安全膜防爆电容器自愈性试验方法的建议

　　1概况随着各类家电产品安全性指标的提高，金属化安全膜（以下简称安全膜）防爆电容器得到较快地发展产品设计更加合理，生产工艺技术更加完善，产品质量得到很大的提高，品种也日渐多，应用领域也逐步扩大但总的来看这项新技术还没有得到应有的推广。原因之一是材料来源主要依靠进口，价格较贵在90年代初国内有不少厂家在引进真空镀膜设备时也引进了安全膜生产系统由于各种原因现在只有少数几家工厂还有少量生产。价格也较贵原材料价格较贵导致产品成本高，影响了推广应甩另一个原因是至今还没有一个适合安全膜交流电容器特点的技术标准。现有的交流电容器标准中的试验方法都是针对普通金属化膜交流电容器而制订的。有些试验项目的试验方法，如安全试验、自愈性试验等，对安全膜防爆电容器是不适合的为寻求合适的试验方法，我们对安全试验和自愈性试验方法都进行了多次试验本文主要对自愈性试验方法进行讨论。

　　2目前国内外安全膜防爆电容器自愈性试验方法21目前国外安全膜防爆电容器自愈性试验方法欧美是开展安全膜研究较早的地区，但至今还没有推广应用，仅在特殊安全要求的产品中使用。也未见到包含有安全膜防爆电容器内容条款1的2001-02第一版中也没有关于安全膜防爆电容器内容的条款。

　　目前日本安全膜在交流电容器中用得较多，并在《电气设备用电容器》标准JIS-C- 1995版中加了关于安全膜防爆电容器内容的条款，如耐久性试验自愈性试验安全试验等试验方法及失效判据作了详细的规定（详见JE-C-4908- 1997及EC252中自愈性试验是用交流电压第一步是力卩1 737交流电压保持60sJE-C-4908-1995标准中，自愈性试验也是加1757n交流试验电压但只保持1s而不是60s也有些日本公司不执行JE-C- 4908-1995标准而是用自己公司制订的试验方法作安全膜防爆电容器的自愈性试验如用1交流试验电压保持60s而不是1 75Un他们有一个共同特点，还是用交流电压作试验。

　　2目前国内安全膜防爆电容器自愈性试验方法十几年来经过国内广大工程技术人员的研究、创新，设计出了新的安全膜图形，不断完善生产工艺，生产出了可靠开路失效的优质的安全膜防爆电容器，且己广泛应用于冰箱空调、洗衣机等家电产品及其它电气设备中。金属化安全膜防爆电容器可靠开路失效的优点己被近几年市场大量应用所证实，成为交流电容器中一个独特的新品种但至今还没有制订出适合安全膜防爆电容器特性的技术标准，目前国内仍执行的GB3667-1997（IEC252）标准自愈性试验仍用交流试验电压1997标准规定自愈性试验情况1用交流电压自愈性试验情况随着安全膜防爆电容器应用范围的扩大及其产量的加，在生产过程中产品质量鉴定用户进厂检验等，都要作自愈性试验因为国内还没有包含有安全膜防爆电容器内容的标准，试验都执行GB3667-安全膜防爆电容器是一项新技术我们对自愈性试验作过多次，试验中也发现了一些情况，如同样是自愈击穿5次，电容量的损失相差较大在交流高电压下自愈击穿5次的电容量损失要大于交流低电压下自愈击穿5次的电容量损失值为说明问题将CBB65D型400V，50F自愈性试验数据列于表1为了探讨合理的自愈性试验方法，又用相同厚度和相同宽度即厚Tm宽75mm的安全膜作容器，分成两组施加不同的交流电压，即A组施加800VAC电压，B组施加900VAC电压；同时用相同厚度不同宽度的安全膜作成相同电压相同电容量即400VAC，50F的电容器。施加相同的交流电压，观察随着施加电压时间的延长电容量的变化情况也即电容器极板中流动的交流电流大小对电容量变化的影响如所示表1执行GB3667-1997规定试验数据表序号试前试后自愈击穿5次时交流电压VAC测量频率1000Hz安全膜防爆电容器在交流高压下电容量随时间变化曲线400VAC，50tF电容器施加800VAC，电压电容量随时间变曲线；400VAC，50电容器施加80WAC电压，电容量随时间变化曲线；400VAC，5饮F电容器施加900VAC电压，电容量随时间变化曲线；32对上述试验结果的分析321安全膜防爆电容器的自愈机理在对试验数据分析之前先简单介绍一下安全膜的自愈机理安全膜极板结构图案有多种，这里以网格状结构为例进行说明。

