[發(fā)明專(zhuān)利]電力電容器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310479856.7
• 申請(qǐng)日: 2013-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103531357A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雅舒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 正泰電氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01G4/32
• 分類(lèi)號(hào): H01G4/32;H01G4/005;H01G4/228
• 代理公司: 北京卓言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11365
• 代理人: 趙國(guó)虹;范曉燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力電容器制造領(lǐng)域，涉及一種電力電容器及其制造方法，具體涉及其內(nèi)部電容元件、組件、芯子的整體電氣連接加工新方案。

背景技術(shù)

電力電容器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，在高電壓試驗(yàn)、激光技術(shù)、高能物理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中也廣為應(yīng)用。圖1至圖3給出了現(xiàn)有電力電容器的基本構(gòu)造，包括如圖3所示的由多個(gè)電容元件1A組裝而成的芯子10A。參見(jiàn)圖1和2，每個(gè)電容元件1A具有長(zhǎng)度L、寬度W和厚度H，電容元件1A由兩張鋁箔2A與兩組薄膜3A（承擔(dān)儲(chǔ)能功能）重疊卷繞而成，每組薄膜由2-3張絕緣介質(zhì)組成，每張鋁箔2A的邊緣包括一個(gè)尺寸為A的邊條，且兩張鋁箔2A的邊條沿長(zhǎng)度L方向從薄膜3A的邊緣伸出的方向相反，于是，這兩個(gè)分別從薄膜3A的邊緣相反方向伸出的邊條構(gòu)成了每個(gè)電容元件1A的兩個(gè)電極4A，即，邊條尺寸A也就是電極4A的尺寸。在制造中，在各個(gè)電容元件1A的電極4A之間、相關(guān)的電容元件的引出端與芯子10A的引出端之間，均需采用電氣連接。自全膜電容器問(wèn)世后的近30年來(lái)，在世界范圍內(nèi)的薄膜電容器制造行業(yè)中，電力電容器的電氣連接模式有三種：一是焊料釬焊模式（最老模式），二是冷機(jī)械夾接模式，三是冷焊接與冷機(jī)械夾接相結(jié)合模式。下面簡(jiǎn)要?dú)w納三種現(xiàn)有模式各自的特點(diǎn)和局限性：

焊料釬焊模式目前大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)還在沿用，通常是采用如圖3所示的連接片5A的結(jié)構(gòu)，這種焊料釬焊方式是利用熔點(diǎn)低于鋁箔、銅帶、熔絲等母材的錫鉛焊料，在低于母材熔點(diǎn)并高于錫鉛焊料熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行釬焊焊接，需通過(guò)加溫后，再將液態(tài)的錫鉛焊料在母材表面潤(rùn)濕、鋪展和在母材間隙中填縫等工藝流程，其具體連接結(jié)構(gòu)如圖3所示，釬焊需在電容元件1A組裝成芯子10A后才能進(jìn)行，各電容元件1A的電極需通過(guò)釬焊逐個(gè)焊接到連接片5A上，電極與連接片5A之間需鋪展、填充很大的錫鉛焊料層6A，其電氣連接的工序需在組裝成芯子后進(jìn)行。焊料釬焊方式存在的主要問(wèn)題是難以保證焊接質(zhì)量，由于電極與連接片5A之間的釬焊需加熱并由人工操作完成，加熱溫度由操作人員憑經(jīng)驗(yàn)控制，如果溫度太低，則產(chǎn)生虛焊、增加接觸電阻、影響產(chǎn)品壽命；而如果溫度太高，則損傷絕緣介質(zhì)，造成膜的老化和粘連，影響產(chǎn)品的電氣性能。由于釬焊前需對(duì)連接片5A進(jìn)行搪錫處理，而搪錫工序需采用專(zhuān)用的搪錫和溫控設(shè)備，而且錫鉛焊料價(jià)格較貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高。此外，焊料釬焊模式污染環(huán)境，影響員工身體健康。

冷機(jī)械夾接模式是采用特殊的夾持件及工具進(jìn)行元件的電極間的電氣連接，由于元件電極伸出薄膜的長(zhǎng)度須比釬焊加長(zhǎng)，在電極尺寸A小于15mm的情況下無(wú)法實(shí)施冷機(jī)械夾接工藝，在電極尺寸A小于20mm的情況下難以獲得理想的夾接效果，因此，需要加大鋁箔的電極的尺寸A，而鋁箔成本較高。此外，夾接及檢測(cè)設(shè)備的投資費(fèi)用較高，夾接工藝操作復(fù)雜，加工效率比焊料釬焊模式低。

冷焊接與冷機(jī)械夾接結(jié)合模式是采用冷焊接方式進(jìn)行元件的電極之間的電氣連接，同時(shí)采用冷機(jī)械夾接方式進(jìn)行芯子引出端的電氣連接。由于此焊接方式需要對(duì)工件施以一定的靜壓力，因此焊接設(shè)備的焊頭尺寸受強(qiáng)度所限不能做得太小，為此須將鋁箔電極尺寸A至少加長(zhǎng)到25mm（1英寸），這首先提高了材料成本，同時(shí)還需將電容元件的厚度H至少加大到20mm，而厚度H的加大造成電容元件并聯(lián)數(shù)量的減少，當(dāng)厚度H≥20mm時(shí)，使并聯(lián)數(shù)≤14，這就排除了生產(chǎn)含有內(nèi)熔絲的電容器的操作可能性。此外，夾接、焊接及檢測(cè)設(shè)備的投資費(fèi)用較高也是該模式存在的缺點(diǎn)。

上述現(xiàn)有的三種電氣連接模式由于需加大電極尺寸A，而且電氣連接的工序被全部限制在組裝成芯子之后，而組裝成芯子后的電氣連接只能采用手工連接，不僅電氣連接的質(zhì)量尚不理想，并且生產(chǎn)效率低、成本較高。然而由于電氣連接對(duì)于電力電容器的電氣性能和質(zhì)量穩(wěn)定性具有十分敏感的影響，同時(shí)又牽涉到復(fù)雜的加工工藝，因此，上述電力電容器的制造方法一直沿用到現(xiàn)在，特別是電容器內(nèi)部的電容元件的電氣連接結(jié)構(gòu)方面的進(jìn)步不大，這與隨著相關(guān)材料的進(jìn)步導(dǎo)致電容器的迅速發(fā)展的趨勢(shì)不符。

發(fā)明內(nèi)容

為了突破上述現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)展瓶頸，本發(fā)明的目的在于提供了一種電力電容器及其制造方法，不僅有效優(yōu)化了電氣連接的質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，可大幅度降低產(chǎn)品的制造成本，而且避免了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)員工健康的危害，還能很好地滿(mǎn)足內(nèi)熔絲電容器多元件特點(diǎn)的結(jié)構(gòu)要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。