[发明专利]双瓷片耦合陶瓷电容器

说明书

本发明提出了一种耦合陶瓷电容器，包括相互平行且成对设置的两个瓷片、涂布在所述瓷片上下表面的银膜电极、设置在所述两个瓷片之间的电极连接件以及设置在所述两个瓷片外侧的电极端子。电极连接件为与所述瓷片同轴设置且用于将所述两个瓷片的银膜电极电连接的圆筒。圆筒的直径为d，瓷片的直径为D，其中，2/3D＜d＜D。本发明的耦合陶瓷电容器的电极连接件为大管径筒式结构，由于圆筒的直径较大，解决了现有电容器的中央连接件与瓷片外缘环氧树脂收缩应力差的问题。

技术领域

本发明涉及一种耦合陶瓷电容器，尤其涉及一种双瓷片耦合陶瓷电容器。

背景技术

耦合陶瓷电容器为一种应用在高压电气设备中的器件，其能够为来电显示仪、电容分压器以及局部放电传感器等仪器提供检测信号源。当耦合陶瓷电容器接在高压导体上时，将会直接承受高电压，存在绝缘击穿风险。而来电显示仪、电容分压器、局部放电传感器等仪器属于高压电气设备的附属设备。用户要求附属设备不能影响主设备的安全运行，因此，耦合陶瓷电容器以及用它封装而成的最终产品，要求其交流耐压、局部放电等指标应高于主设备以确保绝缘不击穿，保证系统的正常运行。

图1为单瓷片耦合陶瓷电容器，该电容器包括作为介质的瓷片、镀在瓷片两端平面上的银膜电极以及连接在银膜电极两端的电极端子。瓷片是耦合陶瓷电容器的主要绝缘体。通常，单瓷片耦合陶瓷电容器即可满足行标所要求的交流耐压和局放的要求，但是一旦瓷片或瓷片周围的用于封装的环氧树脂被过电压击穿，电容器就成为故障源，会引发短路事故。

采用两片瓷片串联，可以提高电容器耐电性能。图2-6为现有的双瓷片耦合陶瓷电容器的结构示意图。具体地，双瓷片耦合陶瓷电容器的电极连接方式有：一体式-两个瓷片直接焊接而成(图2)；软连接式-两个瓷片电极之间焊接有一条铜丝(图3)；杠铃式(图4)；罩极/铜柱式-瓷片镶在罩极式电极的浅坑内，两个瓷片的罩极式电极由中央铜柱连接(图5)；罩极/直筒式-瓷片镶在罩极式电极的浅坑内，两个瓷片的罩极式电极以外缘直径连接(图6)。

传感器是由电容器封装而成的产品。具体地，传感器是在中空模具两端固定电容器和高频检测部件，然后往模具里注入融溶状的环氧树脂而成。环氧树脂在固化过程中会收缩，电极连接件(软连接式、杠铃式、罩极/铜柱式)外的环氧树脂厚度远比瓷片边缘外厚，收缩量悬殊，其应力差可使瓷片边缘的环氧树脂产生细小裂纹。瓷片边缘是电力线密集并且急剧扭转的部位，裂纹可导致局部放电。

一体式电容器的高低压电极距离太近，传感器伞裙外电场的高低压两端爬距亦近，容易发生闪络。

软连接式电容器需要将瓷片分别固定在传感器模具的两端，对于高度和直径有限制的传感器，模具底部要固定高频检测单元，无法将瓷片固定在底部；同时铜丝与瓷片边缘的环氧树脂收缩应力差最大，容易发生局放。

杠铃式电容器中央铜柱部位与瓷片边缘的环氧树脂收缩应力差很大，容易发生局放。

罩极/铜柱式电容器的罩极式电极外缘及其中央铜柱是等电位，两处的环氧树脂收缩应力差虽然很大，但不会因此产生局部放电。不足之处是如果电机停役，传感器所处环境温度下降到-20℃及以下时，环氧树脂、铜、瓷片三者的线胀系数差会将环氧树脂局部撕裂，再通电时会产生局部放电。

罩极/直筒式电容器的连接部位(直筒)可以是实心体，也可以部分镂空，以螺口连接。罩极/直筒式电容器不存在软连接式、杠铃式和罩极/铜柱式连接件周围环氧过厚的问题，还解决了瓷片边缘电场畸变的问题，但是焊接面积大、直筒阻碍焊接时外加高温均匀传递到整个焊接面(存在高温传递不均匀的问题)，导致某些部位焊锡和银膜熔合程度过高，而某些部位过低，瓷片与电极之间容易脱落。

因此，需要一种具有新型结构的耦合陶瓷电容器，以解决中央连接件与瓷片外缘环氧树脂收缩应力差大、瓷片边缘局部放电、焊接时外加高温传递不均匀的问题，提升耦合陶瓷电容器的耐电性能和耐候性能。

发明内容