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壳式电容器单台高压并联电容器技术、工艺、设备特点介绍
日新电机（无锡）有限公司，作为国内一流的电容器及其装置的设计和制造厂家，完全有能力为广大客户、各项重点示范工程提供优质可一．先进的产品设计
1. 无限趋近于零的设计理念。
日新电机株式会社以“无限趋近于零的设计理念”来设计产品，多年的运行业绩也证明了其产品具有：“大容量、长寿命、零故障、免维护”的特点。日新电机（无锡）有限公司成立后，考虑到电容器产品高可靠性方面的要求，该设计理念和技术特色也被部分运用到单台高压并联电容器的设计和生产中。在交付投运使用后，取得了骄人的成绩。
2. 产品设计的标准化
根据产品的发展趋势，由总师办组织设计部门，对产品设计进行规划，单台产品规格系
列化，标准化；成套装置模块化。所有单台产品的箱壳宽度和厚度固定，高度设定级差，方便用户使用及更换。成套装置供货采用模块式整体发货，方便用户现场的安装。
3. 产品结构核心技术---内熔丝技术
1）内熔丝结构特点：
我公司采用熔体为单丝、两端为绞丝、熔丝整体置于元件之间的结构，可以保证：
A. 有效开断 B．杜绝群爆 C．完全隔离
2）内熔丝控制要点：
根据我们的研究，主要对其进行以下几个方面进行严格控制，从而保证熔丝的有效性：
A 进行热校核，模拟各种状态下发热情况进行选用
B 损耗校核，合理选用降低有功发热
C 产品运行正常或故障时现场可能出现各种实际状态，设定验证模型，并与装置保护相协调，选择内熔丝的开断性能，保证适用各种工况的实际运行
D 对加工精度及镀层厚度进行控制
E 熔丝两端采用胶丝并对长度选择进行控制，目的一是改良小引线片可能扩大事故的可能性，二是焊接及固定方便，三是引入一定量的电感，改善露箔式产品的无感特性
3）内熔丝保护与装置保护的配合
电容器的内熔丝保护与装置保护是协调配合的整体，在设计上要保证两者之间的一致性。
直流输电工程所用装置一般均采用中性点接地每相带桥差保护，其整定设定报警原则以元件过电压达到1.3倍元件过电压为依据，同时确保电容器元件过电压达到1.9倍额定过电压下电容器能够运行2小时。
电容器设计时除考虑本身最小开断数及动作电压关系外，还考虑装置保护达到动作时，在最恶劣状态下（元件损坏发生在同一台电容器中同一串联段）元件动作数与最小开断数之间的协调。
通过大量的理论研究及试验验证，内熔丝技术在日新电机已非常完善和稳定，已从起初的关注基本结构到关注各种工况的开断性能，再到完善各方面的控制要点，使部件的选取与产品及装置的整体结构成为一个统一的整体，到目前为止运行的电容器没有内熔丝误动和拒动的。
4. 产品结构核心技术---放电电阻
1） 放电电阻结构
对于内熔丝产品，放电电阻作为常规配置，放电电阻分布在各串联段上，与其并联。对于不带内熔丝的产品，放电电阻为可选项，并联在入线端。
2） 放电电阻的作用
A. 满足放电要求。
B. 消除内熔丝动作产生的陷阱电荷形成的过电压。
C. 调节各串联段的分压（一定用途的产品）。
5. 产品结构核心技术---整体式机械压接瓷套
在电容器性能要求有了明显改善后，瓷套漏油成为电容器缺陷的主要问题，
为了防止常规锡焊瓷套以下问题：A. 机械强度不足B. 不能耐受冲击力的影响C. 不能耐受热的冲击影响D. 加工工艺控制难，加工分散性较大
我们与浙江贝爱达公司（原英国BHW公司）开发了专用一体式机械压接式瓷套，解决了以上问题。该瓷套的特点是：接线头与瓷套采用机械压接方式，瓷套与箱体盖板一次性压接完成，无需焊接，这种独特的方法可以避免瓷套和箱盖焊接过程中对滚压密封部位的密封圈产生影响。
6. 产品结构核心技术---露箔式3膜结构
电容器元件采用全膜露箔式结构：即每张铝箔的一边折边，另一边伸出薄膜，元件电流由伸出薄膜的两极铝箔引出，这种结构，取消了传统结构中的引线片，解决了传统结构中采用引线片所带来的问题，主要优点为：
1）极板外露，减少了元件的极板电阻和接触电阻以及由于边缘效应引起的附加损耗，使电容器的损耗大幅度下降，发热量减少，增强了耐受过电流的能力。
2）铝箔一边折边后，边缘消除了毛刺，曲率半径增大，大大改善了边缘电场畸变，提高了元件的局部放电水平，增强了耐受过电压的能力。
因而采用这种结构的全膜元件具有较高的局部放电起始、熄灭电压和很低的介质损耗。
而采用三膜结构，有效避免了材料电弱点的影响。
二. 十项关键工艺要点的控制---产品质量的保证
1. 防皱折---“选好材，用好机”
在薄膜的检验过程中，特有的“悬垂法”薄膜卷绕性测试，保证我们使用的薄膜性能良好。
采用国际一流的卷绕设备---美国希尔顿及仿美的卷绕机，同时加强定期的维护，保证机器处于良好的运行状态，以消除元件卷绕时产生皱折。
2．箱壳R角折边采用R3替代原来的R6，有效降低了箱壳的形变；
3. 特有的干燥过程
（1） 真空干燥与注油分开处理
产品的真空干燥目的是：保证产品中的水分和空气充分的排出。要想使水分和空气充分的排出，取决于真空处理的真空度及分子运行的动能。真空干燥和注油在同炉进行时，由于油的挥发会影响产品的真空效果。我公司采用特有的真空干燥与注油分开的工艺解决了这个难题。
（2） 智能判断
真空干燥处理结束时终点判定是行业中又一个难题。经过大量的试验验证，日新电机创造出一套特有的停止试验法，通过设定停止试验条件的办法进行智能判断，解决了这一题。在日新电机，通过这样的做法彻底消除了行业内很多公司凭经验用时间长短来进行停止试验判断的落后做法。
（3）实现油气分离的充N2技术
利用N2常温时易于抽出的特性，巧妙实现干燥与注油分开时转炉过程的密封问题。
4. 注油过程的抽真空
在真空处理时，当真空度达到0.1Pa的较高水平时，产品内气体分子密度仍然高达3.2*1016个/m3，为了保证气体分子的充分排出，特别是随着产品场强不断提高，在注油过程中进行继续抽真空处理，对产品是非常必要的。在产品构造上我公司采用带双孔的盖板，在注油阶段一孔用来注油，一孔用来在注油时进行抽真空。
5. 注油速度控制
电容器中的铝箔和薄膜表面会吸附气体分子，配合注油时继续抽真空，在高真空状况下，表面吸附的气体会逐渐排出，注油时速度过快会影响材料表面吸附气体的排出，因此在注油过程中，在不同的时间段中严格控制油量，尽量使电容器中的油面缓慢平稳地上升，这一过程对保证电容器质量也是非常关键的因素。
6. 注油时的加压
薄膜之间具有静电吸附作用， 要使液体介质充分渗透到薄膜之间确实困难，但是压力浸渍工艺的应用有效的解决了这一问题，这样做的优点能保证油的浸透性，提高电容器的局部放电性能。
7. 产品带油压封口
电容器产品经过压力浸渍，并在浸渍结束时，根据浸渍时的环温情况，在产品内部封入一定的油压，确保在各种环境温度下均能保证产品内部的压力略大于大气压力，可以提高产品的低温局部放电性能，并对产品的使用寿命亦有一定的好处。
8. 恒温注油
环温下注油时受四季温差影响，难以保证电容器注油时的一致性，而且油的黏度受温度影响较大，为消除四季温差对注油的影响并确保浸渍效果，我公司采用恒温注油。
9. 作业环境
元件卷绕、芯子压装、芯子焊接和芯子包扎都在净化间进行，保证产品生产对三度---“温度、湿度、洁净度”的要求。并进行定时定点测量，保证生产在较高标准的环境中进行，卷绕室洁净度可达国家标准100级水平的要求。
