电容器性能及其试验

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越好。
tgδ =有功功率 / 无功功率
电容器在外加电压作用下,单位时间内因发热而消耗的能量,叫电容器的损耗。
电容器参数的形象比喻:
电容器能储存电荷 Q -----------------水桶能储存水
电容器的容量C
-----------------水桶的底面积
电容器的电压 U
-----------------水桶的高度
专业西林电桥测试电压几百伏可调,频率50Hz 注意点:1)采用一般电桥测量对容量影响不大,但tgδ值 1000Hz与50
Hz相差较大,用100Hz测量值与50Hz测量值比较接近。 2)所以制定验收标准时最好注明测试频率。
2、电容器耐电压的试验 A)极与极之间耐电压(T-T间): 型式试验要求:2.15Un 10s; 出厂检验和用户验收: 2.15Un 2s
2、按用途分类 1)直流电容器----用于直流场合,分高、中、低压 2)交流电容器----用于交流场合,分高、中、低压 3)脉冲电容器----用于充放电场合 4)其他特殊用途的电容器等
3、金属化聚丙烯薄膜电容器基本特点 1)结构:用聚丙烯薄膜做介质,蒸镀一层铝或铝+锌金属作电极
采用卷绕,喷金工艺做成电容器心子,然后进行封装。
❖ 3.2一组6个试样施加12次火焰,火焰燃烧的总时间应不超过300秒。
❖ 3.3任何一个试样不得使滴落的燃烧火星把试样下面的脱脂棉点燃。

注:达到上述标准相当于UL94中的V1级水平。
4、破坏试验方法: 参照国标GB/T3667-2005 1)施加直流电压(从零开始,最高10Un)击穿处理-施加交流电压
四、电容器的使用寿命 1、执行电容器的标准:GB3667-2005/IEC 60252-2001 预期寿命等级: A级30 000h、B级10 000h、 C级3 000h、D级1 000h 预期寿命:是指到达该时间后,失效率不大于3% 试验条件:1.25Un,最高工作温度,连续通电6000、2000、600和200小时 合格标准:容量变化小于3%等。 2、美国工业标准EIA-456标准: 试验条件:1.25Un,80度(高温电容器100度),连续通电时间2 000小时。
直流试验电压:1.41× 2.15Un, 充电后持续时间:2s
3)注意操作安全,试验后要通过电阻放电;
B)极与外壳之间耐电压(T-C间): 交流电压,2Un+1000伏,但不低于2000伏,60s 。 注意:出厂试验可以缩短时间到2s, 一般需要增加电压,例如到3000伏
3、电容器绝缘电阻的测量 A) 极与极之间(T-T间)测量: 注意:1) 采用兆欧表测量,1分钟后的读数, 不能采用摇表测量; 2)以20℃环境温度为测试标准,超过时需要 修正,一般温度提高10度数值下降一半; 3)根据容量换算单位F·Ω, 或μF·MΩ或(秒S); 4)测试电容器的表面应该干燥 5)大容量电容器一般可以采用自持放电来测量; B)极与外壳之间(T-C间)测量:直接读数,比较简单
注意:1)交流高压试验设备的输出要求(极间耐压试验): 设备交流电压≥ 2.15Un 、 输出电流≥314×C(法拉)×2.15Un 如测试450V60μF电容器: 试验设备输出电压≥968伏,电流≥ 18.22 , 输出功率≥ 2.15Un × 18.22 A ≥ 17.6kw
2)直流耐压试验(添代交流耐压试验, 但不完全等效)
2、电容器的介电强度(耐电压) 常用单位:伏特,简称伏(V),或千伏(kv) 交流(AC),直流(DC) 额定电压:可以长期工作的直流或交流电压
试验电压:检验电容器击穿强度的电压
如:二极间试验电压2.15Un,2秒 :极壳试验电压2000 V(AC) 1分钟
注意点:试验电压属于破坏性试验,过高的电压和过长的试验时间会
对于空调器电容器来说,室内机使用电容器的噪音应越 低越好;
另外,试验也表明,室外机的电容器噪音分贝值远低于压 机、风扇的声音的分贝值,而且二者不是叠加关系,所以一 般异响不会增加整机的噪音,也不存在听觉的影响。
七、电容器的发展趋势
