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        金屬化電容器自愈性能的分析
        添加時間: 2009/10/9 點擊次數:


          摘要:近兩年我國電力電容器制造行業已在低壓電容器制造領域推出了金屬化產品來取代原有的油浸紙質產品。金屬化電容器的顯著特點就是具有所謂的“自愈性”,即在介質擊穿時擊穿點能像傷口愈合一線瞬時恢復絕緣性能…… 

        金屬化電容器 自愈性能;

            近兩年我國電力電容器制造行業已在低壓電容器制造領域推出了金屬化產品來取代原有的油浸紙質產品。金屬化電容器的顯著特點就是具有所謂的“自愈性”,即在介質擊穿時擊穿點能像傷口愈合一線瞬時恢復絕緣性能。由于具有這種寶貴的自愈性能,金屬化電容器能采用極薄的單層薄膜介質。這樣電容器就能采用很高的工作電場強度,因而電容器的體積和重量都大大減小。但自愈是有一定限度的在某些場合下,自愈性能的喪失就會導致電容器的故障。因此,了解金屬化電容器的自愈性能對于產品的設計和使用都是重要的。下面我們分析以下金屬化電容器在發生擊穿時的自愈過程以及影響該過程的諸因素。

        自愈過程的分析;

        第一步:發生擊穿,電容器在外施電壓作用下由于介質中的雜質或氣隙等弱點的存在或發展引起介質擊穿形成導電通路;

        第二步:接著在導電通路處附近很小范圍內的金屬層中流過一個前沿很陡的脈沖電流。鄰近擊穿點處金屬層上的電流突然上升,按其離擊穿點的距離而成反比分布。在瞬刻t,半徑為Rt的區域內金屬層的溫度達到金屬的熔點,于是在此范圍內的金屬熔化并產生電弧。該電流引起電容器釋放能量,在弧道局部區域溫度突然升高,壓力突然增加。

        第三步:絕緣恢復,隨著放電能量的作用,半徑為Rt的區域內金屬層劇烈蒸發并伴隨噴濺。在該區域半徑增大的過程中電弧被拉斷,金屬被吹散并受到氧化與冷卻,最后破壞了導電通路,在介質表面形成一個以擊穿點為中心的失掉金屬層的圓形絕緣區域。如此自愈過程即告完成。失掉金屬層的圓形絕緣區域稱作自愈暈區,其面積通常在1—8mm2的范圍內。典型的自愈暈區處型如圖2所示。還需指出暈區金屬層的蒸發不是靠弧道釋放的熱量而是靠電流通過金屬層直接發熱的。在自愈過程中電流是沿介質表面在氣體媒質中通過的,整個過程進行很快。據研究[1],當極板表面電阻在1.4~4.5Ω/□范圍內,在常壓及400V條件下自愈時間約為10~20μS。外施電壓高時對應的自愈恢復時間長。

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