[发明专利]一种杯型高压陶瓷电容器

说明书

本发明提供一种杯型高压陶瓷电容器，属于高压电容器技术领域。包括NPO杯型瓷芯，该杯型瓷芯除杯口端面的其余面均包裹有金属电极层，该杯型瓷芯的杯口端面为平面或设有伞裙结构；该杯型瓷芯的杯底外端面焊接金属电极作为所述杯型高压陶瓷电容器的高压电极，杯型瓷芯的内侧面通过焊接并引出的金属引线与金属电极连接作为所述杯型高压陶瓷电容器的低压电极。本发明采用杯型结构瓷芯，解决了高压陶瓷电容器作为高精度电子式电压互感器用高压臂电容，由于容量小易受电磁干扰的技术难题，可应用于电子式电压互感器、电子式电压传感器、高压电压测量、高压电能计量等电力设备及领域。

技术领域

本发明涉及一种杯型高压陶瓷电容器，属于高压电容器技术领域。

背景技术

高压陶瓷电容器由于具有宽的工作温度范围、高可靠性、长寿命、体积小等优势在开关柜、断路器、互感器等电力设备中得到广泛应用。随着中低压配电网向着智能化方面发展，传统电压互感器由于存在体积大、易铁磁谐振、动态测量范围小等缺陷，迫切需要升级改造，以电子式电压互感器为代表的新型互感器得到快速发展。电子式电压互感器主要有三类：电容式电压互感器、电阻式电压互感器、阻容式电压互感器。其中，电容式电压互感器由于绝缘电阻高、可靠性高、体积小、功耗小等优势成为电子式电压互感器发展的主流。电子式电压互感器的测量原理是通过高压臂电容和低压臂电容的容量比来实现将高电压等比例变换为可测量的低电压信号，为了保证电子式电压互感器在工作温度范围内的测量精度，要求高低压臂电容的介电常数温度系数非常的小。

NPO(零温度系数)陶瓷电容由于具有非常稳定的温度系数，成为电子式电压互感器的首选高低压臂电容。其中，对于低压臂电容器采用目前市场上成熟的NPO贴片电容完全可以满足要求。而对于高压臂电容器，采用NPO瓷料制备的高压陶瓷电容器还存在一些问题，主要表现在容量小、抗干扰能力差。目前高压陶瓷电容器一般采用圆片式瓷片，由于NPO瓷料的介电常数太小，在满足互感器尺寸要求下可实现的高压陶瓷电容器容量一般小于100pF。在这么小的容量条件下，圆片式高压陶瓷电容器非常容易受周围电磁场的影响而使得容量波动较大，严重影响了电子式电压互感器的测量精度。如何避免来自周围空间的电磁干扰(如相间干扰等)成为小容量NPO高压陶瓷电容器需要迫切解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杯型高压陶瓷电容器，该高压电容器相对传统圆片高压陶瓷电容器具有抗干扰能力强、容量大的特点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种杯型高压陶瓷电容器，包括NPO杯型瓷芯，该杯型瓷芯除杯口端面的其余面均包裹有金属电极层，该杯型瓷芯的杯口端面为平面或设有伞裙结构；该杯型瓷芯的杯底外端面焊接金属电极作为所述杯型高压陶瓷电容器的高压电极，杯型瓷芯的内侧面通过焊接并引出的金属引线与金属电极连接作为所述杯型高压陶瓷电容器的低压电极。

可选地，所述NPO杯型瓷芯采用NPO瓷料的介电常数为30-150之间，介电常数温度系数为-30～+30ppm/℃。

可选地，所述NPO杯型瓷芯采用NPO瓷料一次压制成型后高温烧结的方式制备，或采用NPO瓷料先成型为圆柱形坯体再通过车床车成杯型坯体后高温烧结的方式制备。

可选地，所述金属电极层采用浆料涂覆后烧结或电镀和磁控溅射的方式包裹于杯型瓷芯除杯口端面的其余面，且金属电极层边缘打磨光滑；金属电极层材料为银、铜、镍、铝中的任意一种。

可选地，所述杯型高压陶瓷电容器整体采用环氧树脂封装，环氧树脂包封层设计为圆柱结构或伞裙结构。

本发明的优点在于：

本发明采用杯型结构瓷芯作为高压陶瓷电容器介质，在保证电容器耐压能力的条件下，不仅大幅增加了电容容值，而且有效改善了抗电磁干扰能力，可应用于电子式电压互感器、电子式电压传感器、高电压测量、高压电能计量等电力设备及领域。

附图说明