本發(fā)明涉及一種電容器，尤其涉及一種具有極板偏移結(jié)構(gòu)電容芯子的電容器，適用于各種交直流高電壓的環(huán)境中所使用的電容器。

背景技術(shù)：

眾所周知，電容器單個(gè)元件的耐電強(qiáng)度有限，對(duì)于在交直流高電壓下使用的電容器，必須通過元件的串聯(lián)保證整臺(tái)的電壓耐受滿足要求，而單個(gè)元件的端部絕緣是通過介質(zhì)薄膜8與鋁箔極板7之間的留邊解決的，留邊的長(zhǎng)度通常在3～10mm，結(jié)構(gòu)如圖5所示。由于采用相同的設(shè)計(jì)卷繞，這些元件具有相同的耐壓水平。然而，在某些特殊的情況下，由于放置位置的關(guān)系，個(gè)別元件會(huì)承受更高的電壓，留邊距離無法保證絕緣達(dá)到安全距離的要求。如果改變?cè)O(shè)計(jì)繼續(xù)增大留邊長(zhǎng)度，則極板勢(shì)必變窄，導(dǎo)致電容器介質(zhì)的利用率嚴(yán)重下降，而如果單為個(gè)別元件重新設(shè)定卷繞方案，又破壞了芯子的結(jié)構(gòu)整體性，帶來其他方面的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決在特殊的情況下串聯(lián)的電容器中的個(gè)別元件承受更高電壓時(shí)，通過改變留邊距離無法達(dá)到安全距離的要求或?qū)е码娙萜鹘橘|(zhì)的利用率嚴(yán)重下降的問題，本發(fā)明提供一種電容器，該電容器的電容芯子具有極板偏移的絕緣結(jié)構(gòu)，在保證電容器介質(zhì)較為合理利用的前提下，充分保證了各元件端部的絕緣要求。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種電容器，包括高壓電極1、接地電極2及位于高壓電極1與接地電極2之間的電容芯子5，其特殊之處在于：上述電容芯子5包括依次平行排列的尺寸相同的第一極板301、第n極板及位于第一極板301與第n極板之間的n-2個(gè)極板，上述電容芯子5還包括位于相鄰極板之間的尺寸相同的絕緣介質(zhì)4，各絕緣介質(zhì)與高壓電極1之間的垂直距離均相同，上述絕緣介質(zhì)4的高度大于極板的高度，上述第一極板301與高壓電極1直接連接，上述第n極板與接地電極2直接連接，位于第一極板與第n極板之間的n-2個(gè)極板與高壓電極1之間的垂直距離各不相同，其中n為大于等于2的正整數(shù)。

優(yōu)選地，n個(gè)極板與高壓電極1之間的垂直距離是以首項(xiàng)為0，公差為d的等差數(shù)列依次遞增，直至第n極板與接地電極2之間的垂直距離為0。

優(yōu)選地，上述極板及絕緣介質(zhì)4均為板狀，或所述極板及絕緣介質(zhì)4均為筒狀即該電容器為卷繞式電容器。

優(yōu)選地，當(dāng)上述極板及絕緣介質(zhì)4均為筒狀時(shí)，還包括芯子骨架99，由極板與絕緣介質(zhì)交替疊層并沿極板與絕緣介質(zhì)的長(zhǎng)度方向進(jìn)行單層或多層繞制在芯子骨架99上。

優(yōu)選地，上述d的取值為2～15mm。

本發(fā)明還提供另外一種電容器，包括高壓電極1、接地電極2及位于高壓電極1與接地電極2之間的電容芯子5，其特殊之處在于：上述電容芯子5包括m個(gè)串聯(lián)的電容芯子單元，每個(gè)電容芯子單元包括依次平行排列的相同的第一極板301、第n極板、位于第一極板301與第n極板之間的n-2個(gè)極板，還包括位于相鄰極板之間的相同的絕緣介質(zhì)4，各絕緣介質(zhì)與高壓電極1之間的垂直距離均相同，上述絕緣介質(zhì)4的高度大于極板的高度，上述第一極板301與高壓電極1直接連接，上述第n極板與接地電極2直接連接，位于第一極板與第n極板之間的n-2個(gè)極板與高壓電極1之間的垂直距離各不相同；相鄰電容芯子單元中的極板相對(duì)于第n極板呈鏡像對(duì)稱，其中m、n均為大于等于2的正整數(shù)。

優(yōu)選地，n個(gè)極板與高壓電極1之間的垂直距離以首項(xiàng)為0，公差為d的等差數(shù)列依次遞增，直至第n極板與接地電極2之間的垂直距離為0。

優(yōu)選地，上述極板及絕緣介質(zhì)4均為板狀或所述極板及絕緣介質(zhì)4均為筒狀。

優(yōu)選地，當(dāng)上述極板及絕緣介質(zhì)4均為筒狀時(shí)，還包括芯子骨架99，由極板與絕緣介質(zhì)疊層并沿極板與絕緣介質(zhì)的長(zhǎng)度方向進(jìn)行單層或多層繞制在芯子骨架99上。

