[实用新型]一种油浸式电力电容元件和电容器

说明书

技术领域

本发明涉及高压电力电容器领域，特别涉及一种油浸式电力电容元件和电容器。

背景技术

国内外现有油浸式电力电容器的温度系数α_C的绝对值|α_C|为2×10^-4K^-1～4×10^-4K^-1。这对于在电力系统中的使用，通常是能够满足要求的。但对于某些使用场合，例如用于0.1级高精度电容式电压互感器(CVT)中的电容器，则需要有更低的电容温度系数，即需要电容量随温度变化更小或更稳定。

对于高压电力系统中广泛使用的CVT，运行中其电容分压器的上部和下部温度有一定差别，即高压电容C₁和中压电容C₂温度会有所不同。若电容温度系数较大(即电容量随温度的变化较大)，当分压器中C₁、C₂温差较大时，会造成分压比有较大的变化，就很难保证CVT输出电压的高精度要求，而电压测量的精度对于电能计量精度很重要。所以，为提高电能计量的精度，就需要在CVT中采用温度系数更低的电容器。

另外，低温度系数的电容器作为一种高技术性能的基础器件，在其他高精度测量或需要电容稳定性更高的场合也有需要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种低电容温度系数的油浸式电力电容元件和包括该电容元件的电容器。

为了达到上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的，一种油浸式电力电容元件，包括铝箔以及由电容器纸和聚丙烯薄膜组成的复合介质，其特征在于，聚丙烯薄膜所占复合介质的厚度比，即膜占比k_m为30％～45％。

本使用新型油浸式电力电容元件的更进一步改进是，所述聚丙烯薄膜所占复合介质的厚度比，即膜占比k_m为35％。

本实用新型的另一个技术方案，一种含有所述油浸式电力电容元件的电容器，还包括浸渍剂，其特征在于，所述浸渍剂是二芳基乙烷(PXE)绝缘油。

本实用新型的原理是利用电容温度系数与介质材料的关系，通过恰当选用介质材料和厚度比例，达到低电容温度系数的要求。目前电力电容器中常用介质材料有油浸电容器纸和油浸聚丙烯薄膜。这些材料的介电常数(即电容率)ε随温度的变化Δε特性各不相同，电容器纸的ε值随温度上升而增大，各种液体浸渍剂和聚丙烯薄膜的ε值随温度上升而减小。在电容器所采用的组合介质中，浸渍剂的比率大致相同，而且常用浸渍剂的ε值随温度变化特性大致相同，影响电容器电容温度系数的主要因素是聚丙烯薄膜在聚丙烯薄膜与电容器纸的复合介质中所占厚度比(即膜占比)k_m。

膜占比k_m＝δ_m/(δ_m+δ_l)

其中δ_m和δ_m分别为聚丙烯薄膜和电容器纸的厚度。

根据电容温度系数与膜占比k_m的关系，选择合适的膜占比k_m，可以得到比目前的电容温度系数绝对值更低的电容器，当设计采用的膜占比在30％～45％范围时，用常规的浸渍剂和制造工艺制成的电容器，电容温度系数的绝对值可降低到5×10^-5K^-1以下，也即称之为低电容温度系数的电容器。

这种电容器应用于电容式电压互感器，可以制造出0.1级高精度电压互感器；用于高压试验室中的电容分压器，则可使测量精度提高一个等级；也可用于军工或其他需要高稳定性电容的技术领域。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1为不同介质的电容率与温度系数的关系图，A代表电容纸，B代表聚丙烯薄膜，C代表浸渍剂，D代表组合介质，其中横坐标代表温度T(℃)，纵坐标代表电容率随温度的变化量Δε。

图2为电容器的电容温度系数α_C与膜占比k_m的关系图，其中横坐标为膜占比k_m，纵坐标为电容温度系数α_C(k^-1)(×10⁵)。可以看出，电容温度系数随k_m的增大而减小。

图3为本实用新型的电容元件结构图。

图4为一种低电容温度系数的耦合电容器结构图。

具体实施方式