[发明专利]一种干式高压自愈式并联电容器的散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种干式高压自愈式并联电容器的散热结构。

背景技术

在到目前为止，成功应用于电力系统的高压并联电容器都是油浸的，其

固体介质采用聚丙烯薄膜，极板为铝箔，简称“油浸箔式电容器”。其特点为：

电容器单台容量大，有功损耗小，发热量低，运行稳定。缺点是箱壳内充满绝缘

油，一旦内部发生严重故障引发箱壳爆裂，容易引起火灾，造成重大事故，这种

事故并不鲜见，可见运行安全性一直是这种电容器存在的隐患。该缺陷限制了这

类电容器在重要场合如城市地下变电站、大型建筑的户内变电站及重点防火场所

的应用。

干式高压自愈式并联电容器箱壳内无油，凭借其自愈特性，可以防止介质弱点和局部放电带来的危害而可靠地运行，适合安装于城市地下变电站、大型建筑的户内变电站及重点防火场所。但是这类电容器由于须顾及在高场强下工作的自愈性能，故作为极板的金属镀层极薄，致使极板电阻较大，比上述“油浸箔式”结构电容器的极板电阻大2个数量级，结果造成电容器的有功损耗较大，发热量增大，而电容器发热量大往往引起电容器过热。电容器过热带来的危害是：工作寿命降低，容易诱发介质热击穿使电容器失效。因此干式高压自愈式并联电容器，受困于技术和结构的特殊性，目前还没有很好解决的关键技术之一，就是电容器运行的过热问题，于是散热结构就成为这类干式电容器研发所需攻克的关键点。

发明内容

在为了克服现用“油浸箔式”电容器故障后易引发爆炸、火灾等重大事故之不足，解决干式高压自愈式并联电容器运行过热的问题，本发明提供一种适用于干式高压自愈式并联电容器（以下简称“电容器”）的散热结构。

本发明解决问题所采用的技术方案如下。

所述散热结构的特征在于：将所述容量较大（例如334kvar）的电容器设计成 4个容量较小电容器单元（以下简称“单元”）的组合，每个单元设计时尽量扩大其表面积，并在单元之间设置散热风道，以增大散热面积、增强空气对流散热的效果。所述单元主要由心子、箱壳、接线端子和压力释放阀构成，心子由多个元件排列组成。心子中的元件单行排列，每个元件的两个端面靠近单元箱壳的两个大面，利于元件向箱壳传热；心子中元件的电气连接和引出采用尽可能宽的薄铜箔，以降低连接电阻，且有利于心子热量的传导；心子与箱壳之间采用绝缘和阻燃性能良好的树脂充填，使该处绝缘得以减薄，缩短元件内部热量外传的路

径，减小热阻；单元箱壳的材料为不锈钢，防止在运行时生锈而影响外表的散热效果。

本发明的有益效果是：基于所述自愈式电容器极板电阻大、运行时有功损耗和发热量大的特点，在整体上将所述电容器设计成由4个电容器单元组成，单元间设置散热风道，以增强散热效果；在电容器单元内部采用减小连接电阻、缩短热传导路径，单元外表采用增大散热面积、不锈钢箱壳防止锈蚀等措施。采用以上方法和措施，所述电容器形成了独特的散热结构，以满足电容器在户内外环境条件下长期稳定可靠工作的要求。经试验证明，这种结构的电容器（额定电压11/ kV，容量334kvar）在热稳定试验中达到了热平衡，最热点温度低于80℃，符合相关标准和实际运行的要求。

附图说明

图1为整台大容量干式高压自愈式并联电容器的结构示意图。

图2为干式高压自愈式并联电容器单元的示意图。

图3为图2的主视剖面构造图。

图4为图2的左视剖面构造图。

图中，1-单元；2-支架；3-散热风道；11-单元的箱壳；12- 单元的接线端子；13- 单元的压力释放阀；14-单元的心子；15-单元内的树脂绝缘层；141-元件；142- 联接铜箔。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

在图1中可见：整台大容量电容器由4个单元(1)组成，4个单元(1)等间距排列，安装在支架(2)上，单元(1)之间留有窄小的散热风道(3)，以增大散热面积、增强散热效果。4个单元(1)串联连接，满足整台电容器额定电压、容量、绝缘水平及户内外运行的要求。

在图2中可见，单元主要由箱壳(11)、接线端子(12)、压力释放阀(13)、心子(14)和充注的树脂绝缘层(15)构成。箱壳(11)用不锈钢制作，防止在运行时生锈而影响外表的散热效果。每个单元设计时尽量扩大其表面积，以利散热。

在图3和图4中可见：心子(14)主要由元件(141)及元件间联接铜箔(142)构成。