電容器性能及其試驗(yàn)課件

電容器性能及其試驗(yàn)

目錄一、電容器的分類1、電容器按結(jié)構(gòu)分類

2、電容器按用度分類

3、金屬化電容器基本特點(diǎn)二、電容器的一般性能1、電容器的電容量

2、電容器的介電強(qiáng)度

3、電容器的絕緣性能

4、電容器的損耗三、電容器參數(shù)的測量1、電容量和損耗的測量

2、電容器耐電壓的試驗(yàn)

3、電容器絕緣電阻的測量四、電容器的使用壽命1、電容器的等級標(biāo)準(zhǔn)

2、電容器的老化試驗(yàn)

3、電容器使用壽命估算五、電容器的安全性及試驗(yàn)1、電容器保護(hù)種類

2、電容器破壞試驗(yàn)六、電容器的異響1、異響產(chǎn)生原因

2、異響對電容器使用質(zhì)量的影響七、電容器的發(fā)展趨勢一、電容器的分類1、按結(jié)構(gòu)分類

1）有機(jī)介質(zhì)電容器：紙介質(zhì)電容器--------基本淘汰紙金屬化電容器--------基本淘汰塑料薄膜電容器--------主要用于高壓薄膜金屬化電容器-------中低壓的主流產(chǎn)品

2）無機(jī)介質(zhì)電容器：云母、陶瓷、玻璃鈾等電容器---用于高頻場合：

3）電解電容器：鋁電解電容器------低壓，大容量鉭電解電容器------小型化

4）空氣介質(zhì)電容器：標(biāo)準(zhǔn)電容器、調(diào)諧電容器

5）超級電容器：電化學(xué)電容器------低電壓大容量2、按用途分類

1）直流電容器----用于直流場合，分高、中、低壓

2）交流電容器----用于交流場合，分高、中、低壓

3）脈沖電容器----用于充放電場合

4）其他特殊用途的電容器等自愈特性：符號SH（selfhealing)良好的自愈與金屬層的厚度、自愈能量（電容器容量、電壓高低等）等有關(guān)二、電容器的一般性能參數(shù)

1、電容器的電容量

常用單位：法拉(F),微法(μF)

1微法(μF)=10-6法拉(F),

2、電容器的介電強(qiáng)度（耐電壓）

常用單位：伏特,簡稱伏(V)，或千伏（kv)

交流(AC),直流(DC)

額定電壓：可以長期工作的直流或交流電壓

試驗(yàn)電壓：檢驗(yàn)電容器擊穿強(qiáng)度的電壓

如：二極間試驗(yàn)電壓2.15Un，2秒

：極殼試驗(yàn)電壓2000V(AC)1分鐘

注意點(diǎn)：試驗(yàn)電壓屬于破壞性試驗(yàn)，過高的電壓和過長的試驗(yàn)時(shí)間會(huì)使產(chǎn)品受傷，要注意幅度和時(shí)間。

3、電容器的絕緣性能

常用單位：兆歐(MΩ)=106歐姆(Ω)

如：外殼與引出極之間的絕緣電阻≥3000MΩ

引出極之間的絕緣電阻≥3000MΩ·μF

注意點(diǎn):引出極之間的絕緣電阻與電容器的容量有關(guān).

如1微法≥3000MΩ,

10微法≥300MΩ

4、電容器的損耗

損耗或稱損耗角正切值，符號：tgδ或TANδ沒有單位，數(shù)值越小越好。

tgδ=有功功率/無功功率

電容器在外加電壓作用下，單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量，叫電容器的損耗。

電容器參數(shù)的形象比喻：

電容器能儲(chǔ)存電荷Q-----------------水桶能儲(chǔ)存水

電容器的容量C-----------------水桶的底面積

電容器的電壓U-----------------水桶的高度

電容器的絕緣電阻R-----------------水桶的漏縫

電容器的損耗角正切值tgδ---------水桶盛水后單位時(shí)間內(nèi)的損失比

電容器的儲(chǔ)存電荷量Q=CU--------水桶盛水多少（底面積*高）

三、電容器參數(shù)的測量1、電容量和損耗角正切值tgδ的測量：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：額定電壓、額定頻率下測量（如450V,50Hz)儀器：一般電橋測試電壓1伏以下，頻率100Hz、1000Hz、10KHz可選專業(yè)西林電橋測試電壓幾百伏可調(diào)，頻率50Hz注意點(diǎn)：1）采用一般電橋測量對容量影響不大，但tgδ值1000Hz與50Hz相差較大，用100Hz測量值與50Hz測量值比較接近。

