对温度具有高稳定性的电容器制造技术

具有对温度高度稳定性的电容，其特征在于包括：一圆柱形金属体（１），与体共轴且放置在体内的圆柱形高压电极（２），及至少二个低压电极（３），低压电极经绝缘层（４）保持与体的内壁相接触，对体的几何轴对称放置，通过保持装置固定就位，允许电极自由膨胀，延伸在高压电极（２）与低压电极（３）间的电介质是气体或真空，体的膨胀系数ａｃ与高压电极的膨胀系数ａｈ，体材料的膨胀系数ａｃ与低压电极（３）材料的膨胀系数ａｂ通过下列不等式相关联： １. ５＜ａｂ／ａｃ＜２. ５。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容器，这种电容器被特别设计成适应于一种装置，该装置用于精确测量在电器装置中的电压，这种电器装置具有接地的金属包层并通过六氟化硫(SF6)被绝缘。以GEC ALSTHOM SA的名义，于1989年12月7日递交的法国专利申请第8916189号中就描述了一种这样电压测量装置。本说明书的附图说明图1中示出了用于获取要测量电压的反映信号(image)的电路图。线路L1代表高压导体，其电压Up为要测量的电压。该电路的组成有被称做高压电容器的第一电容器C1，该电容器通过一个连结线(电缆)L2被连结到运算放大器A的负输入上，运算放大器带有第二电容器C2，该电容器被连结到运算放大器的输出与负输入之间。运算放大器的正端接地。电容器r表示总体的杂散电容，特别包括连结线L2的电容及由低压电容器板与地所形成的电容。由于运算放大器A放置在测量室B中，该测量室与高压电容器C1所放置的地点可能相距几十米远，所以线L2的电容不能被忽略。由于运算放大器的输出电压Us与要测量的电压之间有如下等式相关连Up＝-Us·C2/C1所以运算大器的输出电压Us是要测量的电压Up的反映。为了确保反映信号Us独立于温度，比率C2/C1独立于温度是必要的。电容器C2放置于测量室中，并很容易将其放进温度调制箱(enclosure)中。但是电容器C1是置于电装置中或其附近的，经常发生的情况是该装置在室外，那里的温度可以在很大范围如-50℃到+60℃间变化的。因而测量的精度依赖于电容器C2的电容随温度的变化。为了在不考虑电容器C1所经受的温度的情况下获得电压Us的准确测量，所说电容器C1及C2的电容独立于温度是必要的。本专利技术的第一个目标是提供一种电容器，其电容不随温度而变化。本专利技术的另一个目的是提供一种电容器，其易于制造并且便宜。本专利技术的再一个目的是提供一种电容器，其相对于地的杂散电容是极为轻微感应的，以便为出现在低压电极上的高频信号的流动提供较好的路径。本专利技术提供了一种电容器，它是有对温度的高度稳定性，其特征在于它的组成有一圆柱形金属体，一个与金属体共轴并放置在金属体内的圆柱形高压电极，以及至少二个低压(LT)电极，这些低压电极通过一插入绝缘层被迫使与金属体的内壁保持接触，所说的这些低压电极的放置是关于金属体的几何轴相对称的，所说低压电极通过使这些电极自由膨胀的保持装置来固定就位，在高压电极与低压电极间延续的电介质是一种气体或真空，金属体的膨胀系数ac与高压电极的膨胀系数ah相同，金属体材料的膨胀系数ac与低电极材料的膨胀系数ab通过下列不等式相连1.5＜ab/ac＜2.5通过参照附图，描述具体实施例来更深地解释本专利技术，在这里，图1是一电压测量装置的线路图;图2是根据本专利技术制作的电容探测器的透透图;图3是图1探测器的局部剖面图;图4是电容的一部分的局部剖面图，示出了固定LT电极第一种方法的第一实施例;图5是电容器一部分的局部轴向剖面图，示出了如图4所示的固定LT电极的同样方法;图6是电容器一部分的局部剖面图，示出了固定LT电极的第二种方法;图7是电容器一部分的局部轴向剖面图，示出了如图6所示的固定LT电极的同样方法。图8是电容器一部分的局部剖面图，示出了固定LT电极的第三种方法;图9是电容器一部分的局部轴向剖面图，示出了图8所示的固定LT电极的同样方法;图10是金属包套的局部图，在这个里放置了本专利技术的电容器;图11是电容器一部分的局部剖面图，示出了固定LT电极的第四种方法;图12是电容器一个部分的局部轴向剖面图，示出了如图11所示的固定LT电极的同样方法。在图2中所示的电容器的组成有一个外部圆柱体1(以下更简单地仅称为“体”)，该体由具有准确已知其线性膨胀系数ac的材料构成。这个材料较好地为金属，但是同样可以是电镀金属绝缘材料如塑性材料或合成物。如果该材料为金属，那么可选择例如铝合金。体1用于支持下面表述的低压电极。电容器的组成还有一内部电极2，它被设计成连结到高压HT，这就是为什么电极2在下面被叫“HT电极”的原因。该电极是一圆柱体由已准确知其线性膨胀系数的材料构成。与体1一样，HT电极的材料既可以是金属也可是电镀金属绝缘体。HT电极的材料较好地是选择与体1相同的。体1与HT电极共轴放置，他们通过下面描述的方式一个相对于另一个来固定就位。体1用来支持一定数目的电极3，这些电极以下被称为LT电极，因为它们被连到低压(LT)端。LT电极较好地是由金属片构成，或金属合金构成，它们的线性膨胀系数ab是精确已知的。这个材料可以具有优势地从不锈钢中选择。每个LT电极通过绝缘材料片4与体1相分离，绝缘材料的线性膨胀系数为af，绝缘材料最好是从硅薄片，聚丙烯等材料中选择，这些材料是以注册商标Mylar及Teflon而闻名的，特别是这样的材料可以抵抗SF6的分解产物。;这个装置可放于真空，或者放在电介质中，这种介质使得装置的组件可自由膨胀。通常，将探测器放在SF6中，SF6存在于一接地的金属包层站或装置中(如包含在金属壳内)。象图3中所示，LT电极最好是长方形或正方形，具有圆角，并被通过机械手段压靠在体的内表面上，这种机械手段使得LT电极在变化的温度的作用下可自由膨胀。下面将会描述这些装置的几种不同的实施例。体1事有孔8使得金属接头片9与LT电极相接合。与每一个LT电极结合，HT电极确定一个电容器部分，其电介质是由上面确定的介质构成。各个电容器部分被电联接在一起以便构成图1中涉及的电容器C1并被用于执行电压测量装置。选择LT电极的数目及其在体1中的配置要使得它们可以通过形成一对称连结结构组合在一起。因而可以构成下列组合二个LT电极互相为180°配置;三个LT电极以120°互相配置;四个LT电极以90°间隔成对放置等。此外，这些电极可以组合在一起以便提供独立的电容器。一个较好的实施例由8个相同LT电极构成，这八个电极以45°间隔围绕体1对称分布。这些电极四个为一组组合在一起，每一个组合与HT电极相配合形成一个电容器C1，因而使得可以提供备用的测量电路。以这种方式形成的二个电容器C1互相交叉，每个带有以90°分布的LT电极。;以下示出材料的一种适当的选择，这种选择使得可以获得一种电容C1，其随温度的变化接近于零。取第一级近似值，给出电容的下列关系C1＝2π·Eo·Er·N·(S/De)/Ln(De/d)在这里In表示自然对数De＝D-2(hf+he)其中Eo真空介电常数ErCl中电介质的介电常数N平行连结的LT电极之数目S一个电极的表面积D体的内直径dHT电极的直径he一个LT电极的厚度hf绝缘薄片的厚度在温度作用下，上述值应用于下列近似关系而变化D＝Do(1+ac(T-To))d＝do(1+ah(T-To))S＝So(1+ab(T-To))2he＝heo(1+ab(T-To))hf＝hfo(1+af(T-To))其中T是要计算的探测器的温度;To是参考温度Do、do、So、heo，及hfo分别是参考温度下的D、d、S、he及hf之值。如果体12HT电极由同样的材料构成，经受同样的温度，而且如果(he+hf)之和大大小于D/2，一般是这种情形，那么给出电容C1作为温度函数的关系变成C1(T)＝C1(To)·(1+ab(T-To))2本文档来自技高网...

