隐裂是不明显的，应用到现场时存在安全隐患，而本发明中，通过在顶部绝缘端子1与上盖的上下端配合处设有装配底座6、密封圈，通过装配式结构，并利用不同材质的密封圈（如硅胶材质）进行密封，能有效保证产品的密封性，不会发生内部气体的泄露，从而保证了电容器的电气箱性能。

下电容芯子11的底部设置有下定位套14，上电容芯子12的顶部设置有上定位套13，并且芯子通过底端和顶端通过定位套保持绝缘，传统高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器多芯子之间通常采用导线焊接，芯子与芯子之间并没有定位固定，芯子底部和顶端也是通多电工绝缘纸进行包裹保持绝缘，内电容芯子之间通过定位环固定，定位环能有效保证两个芯子同心固定，不会发生偏移，芯子之间用U形铜箔进行锡焊，能有效保证电气连接和低电感要求，电容芯子底端和顶端通过定位套保持绝缘，定位套内有增大摩擦力的台阶式结构，能有效保证芯子不发生位移，定位套外沿有翻边结构，能可靠的与铝外壳卡紧。

压力隔离装置20的外表面套设有高压绝缘套管22，压力隔离装置20通过高压绝缘套管22保证绝缘性能。

在本实施中，下电容芯子11和上电容芯子12包括聚丙烯薄膜25、电工铝箔26、空心芯棒27和聚丙烯薄膜25，聚丙烯薄膜25与电工铝箔26以叠层的形式相互组合并且缠绕在空心芯棒27外表面，卷绕形电容器是由两层极板和两层介质相互隔开卷成螺卷形，根据引出方式的不同，通常分为两种卷绕法，一般绕法和无感绕法，箔式电极通常采用无感绕法，参照平行板芯子计算卷绕形薪资的额电容器。任意的金属板在经过缠绕之后达到了组成两个电容器的极板作用，而将其展开成带状平板结构时，仅两级之间的介质构成容量，因此与同样极板面积但展开为平板形结构的电容器芯子所获得的容量相比，经过卷绕这一环节之后得出的电容量会比原来大一倍，电容器的尺寸会因为这样的有利因素，尺寸大大减小，特别是适合单机自动化卷绕，传统的箔式卷绕通常采用三卷铝箔卷绕组成（两）内串式结构，虽然铝箔与薄膜的留边29电压可以下降到额定电压的一半，但是两个同层铝箔之间的电压却等于额定电压，因此这两个同层铝箔之间的中留边30为电容器耐电压的薄弱环节。

在本实施中，顶部绝缘端子1与装配底座6采用改性PBT材料，采用改性PBT材料，相比现有技术中使用的陶瓷材料，陶瓷在常温下无塑性变形，其抗压强度大，而抗拉、抗弯、抗冲击强度较小，根据材料的配比，陶瓷的理论强度很高，但其实际强度只有理论强度的1％左右，受加工环境、烧结工艺等因素较大，不容易保持性能稳定性，而PBT高分子材料和玻璃纤维增强材料复合改性后，强度高、耐疲劳、尺寸稳定高温下蠕变极小；耐热老化性好，耐溶剂性好；绝缘性能优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定，是制造电子、电气零件的理想材料）；耐电弧性：120s；具有极好的成型加工特性。

在本实施中，电容芯包4与电工圆纸板8、金属曲面垫9之间真空后充以六氟化硫以及氮气混合绝缘气体构成的绝缘填充层10，早期的高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器通常采用矿物油（MO）、二芳基乙烷（PXE/PEPE）等进行浸渍，随着电网中无油化的要求，箔式的浸渍工艺达不到要求逐渐被干式的金属化结构代替，但是随着干式的金属化结构由于没有经过浸渍处理，存在很大的局放效应，即绝缘体中只有局部区域发生的放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，可以发生在导体附近，也可以发生在其他地方，这种现象称为局部放电。每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响，轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小，绝缘强度的下降较慢；而强烈的局部放电，则会使绝缘强度很快下降，这是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的重要原因，也是绝缘劣化的重要标征，传统的金属化电极所采用的的蒸镀法对基材的要求较高，尤其是要形成表面光亮的金属膜，必须要求基材具有较好的表面平滑度，因此必须用聚丙烯光膜，光膜则意味着浸渍剂不能有效进入到膜层之间，造成浸渍效果差，甚至很多厂商直接放弃浸渍环节，带来的结果就是局部放电现象严重。

在本实施中，外壳2采用铝制成并磨砂氧化处理，上盖3设有封孔，外壳2的外表面设置有过压力缓冲装置7，传统的高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器通常采用光面铝壳，铝壳未经过抛光，可能残存毛刺，而经过抛光去除毛刺后，形成镜面效果容易产生光干扰，影响现场巡检等，在传统外壳抛光的基础上，做了磨砂处理，表面比较细腻柔和，即保证了产品的外观性，又不会产生光干扰，而且磨砂材质拿取方便，耐腐蚀效果好。

