[發明專利]一種干式高壓自愈式并聯電容器的散熱結構

在審

• 申請號: 201710064723.1
• 申請日: 2017-02-05
• 公開（公告）號: CN107103994A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 孫曉武;楊一民;李印達;馮申榮
• 申請（專利權）人: 無錫市電力濾波有限公司
• 主分類號: H01G2/08
• 分類號: H01G2/08;H01G2/10;H01G4/224;H01G4/38
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技術領域

本發明涉及一種干式高壓自愈式并聯電容器的散熱結構。

背景技術

在到目前為止，成功應用于電力系統的高壓并聯電容器都是油浸的，其

固體介質采用聚丙烯薄膜，極板為鋁箔，簡稱“油浸箔式電容器”。其特點為：

電容器單臺容量大，有功損耗小，發熱量低，運行穩定。缺點是箱殼內充滿絕緣

油，一旦內部發生嚴重故障引發箱殼爆裂，容易引起火災，造成重大事故，這種

事故并不鮮見，可見運行安全性一直是這種電容器存在的隱患。該缺陷限制了這

類電容器在重要場合如城市地下變電站、大型建筑的戶內變電站及重點防火場所

的應用。

干式高壓自愈式并聯電容器箱殼內無油，憑借其自愈特性，可以防止介質弱點和局部放電帶來的危害而可靠地運行，適合安裝于城市地下變電站、大型建筑的戶內變電站及重點防火場所。但是這類電容器由于須顧及在高場強下工作的自愈性能，故作為極板的金屬鍍層極薄，致使極板電阻較大，比上述“油浸箔式”結構電容器的極板電阻大2個數量級，結果造成電容器的有功損耗較大，發熱量增大，而電容器發熱量大往往引起電容器過熱。電容器過熱帶來的危害是：工作壽命降低，容易誘發介質熱擊穿使電容器失效。因此干式高壓自愈式并聯電容器，受困于技術和結構的特殊性，目前還沒有很好解決的關鍵技術之一，就是電容器運行的過熱問題，于是散熱結構就成為這類干式電容器研發所需攻克的關鍵點。

發明內容

在為了克服現用“油浸箔式”電容器故障后易引發爆炸、火災等重大事故之不足，解決干式高壓自愈式并聯電容器運行過熱的問題，本發明提供一種適用于干式高壓自愈式并聯電容器（以下簡稱“電容器”）的散熱結構。

本發明解決問題所采用的技術方案如下。

所述散熱結構的特征在于：將所述容量較大（例如334kvar）的電容器設計成 4個容量較小電容器單元（以下簡稱“單元”）的組合，每個單元設計時盡量擴大其表面積，并在單元之間設置散熱風道，以增大散熱面積、增強空氣對流散熱的效果。所述單元主要由心子、箱殼、接線端子和壓力釋放閥構成，心子由多個元件排列組成。心子中的元件單行排列，每個元件的兩個端面靠近單元箱殼的兩個大面，利于元件向箱殼傳熱；心子中元件的電氣連接和引出采用盡可能寬的薄銅箔，以降低連接電阻，且有利于心子熱量的傳導；心子與箱殼之間采用絕緣和阻燃性能良好的樹脂充填，使該處絕緣得以減薄，縮短元件內部熱量外傳的路

徑，減小熱阻；單元箱殼的材料為不銹鋼，防止在運行時生銹而影響外表的散熱效果。

本發明的有益效果是：基于所述自愈式電容器極板電阻大、運行時有功損耗和發熱量大的特點，在整體上將所述電容器設計成由4個電容器單元組成，單元間設置散熱風道，以增強散熱效果；在電容器單元內部采用減小連接電阻、縮短熱傳導路徑，單元外表采用增大散熱面積、不銹鋼箱殼防止銹蝕等措施。采用以上方法和措施，所述電容器形成了獨特的散熱結構，以滿足電容器在戶內外環境條件下長期穩定可靠工作的要求。經試驗證明，這種結構的電容器（額定電壓11/ kV，容量334kvar）在熱穩定試驗中達到了熱平衡，最熱點溫度低于80℃，符合相關標準和實際運行的要求。

附圖說明

圖1為整臺大容量干式高壓自愈式并聯電容器的結構示意圖。

圖2為干式高壓自愈式并聯電容器單元的示意圖。

圖3為圖2的主視剖面構造圖。

圖4為圖2的左視剖面構造圖。

圖中，1-單元；2-支架；3-散熱風道；11-單元的箱殼；12- 單元的接線端子；13- 單元的壓力釋放閥；14-單元的心子；15-單元內的樹脂絕緣層；141-元件；142- 聯接銅箔。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。

在圖1中可見：整臺大容量電容器由4個單元(1)組成，4個單元(1)等間距排列，安裝在支架(2)上，單元(1)之間留有窄小的散熱風道(3)，以增大散熱面積、增強散熱效果。4個單元(1)串聯連接，滿足整臺電容器額定電壓、容量、絕緣水平及戶內外運行的要求。

在圖2中可見，單元主要由箱殼(11)、接線端子(12)、壓力釋放閥(13)、心子(14)和充注的樹脂絕緣層(15)構成。箱殼(11)用不銹鋼制作，防止在運行時生銹而影響外表的散熱效果。每個單元設計時盡量擴大其表面積，以利散熱。

在圖3和圖4中可見：心子(14)主要由元件(141)及元件間聯接銅箔(142)構成。