Zalety i mechanizmy samonaprawy w kondensatorach foliowych
Jedna z najważniejszych zalet samoleczenie kondensatory foliowe jest ich nieodłączną cechą zdolność samoleczenia , co przyczyniło się do ich szybkiego wzrostu na rynku kondensatorów. Kondensatory te wykazują dwa różne mechanizmy samonaprawy: samoleczenie wydzieliny I samoleczenie elektrochemiczne . To pierwsze zachodzi przy wyższych napięciach, zwane także samonaprawą przy wysokim napięciu, podczas gdy drugie może zachodzić przy bardzo niskich napięciach, zwane samonaprawą przy niskim napięciu.
Mechanizm samoleczenia wyładowań
W przypadku samonaprawy wyładowań załóżmy, że występuje defekt w organicznej warstwie dielektrycznej oddzielającej metalizowane elektrody. Wada ta może być metaliczna, półprzewodnikowa lub mieć słabą izolację. Jeśli wada ma charakter przewodzący (metalowy lub półprzewodnikowy), kondensator może rozładować się przy niskim napięciu, ale w przypadku słabej izolacji, samoleczenie występuje przy wyższych napięciach.
Kiedy napięcie VVV zostanie przyłożone do kondensatora metalizowanego z taką wadą, an prąd omowy I=V/RI = V/RI=V/R przepływa przez wadę, gdzie RRR jest rezystancją wady. The gęstość prądu J=V/Rπr2J = V/R\pi r^2J=V/Rπr2 przepływa przez metalizowaną elektrodę, co skutkuje większym stężeniem prądu w pobliżu defektu (w miarę zmniejszania się rrr). Powoduje to miejscowe ogrzewanie z powodu Efekt Joule'a , gdzie pobór mocy jest proporcjonalny do W=(V2/R)rW = (V^2/R)rW=(V2/R)r. Wraz ze wzrostem temperatury rezystancja defektu spada wykładniczo, zwiększając zarówno prąd III, jak i moc WWW.
W obszarach, w których elektroda jest najbliżej defektu, gęstość prądu J1J_1J1 wzrasta, co prowadzi do: Ogrzewanie Joule'a który topi metalizowaną warstwę. Tworzy to łuk pomiędzy elektrodami, który odparowuje metal w dotkniętym obszarze, tworząc izolowaną strefę izolacji pozbawioną warstwy metalu. Następnie łuk ten gaśnie, kończąc proces samoleczenia.
Jednak proces ten poddaje również dielektryk otaczający defekt na naprężenia termiczne i elektryczne. W rezultacie rozkład chemiczny , zgazowanie, a nawet zwęglenie może wystąpić, powodując miejscowe uszkodzenie mechaniczne materiału dielektrycznego.
Optymalizacja samoleczenia wyładowań
Dla skutecznego samoleczenie wydzieliny , kluczowe znaczenie ma optymalizacja konstrukcji kondensatora. Kluczowe czynniki obejmują osiągnięcie odpowiedniego środowiska wokół wady, wybór odpowiedniego grubość warstwy metalu , utrzymując hermetycznie zamknięte środowisko i zapewniając napięcie rdzenia i pojemność są odpowiednie do zastosowania.
Idealny proces samonaprawy obejmuje krótki czas samonaprawy, minimalne zużycie energii i precyzyjną izolację defektów, bez uszkadzania otaczającego dielektryka. Aby uniknąć osadzania się węgla podczas samoleczenia, cząsteczki filmu organicznego powinny mieć niski poziom stosunek węgla do wodoru i odpowiednią ilość tlenu. Dzięki temu produkty rozkładu zawierają gazy takie jak WSPÓŁ2 , CO , I CH4 , które pomagają ugasić łuk, szybko rozpraszając energię w postaci gazu.
Energia wymagana do samonaprawy musi być starannie zarządzana – nie za duża, aby uszkodzić otaczające media i nie za mała, aby nie usunąć metalizowanej warstwy wokół defektu. Ilość energii potrzebnej do samoleczenia zależy od: tworzywo , grubość , I środowisko warstwy metalizującej. Używanie metali o niskiej temperaturze topnienia do metalizacja pomaga zmniejszyć zapotrzebowanie na energię i poprawia skuteczność samoleczenia.
Dodatkowo ważne jest, aby warstwa metalizacji zachowała jednolitą grubość i unikała defektów, takich jak zadrapania, które mogłyby prowadzić do niepełnego lub nieregularnego samozagojenia. Producenci kondensatorów, tacy jak CRE, zapewniają jakość swoich produktów, stosując wysokiej jakości folie i wdrażając rygorystyczne zasady inspekcje materiałowe aby zapobiec przedostawaniu się wadliwych folii na linię produkcyjną.
