• bbb

Īss ievads metalizētu plēvju kondensatoru pašdziedināšanā (1)

Organometālisko plēves kondensatoru lielākā priekšrocība ir tā, ka tie ir pašatjaunojošies, kas padara šos kondensatorus par vienu no visstraujāk augošajiem kondensatoriem mūsdienās.

Metalizētu plēvju kondensatoru pašdziedināšanai ir divi dažādi mehānismi: viens ir izlādes pašdziedināšana; otrs ir elektroķīmiskā pašdziedināšana. Pirmais notiek pie augstāka sprieguma, tāpēc to sauc arī par augstsprieguma pašdziedināšanu; tā kā pēdējais notiek arī pie ļoti zema sprieguma, to bieži sauc par zemsprieguma pašdziedināšanu.

 

Izlādes pašdziedināšana

Lai ilustrētu izlādes pašatjaunošanās mehānismu, pieņemsim, ka organiskajā plēvē starp diviem metalizētiem elektrodiem ar pretestību R ir defekts. Atkarībā no defekta veida tas var būt metāla defekts, pusvadītāja defekts vai slikti izolēts defekts. Acīmredzot, ja defekts ir viens no pirmajiem, kondensators būs izlādējies zemā spriegumā. Tikai pēdējā gadījumā tā sauktā augstsprieguma izlāde pati sadziedējas.

Izlādes pašdziedināšanās process ir tāds, ka tūlīt pēc sprieguma V pielikšanas metalizētam plēves kondensatoram caur defektu plūst omiskā strāva I=V/R. Tāpēc caur metalizēto elektrodu plūst strāvas blīvums J=V/Rπr2, t.i., jo tuvāk apgabals atrodas defektam (jo mazāks ir r) un jo lielāks ir tā strāvas blīvums metalizētā elektroda iekšpusē. Džoula siltuma dēļ, ko rada defekta enerģijas patēriņš W=(V2/R)r, pusvadītāja vai izolācijas defekta pretestība R samazinās eksponenciāli. Tāpēc strāva I un enerģijas patēriņš W strauji palielinās, kā rezultātā strāvas blīvums J1=J=V/πr12 strauji palielinās apgabalā, kur metalizētais elektrods atrodas ļoti tuvu defektam, un tā Džoula siltums var izkausēt metalizēto slāni šajā apgabalā, izraisot loka starp elektrodiem izplūšanu šeit. Loks ātri iztvaiko un izmet izkusušo metālu, veidojot izolētu izolācijas zonu bez metāla slāņa. Loks nodziest un tiek panākta pašdziedināšanās.

Džoula siltuma un loka dēļ, kas rodas izlādes pašatjaunošanās procesā, dielektriķis ap defektu un dielektriskās virsmas izolācijas izolācijas laukums neizbēgami tiek bojāts termisku un elektrisku bojājumu dēļ, un tādējādi rodas ķīmiska sadalīšanās, gazifikācija un karbonizācija, un pat mehāniski bojājumi.

 

No iepriekš minētā, lai panāktu perfektu izlādes pašatjaunošanos, ir jānodrošina piemērota lokāla vide ap defektu, tāpēc ir jāoptimizē metalizētā organiskā plēves kondensatora konstrukcija, lai panāktu saprātīgu vidi ap defektu, piemērotu metalizētā slāņa biezumu, hermētisku vidi un piemērotu serdes spriegumu un kapacitāti. Tā sauktā perfektā izlādes pašatjaunošanās ir šāda: pašatjaunošanās laiks ir ļoti īss, pašatjaunošanās enerģija ir maza, defektu izolācija ir lieliska, apkārtējā dielektriķa bojājumi netiek radīti. Lai panāktu labu pašatjaunošanos, organiskās plēves molekulām jāsatur zema oglekļa un ūdeņraža atomu attiecība un mērens skābekļa daudzums, lai, pašatjaunojošās izlādes laikā sadaloties plēves molekulām, nerastos ogleklis un nenotiktu oglekļa nogulsnēšanās, lai izvairītos no jaunu vadošu ceļu veidošanās, bet gan ražotos CO2, CO, CH4, C2H2 un citas gāzes, kas ar strauju gāzes līmeņa paaugstināšanos nodzēstu loku.
Lai nodrošinātu, ka vide ap defektu netiek bojāta pašdziedināšanas laikā, pašdziedināšanas enerģijai nevajadzētu būt pārāk lielai, bet arī ne pārāk mazai, lai noņemtu metalizācijas slāni ap defektu, izveidojot izolācijas (augstas pretestības) zonu, defekts tiks izolēts un panākta pašdziedināšana. Acīmredzot nepieciešamā pašdziedināšanas enerģija ir cieši saistīta ar metalizācijas slāņa metālu, biezumu un vidi. Tāpēc, lai samazinātu pašdziedināšanas enerģiju un panāktu labu pašdziedināšanu, tiek veikta organisko plēvju ar zemas kušanas temperatūras metāliem metalizācija. Turklāt metalizācijas slānim nevajadzētu būt nevienmērīgi biezam un plānam, īpaši, lai izvairītos no skrāpējumiem, pretējā gadījumā izolācijas izolācijas laukums kļūs zarains un nespēs panākt labu pašdziedināšanu. Visos CRE kondensatoros tiek izmantotas parastas plēves, un vienlaikus tiek stingri kontrolēta ienākošo materiālu pārbaude, bloķējot bojātās plēves pie durvīm, lai kondensatoru plēvju kvalitāte būtu pilnībā garantēta.

 

Papildus izlādes pašdziedināšanai pastāv vēl viena – elektroķīmiskā pašdziedināšana. Apspriedīsim šo mehānismu nākamajā rakstā.


Publicēšanas laiks: 2022. gada 18. februāris

Nosūtiet mums savu ziņojumu: