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電力電容器主要應(yīng)用在電力系統(tǒng),但在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備及高電壓試驗方面也有廣泛地應(yīng)用。按使用電壓的高低可分為高壓電力電容器和低壓電力電容器,以額定電壓1000V為界。高壓電力電容器一般為油浸電容器,而低壓電力電容器多為自愈式電容器(在金屬化電容器問世前也生產(chǎn)油浸低壓電容器),自愈式電容器也稱金屬化電容器。
自愈式電容器-自愈特性
自愈式電容是一種在其介質(zhì)發(fā)生擊穿時能迅速自動恢復(fù)其性能的一種電容器,在這種電容器中其電極是采用蒸發(fā)在介質(zhì)(聚丙烯薄膜等)上的金屬層(鋁、鋅、鋁鋅、銀鋅合金等)。也稱金屬化電容器,介質(zhì)的厚度在6~12μm,金屬層的厚度在0.01~0.03μm,由于金屬層很薄,在介質(zhì)擊穿時產(chǎn)生的熱量使擊穿點附近的金屬揮發(fā),該點又恢復(fù)了絕緣性能,這種現(xiàn)象稱為自愈。值得注意的是,往往由于擊穿時聚丙烯被熔化,與熔化電極的金屬混合,絕緣性能有較大的不確定性,有時無法恢復(fù)絕緣性能,即所謂自愈失敗。大多數(shù)自愈式電容器用于低電壓(1000V及以下電力系統(tǒng))系統(tǒng)。
油式/干式自愈式電容器
自愈式電容的元件是將金屬化后的薄膜介質(zhì)卷繞在絕緣管上形成的,通常將卷繞好的元件裝入鋁筒或絕緣筒中,根據(jù)使用電壓和容量的大小由一只或幾只元件串并聯(lián)組成一臺電容器。在電容器的殼內(nèi)填充液體絕緣物(蓖麻油、菜子油等)稱為油式自愈式電容器,當(dāng)填充物為固體絕緣物(桎石或石臘)時稱為干式自愈式電容器。
提供電容器填充物為PU樹脂為干式自愈式電容器。
電力電容器工藝上的技術(shù)優(yōu)勢
i. 波浪分切技術(shù)
自愈式電力電容器采用金屬化聚丙烯膜,薄膜采用波浪分切降低了產(chǎn)品損耗、提高電容器耐沖擊電流能力,是提高電容器使用壽命關(guān)鍵。波浪分切解決了因金屬化薄膜收縮引起噴金層與金屬化薄膜接觸不良增加產(chǎn)品損耗的現(xiàn)象,同時增加了噴金層與金屬化薄膜有效接觸面積,在同等單位承載同等電流情況下,電容器耐沖擊能力有了大幅度的提高(約30%)。
ii. 獨立單元保護(hù)裝置
此結(jié)構(gòu)為過壓分離器。當(dāng)電容器由于過熱、過載或臨近使用壽命期限而擊穿時,釋放出大量氣體,使電容器殼內(nèi)的氣壓迅速上升,頂蓋向上彎曲拉伸。當(dāng)膨脹超過限度時,內(nèi)部連接線會快速分離,故障元件徹底切離。
優(yōu)點如下:
1、可靠性高:殼與蓋爆離壓力是防爆裝置動作時壓力的2倍以上;
2、靈敏度高:獨立單元的體積為傳統(tǒng)設(shè)計體積的1/4,出現(xiàn)故障時內(nèi)部壓力會迅速升高。
iii. 填充料
PU樹脂是國外目前比較先進(jìn)的填充料。
優(yōu)點:導(dǎo)熱性比較好、沒有泄露現(xiàn)象發(fā)生、溶漲性小。
目前國內(nèi)廠家用的4種填充料(油、石蠟、環(huán)氧樹脂、黑膠。)
1、油優(yōu)點:導(dǎo)熱性能好,可以使電容內(nèi)部的局部熱量有效的散開,防止電容局部自愈或擊穿。
缺點:容易泄漏,密封效果不好。
2、石蠟優(yōu)點:工藝簡單,成本低,一般不會出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象
缺點:溶漲性大,電性能差,降低電容器使用壽命。
3、環(huán)氧樹脂優(yōu)點:工藝簡單,沒有泄漏現(xiàn)象發(fā)生。
缺點:導(dǎo)熱性能極差,電容器很容易出現(xiàn)短命現(xiàn)象,由于環(huán)氧是固態(tài)的,所以有時安全防爆結(jié)構(gòu)不能有效動作。
4、黑膠(改良瀝青)優(yōu)點:工藝簡單,成本較低。
缺點:與石臘相似對金屬化膜溶漲性較大,電性能差,降低電容器使用壽命