　　成相同电压和相同电容量即的电pUbShifg通金属化膜的的自愈机理是是金属化膜介质fkinet点被击穿时，电容器通过击穿点短路放电，击穿点周围的金属化层极板被迅速蒸发掉，形成一个绝缘区，直到绝缘区的半径达到电弧熄灭的尺寸时，介质绝缘恢复，自愈过程即完成如a所示安全膜自愈机理与普通金属化膜的自愈机理基本相同，只因安全膜的极板是由微型保险丝将各极板单元相互连接而成，使自愈过程和普通金属化膜有了不同之处a普通金属化膜自愈图形b网格状安全膜自愈图形金属化膜自愈图形安全膜的微型保险丝反应非常灵敏当任何中曲线1和曲线3是用相同厚度和相同宽度的安全膜制作的相同额定电压额定电容量一个极板单元发生击穿时，整个电容器通过击穿点短路放电强大的电流从四面八方向击穿点涌来，通过四个微型保险丝进入击穿点所在的极板单元当电流达到一定数值的瞬间，微型保险丝即动作使击穿点所在的极板单元与电容器极板整体隔离开，自愈过程即完成在此过程中，和普通金属化膜一样，在短路的瞬间，击穿点周围的金属化极板被迅速蒸发掉，形成一个直径较普通金属化膜绝缘区直径小很多的绝缘区如b所示。

　　322表1数据和曲线的分析表1数据表明，6只试验样品中，发生第5次自愈击穿时电压高的样品电容量损失大，超过了标准规定不大于0 5%的数值，如1和3.反之发生第5次自愈击穿时电压低的样品，电容量损失很小，如6同样是自愈击穿5次，电容量损失只有0 0%.这是因为当电容器的极间施加交流电压时，电容器内有交流电流通过，随着交流电压升高，流经电容器的交流电流成比例地大标准规定电容器最大允许运行电流为1 175Un耐压试验最多允许60s当电容器内的电流接近或超过21，并持续一定时间时，微型保险丝就可能动作。施加的电压越高，通过电容器的电流就越大，微型保险丝动作的数量越多，电容量损失也越大同理发生第5次自愈击穿时的电压越高，电容量损失值中由微型保险丝动作所引起的电容量损失值的比例也越大所以说用交流电压作安全膜防爆电容器自愈性试验，电容量变化数不能反映即400VAC，5屮F的样品，施加不同交流电压，电容量随着施加电压时间的延长的变化曲线。

　　的电流也为2/b曲线3是施加900VAC即225Un，通过电容器电流也为2251n曲线1施加电压23mn电容量损失不到10%曲线3施加电压10min电容量损失接近50%，到29mh时电容量己接近零值曲线2是用相同厚度，但宽度比曲线1样品宽25mm的安全膜制成的相同额定电压、相同电容量即400VAC，50F的样品，施加与曲线1样品相同的电压800VAC即27n因为电容器芯子是无感卷绕，曲线2样品的极板有效宽度是曲线1样品有效宽度的137倍，虽然施加电压相同，但在安全膜单位长度上的电流却加了367%，也即是靠近喷金层一侧的微型保险丝上通过的电流比曲线1样品靠近喷金层一侧微型保险丝中通过的电流多36 7%.当施加电压23min时电容量下降接近46% 3条曲线同样反映出随着电容器中电流的加，因微型保险丝动作数量加，导致电容量下降值也不断大综上所述，用交流电压作金属化安全膜交流电容器自愈性试验结果中，电容量下降的数值是由5次自愈击穿导致的电容量损失和在交流高电压下微型保险丝动作引起的电容量损失值之和。