在本实施中，电工铝箔26与聚丙烯薄膜25通过错位使电工铝箔26突出形成出箔28，电工铝箔26与聚丙烯薄膜25通过错位使电工铝箔26伸缩形成留边29，电工铝箔26之间通过形成中留边30，采用四铝箔组成的三内串结构或者是五铝箔组成的四内串结构，在三内串结构中，铝箔与薄膜的留边29电压可以下降到额定电压的1/3，两个同层铝箔之间的中留边30电压等于额定电压1/2，使得三内串的中留边30耐压水平比（两）内串结构提升一倍；在四内串结构中，铝箔与薄膜的留边29电压可以下降到额定电压的1/4，两个同层铝箔之间的中留边30电压等于额定电压1/3，使得四内串的中留边30耐压水平比（两）内串结构提升两倍。

在本实施中，聚丙烯薄膜25为双面粗化设计，双面粗化聚丙烯薄膜，通过膜层之间的缝隙和毛细作用使得浸渍效果优异，膜层之间的缝隙由电气性能优异的浸渍剂-苄基甲苯（M/DBT）填充，大大减小了局部放电现象，一苄基甲苯和二苄基甲苯的混合物即苄基甲苯（M/DBT）是一种优良的电力电容器浸渍剂，可广泛应用于电力行业，它的低温局部放电性能优良，工作场强高，电气绝缘性能明显优于矿物油（MO）、二芳基乙烷（PXE/PEPE），称之为世界上第三代新型电容器油，由于浸渍是在高真空（1Pa）以下进行处理，绝缘油已经完全的填充到粗化聚丙烯薄膜膜层之间，在常压下浸渍剂是无法在从膜层之间出来，因此浸渍后的电容器芯子在脱去多余的外部绝缘油后依然有浸渍后电容器的优异电气性能，再利用六氟化硫及氮气混合绝缘气体进行填充，一方面浸渍保证了电容芯子的电气性能，另一方面混合绝缘气体保证了芯子外部的电气绝缘性能，而通常采用的混合绝缘气体是由90%的氮气和10%的六氟化硫组成，结合相关文献和试验正式，90%的氮气和10%的六氟化硫有着近乎纯六氟化硫的绝缘性能，也能有效降低成本，节约能源，而的电容器浸渍后脱油注气工艺也通过完整的型式试验，完全能满足相关的试验标准要求。

在本实施中，电工铝箔26为5μm厚度，具有良好的加工性能和过电流能力。

在本实施中，绝缘保护套24的材质为聚酯材料，保证整个芯包的绝缘性能。

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

如图1所示，本发明一种高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器，包括顶部绝缘端子1、外壳2、上盖3、电容芯包4、接地端子5，电容芯包4底端与顶部绝缘端子1相连，电容芯包4顶端与接地端子5相连从而实现与外壳等电位联结，顶部绝缘端子1与上盖3的上下端配合处设有装配底座6和密封圈。接地端子5与上盖3的上下端配合处设有密封圈。顶部绝缘端子1与装配底座6采用改性PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）材料，外壳2通过滚压实现过压力缓冲装置7，达到过压力伸展的作用，电容芯包4底端设有电工圆纸板8与金属曲面垫9，用于内绝缘与芯包固定作用，电容芯包4与电工圆纸板8、金属曲面垫9之间真空后充以六氟化硫及氮气混合绝缘气体10，外壳2采用铝制成并磨砂氧化处理，在上盖3设有封孔。

如图2所示，电容芯包4，包括下电容芯子11、上电容芯子12、上定位套13、下定位套14、支撑圆电工纸板15、上固定树脂板16、上定位环17、中定位环18、下定位环19、压力隔离装置20、柔性线缆21、高压绝缘套管22、连接铜排23、绝缘保护套24。下电容芯子11与上电容芯子12之间通过连接铜排23进行串联连接，下电容芯子11与压力隔离装置20及上电容芯子12与柔性线缆21用无铅焊锡的方式连接，下电容芯子11与上电容芯子12之间通过支撑圆电工纸板15、上固定树脂板16、上定位环17、中定位环18、下定位环19进行固定，保证两个芯子之间的可靠连接，下电容芯子11与上电容芯子12通过上定位套13、下定位套14保证上下端的绝缘性能，压力隔离装置20通过高压绝缘套管22保证绝缘性能，绝缘保护套24的材质为聚酯，保证整个芯包的绝缘性能。

如图3-5所示，电容芯子包括聚丙烯薄膜25、电工铝箔26、空心芯棒27。聚丙烯薄膜25、电工铝箔26通过无感卷绕缠绕在空心芯棒27从而卷制到所需的容量大小，电工铝箔26与聚丙烯薄膜25通过错位使得铝箔突出为出箔28，电工铝箔26与聚丙烯薄膜25通过错位使得铝箔伸缩为留边29，两个电工铝箔26之间通过错位使得铝箔之间留出中留边30。

出箔28为电容芯子的电气连接线路，留边29为电容器芯子的绝缘性能，中留边30为多内串工艺，实现耐高压特性。

聚丙烯薄膜25为双面粗化设计，保证浸渍效果，增强电气性能。

电工铝箔26为5μm厚度，具有良好的加工性能和过电流能力。

电容芯子为全膜箔式结构，无容量衰减，无自愈失效特性。

如图6所示，本发明一种高压直流输电换流阀阻尼吸收回路用电容器的工艺流程，包括材料分切-卷绕元件-涂锡焊线-元件定型-产品装配-产品封边-脱油注气-清洗-包装-入库等核心工序。

对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示例性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或范围的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，本发明的实施例是示例性的，而且是非限制性的。本发明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发明内。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。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。