高储能密度脉冲电容器的研究

介绍了高储能密度电容器研究的发展及现状 ,讨论了复合介质薄膜、分割电极金属化膜和复合喷金层技术等新的研究方向。研究表明 ,优化结构设计、选择合适的介质膜(如金刚石复合膜 )及改善端部的接触 (如增大喷金与电极的接触面及改善电场分布 )可有效地提高电容器的性能及寿命 ,储能密度 2～ 3k J/ L 的电容器可望投入使用。     

浸渍剂和压紧系数对全膜电容器端部电场分布的影响研究

全膜电容器边缘处的电场畸变是影响电容器元件击穿的重要因素之一.为研究浸渍情况和压紧系数对全膜电容器电场分布的影响,对电容器端部进行建模,通过改变浸渍情况和压紧系数,计算不同参数下电容器端部的电场分布情况,结果表明:未浸渍情况下电场最大值集中在折边处两侧,浸渍情况下场强在折边圆弧处分布较为均匀.同时发现,在浸渍情况下增大压紧系数K可以明显改善全膜电容器端部电场的分布情况.     

不同电极形式的全膜电力电容器性能研究

不同电极形式的全膜电力电容器性能研究桂林电力电容器总厂李兆林为了充分发挥财电强度高的双轴定向聚丙烯薄膜材料优势，对全膜电容器的电极形式提出了更高的要求。传统的不折边的隐箔式铝箔电极，由于引线片与铝箔电极之间可能接触不良，以及引线片处和电极边缘电场集中...     

谈金属化膜的金属镀层方阻的测量

1概述由于金属化膜电容器具有体积小、容量大、耐压高、能自愈等优点,现在制造无极性电容器已越来越多采用金属化膜。金属化膜主要有聚酯（PET）薄膜和聚丙烯（PP）薄膜两种,而现在更普遍采用金属化层边缘加厚型的金属化聚丙烯薄膜。在金属化膜的各项参数中,有一个参数是最重要的,即镀层的厚度,但由于直接测镀层的厚度非常困难,所以采用了另一个参数——方阻来间接反映。2金属化薄膜的方阳所谓方阻,是指单位方块平面导电体的电阻,即平面导电体的平面电阻率队。测量导电体的平面电阻率其实就是测导电体的厚度。假设金属化膜的镀层…     

皮秒脉冲激光诱导压力波法测量金属化薄膜空间电荷EI北大核心CSCD

金属化薄膜是重要的电容器卷绕材料,研究空间电荷效应对其绝缘性能提升至关重要。该文搭建皮秒脉冲激光诱导压力波(laser induced pressure pulse,LIPP)法空间电荷测量系统,以12和6μm厚金属化双向拉伸聚丙烯(biaxially oriented polypropylene,BOPP)薄膜为例,获得其在直流电场下的空间电荷分布。结果可知:同极性电荷量随施加电场增加,在强电场下存在非线性空间电荷效应;金属镀层一侧接负极条件非线性效应更强,但仍弱于薄膜与电极物理接触侧(非金属化一侧),后者向介质内部注入电荷明显,说明金属蒸镀较物理接触可以减弱界面电荷效应;随薄膜厚度减小,获得空间电荷峰宽度减少而峰前沿增加。所得结果证实了皮秒脉冲LIPP法测量10μm及以下金属化薄膜空间电荷分布的可行性,并为研究其空间电荷效应、绝缘性能优化提供一定参考。     

金属化膜电容器温升计算与优化

金属化膜电容器是由两张错开一定距离的金属化薄膜卷绕而成,薄膜表面真空蒸镀一层厚度为纳米级的导电金属层作为电极。金属化膜电容器内部没有传统的油浸电容器以铝箔、浸渍剂作为导热介质,内部温度梯度较大。温度是影响金属化膜电容器运行稳定性和使用寿命的重要因素,因此有必要对电容器温升进行研究,并对其进行优化改进。本文分析了电容器的损耗特性、热传导过程,给出一种简化模型的解析计算式,提出了温升的计算方法,且对电极镀层结构和参数进行了优化改进。研究结果表明：用渐变方阻局部温升性能更优,采用较厚的金属化薄膜及增大半径高度比值有利于降低电容器的温升。     

