混合电极与全膜电容器的金属化膜自愈特性

金属化膜电容器的工作场强高,故其储能密度很高,但因其电极通过喷金方式引出,故其通流能力差。箔式电容器的通流能力强,但不具有自愈特性,故其工作场强低,储能密度也低。混合电极电容器可以兼具两者的优点,能在较高的场强下工作并拥有较大的通流能力。为加深对混合电容器的了解,通过模拟混合电极电容器和全膜金属化膜电容器的工作状况,研究了混合电极中金属化膜的自愈特性。结果表明自愈能量随放电电流的增加而增大;自愈点的直径随放电电压的升高而增加;自愈能量和自愈电流与放电电容大小的相关性小;相同条件下,全膜电容器金属化膜的自愈能量要小于混合电极电容器金属化膜的自愈能量。     

本体聚合PMMA基复合介质膜的储能特性研究

目前有机薄膜电容器中的介质材料多为线性电介质,这类聚合物的介电常数通常较低,造成电容器储能密度普遍偏低,而新型高储能聚合物介质材料一般又存在介质损耗高的问题。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与高储能含氟聚合物的相容性较好,常被用来改善后者的力学和击穿性能,但市售的PMMA存在本征介质损耗过高的问题。为了降低PMMA的介质损耗,本文用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与苯乙烯(St)合成MMA-St共聚物(MS),将不同比例的MS掺入本体聚合的PMMA中形成复合体系,并研究复合体系的介电特性、储能特性及绝缘特性。结果表明：该复合体系可以显著降低PMMA的介质损耗,相较于PMMA更适合作为高储能聚合物的改性材料。其中复合10%MS的介质膜在5 500 kV/cm电场下获得了5 J/cm³的放电能量密度,充放电效率达到83%。     

电容器级新型储能电介质的储电性能研究

在电容型储能脉冲功率电源中,脉冲电容器的储能密度直接影响脉冲功率电源和脉冲功率系统的小型化发展.目前,脉冲电容器的介质材料多采用双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP),其储能密度很难进一步提升,因此需要研究新型电容储能材料,以提高电容器的储能密度.本文以电容器用储能电介质为研究对象,对聚合物基无机纳米复合电介质(PVDF/Ti...     

一种新结构自愈式高储能密度脉冲电容器的实验研究

研制了一种金属化膜脉冲电容器。通过采用内串结构、选择合适的金属膜方阻值,提高了电容器的储能密度。而通过改变金属膜方阻值的大小以及对电极端部的加厚处理进行改进,在保持其储能密度一定的情况下,有效延长了电容器的使用寿命。寿命试验表明,单个元件喷金层的脱落是造成电容器失效及寿命缩短的主要原因,而外层薄膜自愈严重及其中轴处的横贯内外层的自愈是造成单支元件电容量下降的主要原因。     

锆钛酸钡/聚丙烯纳米复合介质的电学性能及储能特性研究

聚丙烯(PP)过低的介电常数已经无法满足下一代电力电容器对于高储能密度电介质材料的需求。制备具有高介电常数的纳米复合介质是有望提高电介质材料储能密度的有效手段。本文以PP为基体,以锆钛酸钡(BaZr_0.2Ti_0.8O₃,简称BZT)纳米颗粒为无机填料,制备BZT/PP复合介质,并利用硅烷偶联剂KH550与马来酸酐(MAH)之间的共价键作用提高纳米颗粒在聚合物基体中的分散性。对复合介质的微观形貌及晶体结构进行表征,并系统研究复合介质的介电性能、直流电气强度及储能密度。结果表明：BZT纳米颗粒在聚丙烯基体中分散均匀,并且显著提升了复合介质的介电性能与储能特性,BZT质量分数为15%的复合介质具有3.19(0.1 Hz)的介电常数,相比纯PP的介电常数提高了40.5%,并且介质损耗因数保持在10^-2数量级的较低水平。在储能密度方面,当BZT质量分数为5%时,复合介质的最大储能密度为2.008 J/cm³,相比于纯PP(1.775 J/cm³)提升了13.1%。     

高储能密度全有机复合薄膜介质材料的研究

电容器储能以其轻便、高效、环保等特点正在逐步引起人们的重视。为制备高储能密度的电容器介质材料,研究以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,以纳米尺度的导电聚苯胺(PANI)为填料,采用溶液法及后续的球磨工艺制备了高储能密度的全有机复合薄膜介质材料。研究了添加物含量、频率等因素对复合介质材料介电性能的影响。发现当PANI体积分数达到0.05时(略高于渗流阈值fC=0.041),复合薄膜的介电常数在100 Hz条件下高达456,击穿场强为60 MV/m,储能密度达到了7.2 J/cm3,与PVDF基体相比提高了3倍多。另外还发现即使在渗流阈值附近,复合薄膜介电性能仍具有一定的频率稳定性。介电常数在低频范围(102~104Hz)内基本保持不变。利用SEM对复合薄膜的表面形貌进行了分析,发现有机填料PANI粒子在PVDF基体内有很好的分散性。另外利用XRD分析了复合薄膜的晶体结构,发现该制备工艺条件下所得复合材料基体主要以β-PVDF形式存在,这有助于发挥PVDF基体的功能性。渗流阈值理论可用来解释介电常数随添加物含量和频率的变化规律。研究结果表明,该制备工艺可得到适用于较宽频率范围的高储能密度复合薄膜。     

电力电容器局部放电测量中一些问题的探讨

随着产品的不断发展,电力电容器的固体介质已由原来的纯纸发展成了膜纸复合介质或全膜介质,在液体介质方面新介质(PXE、IPB等) 的使用提高了吸气性能,改善了局部放电特性。全膜电容器取掉了浸渍时起灯芯作用的电容器纸、如设计结构或工艺不良将使某些部位场强过高或元件中油路不畅通、浸渍不好,在介质中形成气泡、使局部放电特性大     

对500kV断路器膜纸绝缘均压电容介质损耗试验探讨

主要介绍膜纸复合绝缘电容器的特性,Garton效应对膜纸复合绝缘电容器介质损耗试验的影响及在低电压(常规10 kV)和高电压下膜纸复合绝缘电容器介质损耗试验探讨。     

金属化膜电容器研究进展

金属化膜电容器是脉冲功率系统广泛使用的储能器件,具有储能密度高和可靠性好等特点。文中介绍高储能密度金属化膜电容器关键技术的研究进展。结合金属化膜自愈特性的研究,提出自愈性能优化方法;研究电容器的泄漏特性,提出导致高储能密度电容器电压下降的原因有薄膜体积泄漏和松弛极化效应,研究表明松弛极化效应是主要因素;分析影响电容器通流能力的主要限制性因素;研制出的高储能密度电容器储能密度达到2.7 MJ/m3,寿命大于850次。     

柔性直流输电用金属化膜电容器多频介损在线获取方法研究

金属化膜电容器具有储能密度高、可靠性高及使用寿命长的特点,被广泛应用于柔性直流输电系统的核心设备模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)中。实际工程中,金属化膜电容器用量大且难以拆卸,因此实现柔性直流输电系统中金属化膜电容器的在线监测具有重要意义。本文提出一种金属化膜电容器多频率介质损耗角正切(tanδ)的在线获取方法,通过对电容器承受的电压电流信号进行频谱分析,获得不同频率下电容器的tanδ,最终实现对电容器的在线监测。