• bbb

En kort introduktion till självläkning av metalliserade filmkondensatorer (1)

Den största fördelen med organometalliska filmkondensatorer är att de är självläkande, vilket gör dessa kondensatorer till en av de snabbast växande kondensatorerna idag.

Det finns två olika mekanismer för självläkning av metalliserade filmkondensatorer: den ena är urladdningssjälvläkning; den andra är elektrokemisk självläkning. Den förra sker vid högre spänning, så den kallas även för högspänningssjälvläkning; eftersom den senare också sker vid mycket låg spänning kallas den ofta för lågspänningssjälvläkning.

 

Självläkning av utsläpp

För att illustrera mekanismen för självläkning vid urladdning, anta att det finns en defekt i den organiska filmen mellan två metalliserade elektroder med en resistans på R. Beroende på defektens natur kan det vara en metallisk defekt, en halvledare eller en dåligt isolerad defekt. Det är uppenbart att när defekten är en av de förra, kommer kondensatorn att ha urladdat sig själv vid låg spänning. Det är bara i det senare fallet som den så kallade högspänningsurladdningen läker sig själv.

Processen för självläkning vid urladdning går ut på att omedelbart efter att en spänning V applicerats på en metalliserad filmkondensator, passerar en ohmsk ström I=V/R genom defekten. Därför flyter strömtätheten J=V/Rπr2 genom den metalliserade elektroden, dvs. ju närmare området defekten är (desto mindre är r) och desto högre är dess strömtäthet inom den metalliserade elektroden. På grund av Joule-värmen som orsakas av defektens effektförbrukning W=(V2/R)r, minskar resistansen R hos en halvledar- eller isolationsdefekt exponentiellt. Därför ökar strömmen I och effektförbrukningen W snabbt, vilket resulterar i att strömtätheten J1= J=V/πr12 ökar kraftigt i området där den metalliserade elektroden är mycket nära defekten, och dess Joule-värme kan smälta det metalliserade lagret i området, vilket får ljusbågen mellan elektroderna att flyga hit. Ljusbågen avdunstar snabbt och kastar bort den smälta metallen, vilket bildar en isolerad isoleringszon utan metalllager. Ljusbågen släcks och självläkning uppnås.

På grund av Joule-värmen och ljusbågen som genereras i urladdningens självläkningsprocessen skadas dielektrikumet runt defekten och isoleringsområdet på den dielektriska ytan oundvikligen av termiska och elektriska skador, och därmed uppstår kemisk nedbrytning, förgasning och förkolning, och till och med mekaniska skador.

 

Av ovanstående anledning är det nödvändigt att säkerställa en lämplig lokal miljö runt defekten för att uppnå perfekt självläkning vid urladdning, så designen av den metalliserade organiska filmkondensatorn behöver optimeras för att uppnå ett rimligt medium runt defekten, en lämplig tjocklek på det metalliserade lagret, en hermetisk miljö och en lämplig kärnspänning och kapacitet. Den så kallade perfekta självläkningen vid urladdning är: självläkningstiden är mycket kort, självläkningsenergin är liten, utmärkt isolering av defekter, ingen skada på det omgivande dielektrikumet. För att uppnå god självläkning bör molekylerna i den organiska filmen innehålla ett lågt förhållande mellan kol- och väteatomer och en måttlig mängd syre, så att när filmmolekylerna sönderfaller i den självläkande urladdningen produceras inget kol och ingen kolavsättning sker för att undvika bildandet av nya ledande banor, utan snarare produceras CO2, CO, CH4, C2H2 och andra gaser som släcker ljusbågen med en kraftig gasökning.
För att säkerställa att mediet runt defekten inte skadas vid självläkning bör självläkningsenergin inte vara för stor, men inte heller för liten. För att avlägsna metalliseringsskiktet runt defekten, bilda en isoleringszon (högresistans), isoleras defekten för att uppnå självläkning. Den erforderliga självläkningsenergin är självklart nära relaterad till metallen i metalliseringsskiktet, tjockleken och miljön. För att minska självläkningsenergin och uppnå god självläkning utförs därför metallisering av organiska filmer med lågsmältande metaller. Dessutom bör metalliseringsskiktet inte vara ojämnt tjockt och tunt, särskilt för att undvika repor, annars blir isoleringsisoleringsområdet grenlikt och misslyckas med att uppnå god självläkning. CRE-kondensatorer använder alla vanliga filmer och samtidigt strikt inspektion av inkommande material, vilket blockerar defekta filmer vid dörren, så att kvaliteten på kondensatorfilmerna garanteras fullt ut.

 

Förutom självläkning genom urladdning finns det ytterligare en mekanism, nämligen elektrokemisk självläkning. Låt oss diskutera denna mekanism i nästa artikel.


Publiceringstid: 18 februari 2022

Skicka ditt meddelande till oss: