自愈式電容器

自愈式電容器采用單層聚丙烯膜做為介質(zhì)，表面蒸鍍了一層薄金屬作為導(dǎo)電電極。當(dāng)施加過(guò)高的電壓時(shí)，聚丙烯膜電弱點(diǎn)被擊穿，擊穿點(diǎn)阻抗明顯降低，流過(guò)的電流密度急劇增大，使金屬化鍍層產(chǎn)生高熱，擊穿點(diǎn)周?chē)慕饘賹?dǎo)體迅速蒸發(fā)逸散，形成金屬鍍層空白區(qū)，擊穿點(diǎn)自動(dòng)恢復(fù)絕緣。

自愈式電容器的特性參數(shù)

1、定電壓

GB1274721991《自愈式低電壓并聯(lián)電容器》第3.2條規(guī)定“電容器額定電壓優(yōu)先值如下0.23，0.4，0.525及0.69kV?！彪娙萜黝~定電壓選取一般比電氣設(shè)備額定運(yùn)行電壓高5%。

2、電容

電容器的電容是極板上的電荷相對(duì)于極板間電壓的比值，該值與極板面積、極板間絕緣厚度和絕緣介質(zhì)的介電系數(shù)有關(guān)，其計(jì)算式為C=14πε×SD式中ε為極板間絕緣介質(zhì)的介電系數(shù);S為電容器極板面積;D為電容器絕緣層厚度。在上式中，電容C數(shù)值與電壓無(wú)直接關(guān)系，C值似乎僅取決于電容器極板面積和絕緣介質(zhì)，但這只是電容器未接網(wǎng)投運(yùn)時(shí)的靜態(tài)狀況;接網(wǎng)投運(yùn)后，由于電介質(zhì)局部擊穿造成極板面積減少?gòu)亩鴷?huì)影響到電容C數(shù)值降低，因此運(yùn)行過(guò)程中，電容C是個(gè)逐年衰減下降的變量自愈式電容器，其衰減速度取決于運(yùn)行電壓狀況和自身穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓能力。

出廠電容器的電容值定義為靜態(tài)電容。一般，投運(yùn)后第一年電容值下降率應(yīng)在2%以內(nèi)，第二年至第五年電容值下降率應(yīng)在1%～2%，第五年后因電介質(zhì)老化，電容值將加速下降，當(dāng)電容值下降至出廠時(shí)的85%以下，可認(rèn)為該電容器壽命期結(jié)束。

3、無(wú)功功率

在交流電路中，無(wú)功功率QC=UIsinφ由于電容器電介質(zhì)損耗角極小，φ=90°，所以sinφ=1，則無(wú)功功率QC=UI=ωCU2×10-3=2πfCU2×10-3（μF），從該式可見(jiàn)，電容器無(wú)功功率不僅取決于電容C，而且還與電源頻率f、端電壓U直接相關(guān)，電容器額定無(wú)功功率的準(zhǔn)確定義應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)頻率下外接額定電壓時(shí)靜態(tài)電容C所對(duì)應(yīng)的無(wú)功率。

接網(wǎng)投運(yùn)后電容器所輸出實(shí)際無(wú)功功率能否達(dá)到標(biāo)定容量，則需視運(yùn)行電壓狀況。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于電容器額定電壓時(shí)，電容器所輸出的無(wú)功功率將小于標(biāo)定值。因此如果電容器額定電壓選擇偏高，電容器實(shí)際運(yùn)行電壓長(zhǎng)期低于額定值，很可能因電容器無(wú)功出力低于設(shè)計(jì)值造成電網(wǎng)無(wú)功短缺。

自愈式電容器的自愈過(guò)程

電容器在外施電壓作用下，由于介質(zhì)中的雜質(zhì)或氣隙等弱點(diǎn)的存在或發(fā)展引起介質(zhì)擊穿形成導(dǎo)通電路；接著在導(dǎo)通電路處附近很小范圍內(nèi)的金屬層中流過(guò)一個(gè)前沿很陡的脈沖電流。鄰近擊穿點(diǎn)處金屬層上的電流突然上升，按其離擊穿點(diǎn)的距離而成反比分布。在順時(shí)刻t自愈式電容器，半徑為Rt的區(qū)域內(nèi)金屬層的溫度達(dá)到金屬的熔點(diǎn)，于是在此范圍內(nèi)的金屬熔化并產(chǎn)生電弧。該電流引起電容能量釋放，在弧道局部區(qū)域溫度突然升高，壓力突然增大。

隨著放電能量的作用，半徑為Rt的區(qū)域內(nèi)金屬層劇烈蒸發(fā)并伴隨噴濺。在該區(qū)域半徑增大的過(guò)程中電弧被拉斷，金屬被吹散并受到氧化與冷卻，破壞了導(dǎo)電通路，在介質(zhì)表面形成一個(gè)以擊穿點(diǎn)為中心的失掉金屬層的圓形絕緣區(qū)域。電容器的自愈過(guò)程結(jié)束。

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