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。     

棒-板短间隙在不同环境下的电场特性研究

通过Comsol软件,利用有限元分析方法,建立了干燥情况下以及棒电极凝露、形成水膜、凝结出水滴、间隙间有雾霾等情况下的棒-板短间隙模型,分析了棒-板短间隙在不同环境下的场强分布。结果表明:棒-板短间隙之间含有单颗雾滴时,场强发生了明显畸变;棒电极末端凝露时棒-板短间隙的电场分布相较于纯空气间隙下的电场分布没有出现太大的变化,电场最大值仅升高了约5%;棒电极末端形成水膜时的击穿电压也没有出现太大变化;棒电极末端有水滴时棒-板短间隙的击穿电压发生明显改变,畸变率达到30%;霾颗粒也容易使间隙中的场强发生畸变。     

金属化膜电容器极板发热计算

应用于交流或脉冲放电领域的金属化膜电容器,由于蒸镀的金属电极很薄,电极电阻较大,发热是其在工作中不可忽视的一个问题。而当电容器内部温度显著升高时,介质的介电性能会下降,使用寿命就会显著缩短。因此,有必要对金属化膜电容器的电极发热进行计算,从而对其发热情况进行评估。计算了金属化膜电容器的电极发热功率和沿膜宽方向的发热功率密度,并对恒定方阻和渐变方阻电容器的发热进行了对比分析。     

淋雨环境下棒-板电极空间电场分布研究

为了研究淋雨环境下空气间隙电场分布特性,建立棒-板二维仿真模型,探讨不均匀电场环境下的雨水分布对空间电场分布的影响。仿真结果表明,雨滴会造成空间电场畸变,电场畸变程度随着水滴的体积、数量的增大而增加。棒电极表面水滴变成水柱时,空间电场会进一步增加,同时随着水柱长度的增加,电场也会逐渐增大。研究结果可为评估淋雨环境对电气设备绝缘性能影响提供参考。     

高压电力电容器极板边缘电场的简易计算

文章针对现代电力电容器普遍采用的极板凸出和折边结构,使用简化的电路模型求解极板边缘绝缘中的电场分布,给出了表达边缘电场的一些概念和计算电场分布的一些公式,还给出了极板边缘电容的计算公式。极板边缘绝缘中的电场分布极不均匀,最大场强出现在极板边缘的表面上,其值等于平均场强与电场畸变系数的乘积,随着至极板边缘的距离加大,遵循指数函数规律迅速衰减为零。这些概念和公式有助于对边缘电场的认识和理解,能够对电容器的结构设计﹑性能分析和制造工艺提供理论指导。     

基于金属化膜自愈特性的电容器寿命研究

金属化膜电容器具有高储能密度、高可靠性和高寿命特点。自愈是导致电容器电容量下降的主要原因。笔者分析金属化膜的自愈特性和电容量下降机制,通过研究自愈过程中的自愈面积、自愈能量和击穿电压的关联性,得出电压幅值和电压反峰比对电容器的寿命影响程度并归纳出经验公式。通过对金属化膜电容器的寿命测试,对经验公式中的系数进行拟合。最后得出不同电压幅值和不同电压反峰比下电容器寿命经验型预测公式。     

超高直流电场作用下金属化膜电容器的老化特性

为揭示超高直流电场作用下金属化膜电容器的老化特性，对电容器设备及其介质材料进行了研究。基于电容器的实际运行工况，对特殊设计的电容器元件在60℃下分别开展了直流场强为0En、1.4En、1.5En与1.6En的老化试验。对老化中的电容器元件电容量和老化失效后的基膜（双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜）进行测试。结果表明：电容器失效机理与老化电场有关，存在阈值电场。当老化电场低于阈值电场时，电容器发生长期失效，受到薄膜性能劣化的影响电容量降低，薄膜的电气强度随分子链段运动活化能的降低而降低；当老化电场高于阈值电场时，电容器发生短期故障，极高的电应力使薄膜介质原有的电弱点迅速击穿，自愈面积快速增大，设备寿命大幅缩短。     

厚度对Ni_(25)Fe_(75)-ZnO颗粒膜阻尼因子和软磁特性的影响

采用磁控溅射制备了(Ni_(25)Fe_(75))-ZnO颗粒膜,研究了其高频动态磁性与薄膜厚度的关系,用Landau-Lifshitz-Gilbert方程计算出阻尼因子,并用一个幂函数拟合与外场的关系曲线。实验结果和拟合结果表明,动态磁化时有效阻尼系数αeff和内禀阻尼系数αint均随着样品厚度减小而增大。αint和αeff变化的物理起源应该与微结构的不均匀性、薄膜与衬底之间的界面效应和薄膜中的混杂物有关。     