　　出安全膜防爆电容器的自愈特性，因此提出用直流电压作安全膜防爆电容器自愈性试验4直流电压作自愈性试验41直流电压能真实反映出自愈特性自愈性试验是考核金属化电容器的自愈特性，同时也是对介质绝缘强度的考核。安全膜极板结构和普通金属化膜极板不同，使自愈性机理既有相同之处，又有不同之处极板结构不同试验方法也应作相应的改变为排除交流电压在试验中电容器有交流电流引起微型保险丝动作导致电容量下降，使试验不能反映出真实的自愈特性而用直流电压作安全膜防爆电容器的自愈性试验，仅在电容器施加电压升压时或放电时瞬间有充电或放电电流，因电流持续时间很短，不能引起微型保险丝动作，只有在自愈击穿时微型保险丝才能动作。所以用直流电压作安全膜防爆电容器自愈性试验，才能真实地反映出自愈特性为使直流电压试验严酷度接近交流电压，将GB3667- 1997标准的交流电压规定值均乘以1，如1.175Un和1.35.Un等数值作为直流电压指标。

　　2直流电压试验装置对直流试验装置的要求是，能提供飞。

　　35.Un直流试验电压，并能承受自愈击穿时的瞬时短路电流的能力电路原理如所示43直流电压作自愈性试验流电压保持60s如果在这一时间内发生的自愈性击穿数少于5次，则应将电压以每分钟不超过200V的速度升高，直至从试验开始发生5次自愈（上接第33页）作为红外测温诊断技术人员在发现小温差的设备发热的情况时，要认真分析，判断其内部故障的可能1性对设备的发热情况要结合测温时的实际环境和设备的实际运行方式进行分析。

　　加强红外测试人员对一次设备的原理及内部结构情况的技术培训，只有使红外测试人员对设备的原理及内部构造熟悉了，才能在红外测试工作中做到有的放矢，才能在对设备故障的分性击穿或电压达到2.3 5.Un最高值此后，电压降至发生5次自愈击穿时电压的0 8倍或电压最高值的08倍，并保持10s在此期间，允许在每台电容器中再发生一次自愈击穿。

　　5建议通过对安全膜防爆电容器的自愈性所作的多次试验，以及试验结果的整理分析，认为由于在交流高电压下安全膜微型保险丝动作导致一定数量的电容量损失，不能真实地反映出自愈特性，而用直流电压作自愈性试验不论直流电压多高，电容器中没有电流通过，微型保险丝只在自愈击穿时动作，这才能真实的反映出安全膜防爆电容器的自愈特性建议在修订金属化交流电容器标准时，对自愈性试验加入适合安全膜试验方法的内容。

　　高鹏（1976-），男，湖北郧县人，工程师，从事安全膜防爆电容器和新型电容器的设计，开发工作。

　　张自魁（1967-），男，河南浚县人，从事电容器开发，设计及工艺管理工作。

　　许峰（1971-），男，湖北安陆市人，主管技术开发工作。

　　高儒昌（1935-），男，湖北郧县人，高级工程师，从事金属化电容器的研宄和应用。

　　析中准确判断设备的缺陷原因有效的总结己发现的内部缺陷的情况，得出经验，在红外测温工作中利用总结的经验举一反三，为电网的安全运行提供技术保障张建军：（1971-），男，河北唐山人，工程师，从事谐波监测及红外测温诊断工作。

　　王辉（1963-），男，河北唐山人，主管红外测温诊断工作。