10. 自动化焊接
为了防止焊缝渗漏油，对于电容器需要进行焊接的几个部位均采用最新技术的自动化焊接设备，自动智能识别出焊接轨迹。使焊缝美观，可靠。
三. 稳定的原材料供货系统
1）专用技术协议：公司拥有目前行业中最先进的绝缘油、薄膜及铝箔的试验设备，拥有多名资深的材料研究人员。根据我公司对材料的深入研究，在所有原材料的国家标准要求的技术指标的基础上，又同原材料及主要零部件生产厂家签订了更高技术要求的供货技术协议。
2）共有的评价体系：针对原材料的检验，形成一套完整的保证系统：技术标指要求统一，判定标准依据统一，测试方法相同，测试仪器相同，测试仪器定期互校的严格控制流程。
3）结成战略联盟：根据多年合作与筛选的基础上，我们与主要原材料供货商结成战略联盟，以稳定的质量、稳定的供货、稳定的价格建立了良好的供应采购系统。
五. 产品检验
1. 原材料检验
每批原材料均按照ISO9001-2000中定义的分类及要求进行，并增加检验技术协议中特殊规定的项目。
2. 元件首检
对于每种规格的产品在进行第一次元件卷绕时，对卷好元件进行解剖，进行设计数据与制作品的核对。
3. 元件耐压
每个元件均经过耐压试验
4. 芯子耐压
每个芯体在组装好后均经过耐压试验进行检查
5. 组装检验
芯体组装完成后，对芯体进行检查和容量确认
6. 箱壳气压检漏
防止焊接中不良的产生
7. 瓷套密封性检验
对瓷套加10s，4公斤力检漏
8. 产品充N2检验
产品装箱后将箱盖焊接完成后，对产品充N2进行检漏
9. 产品热烘检验
产品真空注油处理完成后，对产品进行80℃ 30小时的热烘处理，一是达到使产品性能达到稳定的目的；二是在非常严格条件下，再一次进行检漏。
10. 出厂试验
产品处理完成后对每一台产品进行电气性能试验，特别是我公司一直坚持对每台产品进行局部放电测试，为保证产品质量稳定起到了较大的保障作用。
以上检验是在生产过程中对产品进行的主要检验项目是保证产品质量可靠的重要手段。其中6、7、8、9项均与产品检漏有关。
六. 公司可进行的验证试验
公司可按GB11024-2001及DL/T840-2003进行全套型式试验项目验证。并进行噪音试验、电测法局放试验、老化试验、过电压周期试验、V-t试验等特殊项目的验证。
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序号
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试验项目
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试验标准
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1
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外观及配套器件检验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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2
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密封性试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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3
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端子间电压试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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4
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端子与外壳间交流电压试验（干试）
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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5
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电容及损耗角正切（tanδ）测量
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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6
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热稳定性试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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7
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高温下电容器损耗角正切（tanδ）测量
|
GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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8
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内部放电器件试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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9
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短路放电试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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10
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内部熔丝的放电试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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11
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内部熔丝的隔离试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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12