3KAW—4LL自动卷绕机与电容器芯子质量

我国从七十年代初开始研制聚丙烯薄膜和薄膜电容器。八十年代,采用聚丙烯薄膜介质的电容器得到广泛的发展。目前,我国已有许多厂家先后生产了大批的金属化膜电容器,为国民经济发展作出了较大的贡献。金属化膜电容器的快速发展,其技术关键除采用了性能优异的聚丙烯薄膜作为电介质外,也离不开制造技术的不断发展和制造设备的逐步更新。采用金属化膜卷绕而成的芯子是电容器最关键的部件。芯子卷绕质量对电容器     

接触不良对CBB电容耐久性实验的影响

金属化聚丙烯电容器因其介质损耗低、绝缘电阻高、性能稳定,广泛应用于空调、冰箱等,在电器行业中处于特殊地位。由于长时间承受电场和热场联合作用,聚丙烯薄膜介质内部易产生空间电荷积累,引起局部场强畸变,导致电容器性能衰退直至失效,为此耐久性实验即作为检测金属化聚丙烯电容器电气安全性能的重要实验项目,成为判断金属化聚丙烯电容器使用寿命的基准。本文通过模拟耐久性实验中常见的接触不良情况,研究接触不良对电场和热场的影响,以提高金属化聚丙烯电容耐器耐久性实验的准确性及可靠性,为行业提供有益参考。     

金属化安全膜电容器ESR计算

安全膜技术被广泛应用于金属化膜电容器上,为金属化膜电容器提供保护,可在一定程度上防止自愈失败现象的发生。对应用于交流或脉冲放电领域的金属化膜电容器,由于蒸镀的金属电极很薄,电极电阻较大,发热是其在工作中不可忽视的一个问题。目前,得到广泛应用的安全膜大体可分为T型和网格型。针对上述两种安全膜结构,对其ESR(等效串联电阻)进行计算,并将其与普通金属化膜进行对比,可为采用安全膜结构的电容器运行特性分析提供一定的参考。     

10 kV电缆中间接头典型施工缺陷的电场及局放特性研究

电力电缆故障多发生于中间接头位置,而施工缺陷是引发中间接头故障最主要的原因。为评估电缆中间接头典型施工缺陷的危害性,文中建立电缆中间接头三维有限元模型,分析电缆中间接头存在硅脂涂抹不均匀、主绝缘划伤和接头受潮3种施工缺陷时的电场分布规律,探究不同缺陷位置与场强之间的关系,并搭建工频交流电压局放试验平台对试样进行局放试验。结果表明:硅脂涂抹不均匀时,空气间隙在应力锥周围造成的电场畸变程度最严重;远离应力锥时,场强逐渐减小。主绝缘划伤时,电场畸变最为严重,空气间隙在外半导切断处场强最大。接头受潮后,当水膜位于应力锥附近时,电场畸变程度最为剧烈。相同加压条件下,接头受潮、硅脂涂抹不均匀、主绝缘划伤3种缺陷造成局部放电的次数依次增加。     

利用PDE tool box计算电场不均匀系数

利用PDEtoolbox求解尖—板电极结构的电场不均匀系数,通过数据拟合方法得出电场不均匀性和电极几何参数的关系,其结果表明;电场不均匀系数f随电极间距d的增加而变大,随曲率半径r的增大而减小,受电极圆柱部分长度L和电极圆柱部分半径R的影响不大。PDEtoolbox不仅为求解电场不均匀系数带来了方便,同时使计算结果图形化、直观形象。     

“剑光一号”Marx电容器寿命测试

对国产50kV/0.44μF电容器进行了抽样测试,在国内首次开展了电容器寿命可靠性初步研究,在此基础上对"剑光一号"Marx发生器可靠性进行了预估。实验表明,电容器故障主要为边缘和电极引出部位的绝缘击穿,分析认为这与电极/电介质边缘处的电场较强有关。利用电容器失效数据拟合得到Weibll分布特征参数,根据95%置信区间内电容器的失效概率,得到了该型电容器在50kV下的平均预期寿命约7 300次,Marx发生器中66只电容器的平均故障间隔次数为221次。