【技术保护点】
对温度具有高稳定性的电容器，其特征在于它的组成有：一个圆柱形金属体（１），与体１共轴且被放置在体内的圆柱形高压电极（２），以及至少二个低压电极（３），这些低压电极经过一插入绝缘层（４）被迫使保持与体的内壁相接触，所说电极对体的几何轴对称放置，所说低压电极（３）通过一保持装置来固定就位，这个保持装置允许电极自由膨胀，在高压电极（２）及低压电极（３）之间延伸的电介质是一气体或真空，体的膨胀系数ａｃ与高压电极的膨胀系数ａｈ相同，而且体材料的膨胀系数ａｃ与低压电极（３）材料的膨胀系数ａｂ以下列不等式相连系： １．５＜ａｂ／ａｃ＜２．５。

【技术特征摘要】
FR 1993-5-13 93057661.对温度具有高稳定性的电容器，其特征在于它的组成有一个圆柱形金属体(1)，与体1共轴且被放置在体内的圆柱形高压电极(2)，以及至少二个低压电极(3)，这些低压电极经过一插入绝缘层(4)被迫使保持与体的内壁相接触，所说电极对体的几何轴对称放置，所说低压电极(3)通过一保持装置来固定就位，这个保持装置允许电极自由膨胀，在高压电极(2)及低压电极(3)之间延伸的电介质是一气体或真空，体的膨胀系数ac与高压电极的膨胀系数ah相同，而且体材料的膨胀系数ac与低压电极(3)材料的膨胀系数ab以下列不等式相连系1.5＜ab/ac＜2.52.根据权利要求1的电容器，其特征在于体材料(1)从铝合金中选择。3.根据权利要求1或2的电容器，其特征在于低压电极(2)的材料从不锈钢中选择。4.根据权利要求1到3的任何一个电容器，其特征在于它由4对低压电极(3)构成。5.根据权利要求1到4的任何一个的电容器，其特征在于每一个低压电极(3)被固定到至少一个金属接头片(9)上，接头片穿过体的一个孔(8)，所说接头片中至少一个是用于电连结目的的。6.根据权利要求1到5中任何一个的电容器，其特征在于所说装置由至少一个钢琴丝型弹簧(10A、10B)构成，弹簧以其中间点被固定到体(1)的外壁上，且穿过所说接头片(9A、9B)的二个，二个接头片放置在体的同样的适当剖面上。7.根据权利要求6的电容器，其特征在于所说弹簧(10A)被放置在体(1)外表面内形成的槽(11A)里。8.根据权利要求6或7的电容器，其特征在于接头片与弹簧相互之间特别地是由绝缘套(13A、13B)来...

【专利技术属性】
技术研发人员：让皮瑞杜帕兹，让保尔格瑞斯，丹尼尔崔查特，
申请(专利权)人：GEC阿尔斯托姆TD公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]