優(yōu)選地，上述d的取值為2～15mm。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的電容器的芯子絕緣結(jié)構(gòu)，不同于傳統(tǒng)依靠電容器元件卷繞完成后再串聯(lián)以解決絕緣不足的問題，而是利用極板偏移的方法，在高壓和接地電極之間形成若干個(gè)電容量相同，而位置依次錯(cuò)開的串聯(lián)段，這樣每個(gè)串聯(lián)段僅承受總電壓的若干分之一，不會(huì)使單個(gè)串聯(lián)段的絕緣不足造成擊穿；

2、極板位置的變化是隨著其與高壓電極之間的電位差決定的，電位差越大，則極板端部離高壓電極越遠(yuǎn)，這樣的結(jié)構(gòu)使整個(gè)芯子的電場(chǎng)分布較為合理；

3、較長(zhǎng)的介質(zhì)部分保證了極板端部與兩個(gè)電極或相鄰極板之間不易出現(xiàn)滑閃放電，同時(shí)，介質(zhì)位置相對(duì)保持不變也使得芯子的卷繞較為容易實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

圖1為極板與絕緣介質(zhì)均為板狀的電容器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為極板與絕緣介質(zhì)均為筒狀的電容器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為極板與絕緣介質(zhì)均為板狀的電容器擴(kuò)容后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為極板與絕緣介質(zhì)均為筒狀的電容器擴(kuò)容后結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記為：1-高壓電極，2-接地電極，301-第一電極，310-第五電極，32-第二電極，33-第三電極，34-第四電極，4-絕緣介質(zhì)，41-第一介質(zhì)層，42-第二介質(zhì)層，43-第三介質(zhì)層，44-第四介質(zhì)層，5-電容芯子，6-高壓引出線，7-鋁箔電極，8-介質(zhì)薄膜，99-芯子骨架。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本實(shí)施例電容器，包括高壓電極1、接地電極2及位于高壓電極1與接地電極2之間的電容芯子5，電容芯子5包括尺寸相同的第一極板301、第二極板32、第三極板33、第四極板34及第五極板310，電容芯子5還包括位于相鄰極板之間的絕緣介質(zhì)4，各絕緣介質(zhì)與高壓電極1之間的垂直距離均相同，絕緣介質(zhì)4的高度大于極板的高度(定義高壓電極與接地電極之間的垂直方向?yàn)楦叨确较?；

第一極板301垂直于高壓電極1放置，其上端與高壓電極1接觸，與第二極板32相對(duì)的一側(cè)區(qū)域設(shè)置絕緣介質(zhì)4，絕緣介質(zhì)4的另一側(cè)為第二極板32，第二極板32的水平位置即與高壓電極1的垂直距離較第一極板301低，第二極板32與高壓電極1的垂直距離為d。

第二極板32與第三極板33相對(duì)側(cè)繼續(xù)設(shè)置絕緣介質(zhì)4，絕緣介質(zhì)4另一側(cè)為第三極板33，第三極板33的水平位置即與高壓電極1的垂直距離較第二極板302低，第三極板33與高壓電極1的距離為2d，類似的，第四極板34與高壓電極1的距離為3d。

最后設(shè)置第五極板310，其下端與接地電極2接觸，這樣形成由4個(gè)串聯(lián)元件組成的一個(gè)串聯(lián)單元即電容芯子單元。

本發(fā)明極板可以是板狀(圖1)也可以是筒狀即卷繞式(圖2)；當(dāng)為卷繞式時(shí)，可以分為單層卷繞和多層卷繞，各極板同軸心設(shè)置，該電容器由各極板及之間的絕緣介質(zhì)交替疊層放置并沿極板與絕緣介質(zhì)的長(zhǎng)度方向進(jìn)行單層或多層繞制在芯子骨架99上而成，例如首先將第四介質(zhì)層44疊放在第五極板310上，再將第四極板34疊放在第四介質(zhì)層44上，再將第三介質(zhì)層43疊放在第四極板34上，依次交替疊放后進(jìn)行卷繞。

如果所形成的芯子電容量較小不滿足需要，可以采用圖3和圖4所示的方法進(jìn)行擴(kuò)容，圖3板狀式具體的做法是在圖1所示的電容芯子外側(cè)繼續(xù)設(shè)置極板與絕緣介質(zhì)即第二串聯(lián)單元，第二串聯(lián)單元的極板與圖1中的極板相對(duì)于第五極板310呈鏡像對(duì)稱。兩組串聯(lián)單元中的極板呈現(xiàn)出明顯的“v”字形。

圖4卷繞式具體的做法是在圖2卷繞好的芯子外側(cè)，按照與前述卷繞方式相同但極板放置位置相反的方法卷繞第二個(gè)串聯(lián)單元，即對(duì)于第五極板310，兩組串聯(lián)單元呈鏡像。

繼續(xù)采用這樣的方法進(jìn)行卷繞，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)任何大的電容量。

本發(fā)明的說明書已經(jīng)對(duì)發(fā)明內(nèi)容給出了充分的說明，各組件的具體參數(shù)可以根據(jù)實(shí)際需求設(shè)定，普通技術(shù)人員足以通過本發(fā)明說明書的內(nèi)容加以實(shí)施。在權(quán)利要求的框架下，任何基于本發(fā)明思路的改進(jìn)都屬于本發(fā)明的權(quán)利范圍。