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介质损耗随温度的关系曲线测量
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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13
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常温下局部放电测量
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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14
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常温下局部放电起始、熄灭电压测量
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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15
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极对壳局部放电熄灭电压测量
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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16
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低温下局部放电熄灭电压测量
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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17
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套管受力试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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18
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端子与外壳间交流电压试验（湿试）
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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19
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端子与外壳间雷电冲击电压试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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20
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油箱机械强度试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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21
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老化试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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22
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过电压周期试验
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GB/T11024-2001 DL/T 840 -2003
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23
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噪音试验
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企业标准
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24
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电测法局放试验
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企业标准
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25
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V-t特性加速老化试验
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企业标准
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七．产品性能
1．通过对内熔丝优化设计使电容器的损耗达到≤0.0003，并且使内熔丝动作的上下限与装置的参数情况完美配合，在实际运行中内熔丝可靠动作。
2．通过先进的加工设备和优良的原材料，在先进工艺和严格的管理下，使电容器的整体性能优良，局放水平大幅提高，局部放电量1.2Un≤10pC，1.5Un≤30pC，在耐久性方面国家标准规定的1700个过电压周期数我们达到了2000个过电压周期数，1.4Un过负荷1000小时我们达到了1.4Un过负荷1200小时，使得产品的年故障率≤0.1%，合理的产品设计和良好的浸渍使电容器芯子最热点温度不超过75℃，使薄膜的老化速度降到最低，同时在浸渍剂中填加的特殊抗老化物质使油的老化降到最低，这样确保电容器能够长期可靠运行。
八. 综述
借助先进的设计及工艺，一流的设备、严格的质量控制和检验，我们坚信：日新电机（无锡）有限公司可以确保能够为广大客户、各项重点示范工程提供高质量、高可靠性的产品。
运行图片
运行在北京城北500kV变电站的并联电容器装置[2006年5月投运]
运行在高岭背靠背换流站的并联电容器装置[2008年11月投运]
500KV变电站电容器成套装置销售业绩
| 地区 | 合计 | |||
| 华北 | 华东 | 华南 | ||
| 数量（台） | 1,170 | 926 | 603 | 2,699 |
| 容量（MVar） | 5,402 | 3,309 | 2,867 | 11,578 |