随着金属化薄膜大容量直流电容器需求的增加,应用范围的扩大,以下几方面 将是产品主要发展趋势: 1、极高的工作场强设计,达到200V/µm,甚至达到250V/µm以上,最大限度提高 体积能量密度; 2、超薄薄膜的应用,如混合动力汽车(hybrib electric vehicle,HEV)电容器需用 薄膜厚度在2.8µm以下; 3、超薄薄膜的蒸镀、分切、卷绕加工和30Ω/□以上的高方阻、防氧化技术; 4、采用T形、菱形、三角形等多种形式的安全膜结构,以确保电容器运行安全; 5、干式无油化设计,适用车辆,风力发电等有加速度、冲击、震动和地下、高空等 场合; 6、采用特殊树脂灌封,能避免高、低温冲击引起的开裂和老化,采用真空灌注工艺, 消除内部空隙,改善散热和局部放电; 7、所有材料设计须符合 UL94: V0级要求和欧盟ROHS、REACH指令等要求; 8、紧凑形结构,单台大容量设计,如2 000V(DC)等级,单台5 000至10 000µF; 9、标准化、模块化、积木式设计,方便容量、电压搭配使用; 10、个性化设计,根据不同用途和安装要求设计专用产品。 11、电动机电容器的发展趋势是小型化、高纹波、耐高温、长寿命、安全性、高可 靠、低成本
C)薄膜振动声-----------在交流电场下薄膜作周期性振动发出的 声音,其声音大小处决于薄膜的粗化度、薄膜紧松和施加电 压的高低,以及生产工艺条件。目前电容器行业还不能完全 解决这一类的问题。
3、异响对质量的影响: A、B异响影响电容器的使用寿命, C交流声是机械振动,不影响电容器的使用寿命(影响使用 寿命是水分、电强、温度下的电化学反应,主要看交流声是 否影响了整机噪音指标
预期寿命为:前5 000小时后,失效率不大于0.5%, 60 000后,存活率为96%;
3、电容器寿命的推算:
其中: L、V、T为寿命试验时的寿命、电压和温度,L。、V。、T。为使用的 寿命、电压和温度
寿命试验注意点:
1、温度均匀,建议电容器直立、分开放置,圆形相距直径距离,方形相距 短边2倍距离;
(1.3Un) ,电容器开路结束; 2)如果未开路,继续进行直流击穿处理-施加交流电压,-----直至开路。 3)如果电容器出现短路,需要长时间观察,如果稳定短路,结束试验。 如果结果是开路,也可能稳定短路,属于P1级 如果结果必定开路,属于P2级 试验后极壳(T-C间)应能承受0.8倍极壳件间试验电压 试验后内部液体可以湿润电容器外表面,但不能成滴下落
❖ 2.试验方法
❖ 2.1在不受通风影响的试验橱(室)内进行
❖ (室内设有抽风装置更好)。
❖ 2.2离开试样点燃喷灯,调节气门和风门,
❖ 使之发出高约20 mm的蓝色火焰。
❖ 2.3在喷灯下平铺一层干的脱脂药棉。
❖ 2.4燃烧部位应是有塑料外壳和封装树脂的
❖ 共有部位(电容器上角),燃烧时试样应距
❖ 离喷灯管口正上方9.5mm。见图14。
缺点:是结构复杂,体积大,成本也高。
2)温度型:在电容器内部适当位置,植入串联温度熔断丝, 当电容器温度达到设定温度时,熔断丝烧掉,电容器开路。 缺点:内部温度不均匀,植入点不一定是温度最高点; 温度不会积累;
3)电流型:在电容器内串联电流熔断丝,当电容电流达 到熔断电流值时熔断丝熔断,能防止进一步恶化。 缺点:金属化电容器一般性能恶化时电流是减少,无法 可靠保护
安全膜电容器的破坏试验办法IEC在标准制订中, 讨论稿中是采用交、直流电压同时施加的办法。
六、电容器的异响: 1、异响的种类:
A)击穿自愈声----------不连续的单声,随电压升高而增多 B)局部放电声----------内部放电功率小,人耳难以听到,需 要仪器测试 C)薄膜振动声----------连续,随电压升高而加重 2、异响产生的原因: A)击穿自愈声----------薄膜耐电压低、加工引起薄膜损伤 B)局部放电声----------薄膜间存在空气,空气击穿就是局部 放电,局部放电会造成薄膜老化,击穿和金属层消失。 任何电容器都会产生,问题是要提高局放的起始电压和熄 灭电压,如果起始、熄灭电压高于运行电压,将不会有危害。 如果寿命试验后容量下降少,说明局部放电影响不大。 自愈点有明显的击穿孔点,局部放电没有明显的孔点。
4)难燃型 适用干式电容器,采用难燃塑料(如UL94-V0级材料) 缺点:心子聚丙烯薄膜不阻燃,起火事故仍有发生 空调风机塑壳电容器起火原因简单判断: 电容起火引起内部空心化 外部起火引起电容器外部收缩,内部实心
5)采用混合型 如:压力型与电流型组合,如右图 缺点:成本较高、体积大、结构复杂
6)安全膜 1、干式安全膜电容器(环氧树脂灌封) 2、油式安全膜电容器(金属外壳绝缘油灌注) 安全膜种类有菱形、T形、三角形等
