[实用新型]一种皮法级小型高压无局放电容器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压电力电容器，特别是涉及用于10kV配电线路真型模型模拟阻抗的皮法级小型高压无局放电容器。

背景技术

为适应配电专业的发展需求，研究复杂配电网暂态及稳态运行特性，研究配网新型状态评估技术，构建状态评估标准，需要深入研究配网线路运行特性，但由于受到场地条件等因素的限制，无法架设真实的10kV配电线路及其支线线路，因此，根据等效原理建设配网真型试验平台成为一种有效的手段。而构建真型试验平台的核心是解决线路阻抗的计算和模拟装置设计问题。

目前，10kV配电线路阻抗模型主要采用π形结构形式，π形结构模型的设计思想是通过前后两端下拉电容模拟架空线每相对地的分布电容和相间的分布电容，因此在π形结构中，电容器是一个主要电气元件。而目前高电压电力电容器按用途可分为，移相电容器、补偿电容器、均压电容器等，主要用于移相、补偿、贮能、均压等场合；这类电容器用于模拟10kV配电线路阻抗模型存在以下不足：

1、容量大。配电线路的线路阻抗模拟电容的容量等级为皮法级，而移相、补偿和均压等用途的电容器从几十微法到几十毫法，无法适用；

2、频响特性差。对于电容芯片，通常电容容量越大，其谐振频率越低，频响特性差，特别当电容谐振频率居于特定频率区间时，将对开展10kV配电线路暂稳态特性研究带来严重误差；

3、体积大。目前的高压电力电容器为了满足绝缘要求，电容器内部元器件之间的绝缘距离、接线端与外壳绝缘距离、接线端之间距离都比较大，从而造成整个电容器体积较大。过大的电容器体积使得10kV配电线路阻抗模型变得异常庞大，无法满足实验室集约化、小型化的空间要求；

4、局放水平无法满足要求。由于10kV配电线路真型试验平台需要模拟10kV配电线路各类故障运行工况，将频繁遭受过电压、过电流考核，一方面过高的局放在这种试验工况冲击下会进一步加剧绝缘劣化，影响电容使用寿命，缩短平台维护周期，提高平台维护成本。另一方面，原件本身的局部放电将对开展配电线路暂稳态特征研究带来影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于10kV配电线路真型模型模拟阻抗的皮法级小型高压无局放电容器，完全满足10kV真型试验平台建设及开展暂稳态特性研究的要求。

本实用新型的技术方案：一种皮法级小型高压无局放电容器，包括绝缘外套、绝缘介质层以及电容组件，所述电容组件放置于绝缘外套的中心位置，在绝缘外套与电容组件之间填充绝缘介质层，所述绝缘外套的外表面等间距的设置有伞裙，在绝缘外套的侧壁中心设置有屏蔽层，绝缘外套的高压端和低压端各设置有一个密封圈凹槽，用于放置密封圈，所述电容组件包括多个并联连接的电容芯片，所述电容芯片固定包裹在绝缘支柱内，所述绝缘支柱内还设置有高压铜排和低压铜排，所述多个电容芯片的高压端通过高压铜排连接在一起引至绝缘外套高压端；多个电容芯片的低压端通过低压铜排连接在一起引至绝缘外套低压端，构成多个电容芯片的并联结构。

所述绝缘外套由环氧树脂绝缘材料或绝缘陶瓷材料制成，整体呈圆锥形，内部设为空心。

所述绝缘介质层采用的绝缘介质为25#变压器油。

所述电容组件的电容量范围为1000pF-5000pF。

所述绝缘支柱的材料为杜力顿PA66。

所述绝缘支柱的杜力顿PA66填充在电容芯片之间以电容芯片的外围。

所述电容芯片为陶瓷电容芯片。

所述屏蔽层为半导电屏蔽材料制成，半导电屏蔽层与绝缘外套环氧树脂绝缘材料层或绝缘陶瓷材料层形成复合夹心结构。

所述电容器在-40℃到70℃范围内，电容量随温度变化小于1％，1.5倍额定电压下局部放电小于3pC，频响范围50Hz～500kHz。

所述电容器整体工频耐压水平满足42kV 1min下无击穿、无闪络。

本实用新型的技术效果：

1、电容器采用多个皮法级陶瓷电容芯片并联制成，ES(Equivalent Series Resistance等效串联电阻)值较低，谐振频率高，频响特性好。

2、采用绝缘外套、绝缘介质层以及电容组件三层套层结构，相同绝缘水平下大幅度减小设备体积。

3、绝缘外套表面设置若干伞裙，增加爬电距离，提高沿面闪络水平；

4、绝缘外套采用内外绝缘材料中间接地屏蔽层的复合夹心结构，可有效屏蔽内部放电的电磁辐射；填充的绝缘介质25#变压器油可有效均匀内部电场分布，进一步提升绝缘水平，降低局部放电水平；