[發明專利]具有冷卻布置的功率電容器模塊

有效

• 申請號: 201680086619.6
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN109313983B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: B·辛格;C-O·奧爾森
• 申請（專利權）人: ABB電網瑞士股份公司
• 主分類號: H01G2/08
• 分類號: H01G2/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 曹雯

本公開涉及一種功率電容器單元(1)，其包括：殼體(3)；第一層(7)電容器元件(7a)；第二層(9)電容器元件(9a)，其中第一層(7)電容器元件(7)堆疊在第二層(9)電容器元件(9a)上；第一母線組件(13)，連接到第一層(7)的電容器元件(7a)；第二母線組件(19)，連接到第二層(9)的電容器元件(9a)，其中第一母線組件(13)和第二母線組件(19)布置在第一層(7)電容器元件(7a)與第二層(9)電容器元件(9a)之間；導熱層(17)，設置在第一母線組件(13)與第二母線組件(19)之間，其中導熱層(17)與殼體(3)熱接觸，從而將熱量從第一母線組件(13)和第二母線組件(19)傳導到殼體(3)，并且其中殼體(3)與第一母線組件(13)和第二母線組件(19)電絕緣。

技術領域

本公開涉及包括多個電容器元件的功率電容器。

背景技術

功率電容器單元或高電壓電容器單元通常包括殼體以及布置在殼體內并且連接到母線組件的多個電容器元件，母線組件又連接到套管，用于引導電流進出殼體。

每個電容器元件可以由幾層絕緣膜(諸如聚丙烯)組成，絕緣膜用鋁箔纏繞在一起。鋁箔用作電極，并且膜層用作電介質。或者，電容器元件可以由幾層金屬化塑料膜組成。

當功率電容器正在工作時，殼體內生成大量的熱。US2014/334105A1公開了一種電容器封裝解決方案，其結合了熱和電兩種考慮因素。封裝件可以包括電耦合到母線的電容器元件、以及在母線與殼體之間的熱增強隔離層。隔離層設置在殼體基部和側壁部分附近。母線設置在隔離層附近，并且被配置為沿著封裝件側并且沿著電容器元件下方的封裝件長度延伸，以提供用于在母線與電容器元件接觸之前從母線散熱的延伸路徑。增強的隔離層被配置為將熱量從母線傳導離開到殼體以避免電容器的熱點溫度。隔離層在母線與殼體之間提供電隔離，并且提供導熱介質，導熱介質可以改善從母線到殼體的熱傳遞，并且因此減少傳遞到電容器元件的熱量。隔離層包括被配置為改善散熱的熱增強物質。隔離層包括環氧物質，在該環氧物質中已經注入諸如氧化鋁填料的導熱填料。

發明內容

例如電容大小的電氣特性是在設計功率電容器單元時考慮的典型性能參數。這些參數可以取決于電容器元件的大小或數目。

通過選擇具有固定預定高度的合適數目的電容器元件層，可以提供更好的生產靈活性，因為與必須針對不同額定功率電容器單元生產不同大小的電容器元件的情況相比，只需要對組裝線進行較少的修改。因此，可以將一種大小的電容器元件視為用于創建具有不同性能額定值的功率電容器單元的構建塊。因此，代替擴大每個電容器元件的大小以獲取更高性能的功率電容器(這需要對組裝線進行實質性修改)，可以將另外的電容器元件堆疊成層以獲取期望的功率電容器性能。

然而，設置有多于一層電容器元件的功率電容器單元由于布置在電容器元件層之間的母線組件所生成的附加熱量而提供了挑戰。

US2014/334105A1的公開內容僅公開了單層電容器，其在從母線朝向殼體的方向上提供熱傳導，但是沒有在垂直于母線與殼體之間的熱傳遞方向的橫向方向上提供有效的熱傳導。

鑒于上述情況，本公開的總體目的是提供一種功率電容器單元，其解決或至少緩解了現有技術的問題。

因此提供了一種功率電容器單元，其包括：殼體；第一層電容器元件；第二層電容器元件，其中第一層電容器元件堆疊在第二層電容器元件上；第一母線組件，連接到第一層的電容器元件；第二母線組件，連接到第二層的電容器元件，其中第一母線組件和第二母線組件布置在第一層電容器元件與第二層電容器元件之間；導熱層，設置在第一母線組件與第二母線組件之間，其中導熱層與殼體熱接觸，從而將熱量從第一母線組件和第二母線組件傳導到殼體，并且其中殼體與第一母線組件和第二母線組件電絕緣。

由此可獲取的效果是，在兩層電容器元件之間生成的熱量可以從該區域傳導到殼體以冷卻功率電容器單元。導熱層在由導熱層限定的平面內側向地提供熱傳導，直到殼體。