使产品受伤,要注意幅度和时间。
3、电容器的绝缘性能 常用单位:兆欧(MΩ)=106 欧姆(Ω) 如:外壳与引出极之间的绝缘电阻≥3000 MΩ 引出极之间的绝缘电阻≥3000 MΩ· μF 注意点:引出极之间的绝缘电阻与电容器的容量有关 . 如1微法 ≥ 3000 MΩ , 10微法≥300 MΩ
4、电容器的损耗 损耗或称损耗角正切值,符号:tgδ或TANδ没有单位,数值越小
2)特点:电性能优越:容量稳定,耐电压高(交流耐压2.15 倍),具有自愈功能,绝缘好,漏电流小,损耗低,温度系数小,寿命 长, 。
自愈特性:符号 SH(self healing)
良好的自愈与金属层的 厚度、自愈能量(电容 器容量、电压高低等) 等有关
二、电容器的一般性能参数
1、电容器的电容量 常用单位:法拉(F),微法(μF) 1微法(μF)=10-6法拉(F),
1、电容器的等级标准
2、电容器的老化试验
3、电容器使用寿命估算
五、电容器的安全性及试验 1、电容器保护种类
2、电容器破坏试验
六、电容器的异响
1、异响产生原因
2、异响对电容器使用质量的影响
七、电容器的发展趋势
一、电容器的分类
1、按结构分类 1)有机介质电容器:纸介质电容器 -------- 基本淘汰 纸金属化电容器-------- 基本淘汰 塑料薄膜电容器-------- 主要用于高压 薄膜金属化电容器-------中低压的主流产品 2)无机介质电容器: 云母、陶瓷、玻璃铀等电容器---用于高频场合: 3)电解电容器:铝电解电容器------ 低压,大容量 钽电解电容器------ 小型化 4)空气介质电容器:标准电容器、调谐电容器 5)超级电容器:电化学电容器------低电压大容量
❖ 2.5试验火焰施加在试样下端的中心处保持10秒,
❖ 而后把试验火焰撤到离试样150mm处,注意观察
❖ 并记录燃烧的持续时间,当试样燃烧停止时立即在
❖ 试样下再施加试验火焰,10秒后再次撤火,观察并记录燃烧的时间。
❖ 3.试验标准
❖ 3.1施加任一种试验火焰后,任何一个试样火焰燃烧的时间不超过30秒。
电容器性能及其试验
目录
一、电容器的分类
1、电容器按结构分类
2、电容器按用度分类
3、金属化电容器基本特点
二、电容器的一般性能
1、电容器的电容量
2、电容器的介电强度
3、电容器的绝缘性能
4、电容器的损耗
三、电容器参数的测量
1、电容量和损耗的测量
2、电容器耐电压的试验
பைடு நூலகம்
3、电容器绝缘电阻的测量
四、电容器的使用寿命
电容器的绝缘电阻 R -----------------水桶的漏缝
电容器的损耗角正切值 tgδ ---------水桶盛水后单位时间内的损失比
电容器的储存电荷量 Q=CU--------水桶盛水多少 (底面积*高)
三、电容器参数的测量
1、电容量和损耗角正切值tgδ的测量: 标准规定:额定电压、额定频率下测量(如450V,50Hz) 仪器:一般电桥测试电压1伏以下,频率100Hz、1 000Hz、10KHz可选
T形安全膜
❖ 3、阻燃试验方法:
耐燃性试验企业标准(摘录)

(宁波电容器总厂企标Q/ARS010-89)
❖ 1.试验装置
❖ 1.1不受通风影响的试验橱或实验室。
❖ 1.2燃烧气体:石油液化气。
❖ 1.3燃烧器:本生灯(管长100mm,
❖ 火焰喷口内经为9.5mm)。
❖ 1.4脱脂药棉。
❖ 1.5秒表或者其他的计时器。
1、电容器的安全保护种类: 保护方式:P0,P1,P2 P0:没有任何保护; P1:故障形式为开路或稳定短路; P2:故障形式为开路。
1)压力型:当电容器损坏时内部产生气体压力增加, 从而使经特殊加工的外壳凹部位拉伸(图1a) 或壳盖凸起(图1b)使内部引线拉断, 从而使电容器开路,停止能量进一步输入, 避免壳内气压和温度进一步提高,达到安全的目的。 设计有P1,P2型
2、电压接近正弦波,避免谐波电流影响; 3、连接方式采用焊接,避免端子接触发热影响;
五、电容器的安全性及试验 1、引起电容器失效损坏的原因: A、材料耐电压不够或绝缘不良; B、工艺不良引起局部放电; C、水分引起的金属层氧化; D、使用条件影响早期失效; E、寿命终止前的失效。 2、电容器安全性问题: A)开裂、漏油 B)冒烟 C)爆炸,起火
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