[發(fā)明專利]不易燃的和火災(zāi)預(yù)防型電容器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01119211.9
• 申請(qǐng)日: 2001-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1316754A
• 公開(kāi)（公告）日: 2001-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 板橋悟;神庭勝;田中義久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日新電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01G4/38
• 分類號(hào): H01G4/38;H01G4/224;H01G4/14;H01G4/005;H01G4/002;H01G2/10;C09D5/34
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 盧新華,周慧敏

本發(fā)明涉及一種不易燃的和火災(zāi)預(yù)防型電容器。

在很多情況下，特別是在狹窄的空間例如在房?jī)?nèi)安裝有電力接收和變壓配電設(shè)備。另外，當(dāng)然要求用于電力接收和變壓配電設(shè)備的機(jī)械呈小型化、高性能和高可靠性，并能防止和抑制突發(fā)火災(zāi)。作為這種設(shè)備用的電容器之一，人們認(rèn)為：滲透沒(méi)有閃點(diǎn)和具有高介電強(qiáng)度(dielectric?strongth)的全氟化碳液體，可制成不易燃的電容器。

在這種不易燃的電容器中，按與常規(guī)方法相同的方法，用下列方式制備和構(gòu)成電容器，即用聚丙烯等等形成的塑料膜，和鋁箔或金屬化的薄膜(在塑料膜的雙面或單面上蒸鍍導(dǎo)電體例如鋁或鋅)的電介質(zhì)彼此交替地疊加并卷曲纏繞，形成該電容器元件，將多個(gè)這樣的電容器元件集中并容納在裝滿全氟化碳液體的容器中。

滲透到不易燃電容器中的全氟化碳液體具有碳氟化合物的結(jié)構(gòu)，其中用氟取代直接與碳連接的所有氫，且該分子結(jié)構(gòu)的分子中可以連接有其他原子。然后，在電容器生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行的熱處理中，使用沸點(diǎn)不低于80℃，優(yōu)選80到270℃的液體，在該沸點(diǎn)下液體不沸騰，和使用在標(biāo)準(zhǔn)指定的溫度-20℃到80℃下是液體形式的液體。

然而，滲透了這種全氟化碳液體的電容器，即使立即產(chǎn)生火焰時(shí)，也不會(huì)繼續(xù)燃燒，并且該電容器具有優(yōu)異的防火性能，然而，問(wèn)題是難以有效地利用全氟化碳高介電強(qiáng)度的特性，而該特性正是全氟化碳本身具有的。人們發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)此問(wèn)題的原因之一是全氟化碳液體容易含有空氣，在操作過(guò)程中由于含有的空氣，因此降低了電介質(zhì)擊穿電壓或局部放電啟動(dòng)電壓。

同時(shí)，作為常規(guī)的電容器，按下述方式制備電容器，即使塑料膜的電介質(zhì)和鋁箔導(dǎo)電材料彼此交替地疊加并卷曲纏繞，形成電容器元件，將多個(gè)電容器元件集中并容納在容器中，該容器中則裝滿了芳族合成油例如烷基萘或烷基二苯乙烷；或使塑料膜電介質(zhì)和金屬化的紙電極(導(dǎo)電金屬被蒸鍍?cè)诩埳?彼此交替地疊加并卷曲纏繞，形成該電容器元件，將多個(gè)電容器元件集中并容納在容器中，容器中則裝滿了菜籽油或酯油。

然而，滲透到電容器中的芳族合成油、菜子油或酯油是易燃的。在裝配充滿了這種油(防火災(zāi)用)的電容器時(shí)，存在的缺點(diǎn)是需要準(zhǔn)備固定式滅火設(shè)備。有一種克服了此缺點(diǎn)的電容器，是將金屬化的薄膜(其中導(dǎo)電金屬被蒸鍍?cè)谒芰夏さ碾娊橘|(zhì)上)和塑料膜的電介質(zhì)彼此交替地疊加并卷曲纏繞，形成電容器元件，將多個(gè)電容器元件集中并容納在容器中，而容器中則充滿了SF6氣體，或由環(huán)氧化物模制的電容器元件，也就是說(shuō)，做成干式電容器。

然而，在這種干式電容器中，雖然不需要固定式滅火設(shè)備，但是要將空氣或SF6氣體充入電介質(zhì)的高電場(chǎng)部分，而從該氣體的特征來(lái)看，介電強(qiáng)度低且長(zhǎng)期使用時(shí)不穩(wěn)定，存在的問(wèn)題是需設(shè)計(jì)低的電場(chǎng)，以及不可避免地增大尺寸。此外，對(duì)于充滿了SF6氣體的電容器來(lái)說(shuō)，帶來(lái)的問(wèn)題是有污染環(huán)境(例如全球變暖)的可能性。

本發(fā)明是基于這種發(fā)現(xiàn)進(jìn)行的，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種不易燃的電容器，其中降低了全氟化碳液體中含有的空氣量，且具有高的電介質(zhì)擊穿電壓和高的局部放電啟動(dòng)電壓。

另外，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供火災(zāi)預(yù)防型電容器，其中不需要因裝配的電容器而布置固定式滅火設(shè)備，且使電容器小型化。

在本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案描述的電容器中，通過(guò)使導(dǎo)電箔和塑料膜彼此交替疊加并卷曲纏繞形成電容器元件，然后將多個(gè)電容器元件集中并容納在裝滿全氟化碳液體的容器中，將該容器制成氣密的，在全氟化碳液體中殘余空氣量不大于5％。

在本發(fā)明的實(shí)施方案中，電容器的容器的密封性極其高，集中了的多個(gè)電容器元件容納在所需的電容器組合體中，并對(duì)電容器元件電介質(zhì)的空氣和水以及每種絕緣材料進(jìn)行真空脫氣。在這個(gè)條件下，裝滿脫氣的全氟化碳液體，形成在全氟化碳液體中保持殘余空氣量不大于5％的電容器。因此，可以有效地利用全氟化碳液體本身所具有的高介電強(qiáng)度的特性。而且，可以獲得具有高的電介質(zhì)擊穿電壓和高的局部放電啟動(dòng)電壓的不易燃的電容器。

其次，在本發(fā)明第二種實(shí)施方案描述的電容器中，將電介質(zhì)和導(dǎo)電材料彼此交替地疊加并卷曲纏繞形成的多個(gè)電容器元件集中并容納在該容器中。在此容器中裝滿一種氟化物液體，它僅由碳、氟和氧連接形成，并包括不小于90％的全氟聚醚，其沸點(diǎn)不低于120℃且不高于270℃，其在25℃下動(dòng)態(tài)粘度為0.9毫米²/秒到不大于14毫米²/秒。而且，該容器內(nèi)的絕對(duì)壓力不小于120KPa且不大于300KPa。