2）所以制定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)最好注明測試頻率。B)極與外殼之間耐電壓（T-C間）：交流電壓，2Un+1000伏,但不低于2000伏，60s。注意：出廠試驗(yàn)可以縮短時(shí)間到2s，一般需要增加電壓，例如到3000伏3、電容器絕緣電阻的測量

A)極與極之間(T-T間)測量:

注意：1）采用兆歐表測量，1分鐘后的讀數(shù)，不能采用搖表測量；

2）以20℃環(huán)境溫度為測試標(biāo)準(zhǔn)，超過時(shí)需要修正，一般溫度提高10度數(shù)值下降一半；

3）根據(jù)容量換算單位F·Ω,

或μF·MΩ或(秒S)；

4）測試電容器的表面應(yīng)該干燥

5）大容量電容器一般可以采用自持放電來測量；

B)極與外殼之間（T-C間）測量：直接讀數(shù)，比較簡單壽命試驗(yàn)注意點(diǎn)：1、溫度均勻，建議電容器直立、分開放置，圓形相距直徑距離，方形相距短邊2倍距離；2、電壓接近正弦波，避免諧波電流影響；3、連接方式采用焊接，避免端子接觸發(fā)熱影響；五、電容器的安全性及試驗(yàn)1、引起電容器失效損壞的原因：A、材料耐電壓不夠或絕緣不良；B、工藝不良引起局部放電；C、水分引起的金屬層氧化；D、使用條件影響早期失效；E、壽命終止前的失效。2、電容器安全性問題：A)開裂、漏油B)冒煙C)爆炸,起火2）溫度型：在電容器內(nèi)部適當(dāng)位置，植入串聯(lián)溫度熔斷絲，當(dāng)電容器溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，熔斷絲燒掉，電容器開路。缺點(diǎn)：內(nèi)部溫度不均勻，植入點(diǎn)不一定是溫度最高點(diǎn)；溫度不會(huì)積累；3）電流型：在電容器內(nèi)串聯(lián)電流熔斷絲，當(dāng)電容電流達(dá)到熔斷電流值時(shí)熔斷絲熔斷，能防止進(jìn)一步惡化。缺點(diǎn)：金屬化電容器一般性能惡化時(shí)電流是減少，無法可靠保護(hù)4）難燃型適用干式電容器，采用難燃塑料（如UL94-V0級材料）缺點(diǎn)：心子聚丙烯薄膜不阻燃，起火事故仍有發(fā)生空調(diào)風(fēng)機(jī)塑殼電容器起火原因簡單判斷：電容起火引起內(nèi)部空心化外部起火引起電容器外部收縮，內(nèi)部實(shí)心5）采用混合型如：壓力型與電流型組合，如右圖缺點(diǎn)：成本較高、體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜6）安全膜

1、干式安全膜電容器（環(huán)氧樹脂灌封）

2、油式安全膜電容器（金屬外殼絕緣油灌注）安全膜種類有菱形、T形、三角形等T形安全膜3、阻燃試驗(yàn)方法：耐燃性試驗(yàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（摘錄）（寧波電容器總廠企標(biāo)Q/ARS010-89）1．試驗(yàn)裝置1．1不受通風(fēng)影響的試驗(yàn)櫥或?qū)嶒?yàn)室。1．2燃燒氣體：石油液化氣。1．3燃燒器：本生燈（管長100mm，火焰噴口內(nèi)經(jīng)為9.5mm）。1．4脫脂藥棉。1．5秒表或者其他的計(jì)時(shí)器。2．試驗(yàn)方法2．1在不受通風(fēng)影響的試驗(yàn)櫥（室）內(nèi)進(jìn)行（室內(nèi)設(shè)有抽風(fēng)裝置更好）。2．2離開試樣點(diǎn)燃噴燈，調(diào)節(jié)氣門和風(fēng)門，使之發(fā)出高約20mm的藍(lán)色火焰。2．3在噴燈下平鋪一層干的脫脂藥棉。2．4燃燒部位應(yīng)是有塑料外殼和封裝樹脂的共有部位（電容器上角），燃燒時(shí)試樣應(yīng)距離噴燈管口正上方9.5mm。見圖14。2．5試驗(yàn)火焰施加在試樣下端的中心處保持10秒，而后把試驗(yàn)火焰撤到離試樣150mm處，注意觀察并記錄燃燒的持續(xù)時(shí)間，當(dāng)試樣燃燒停止時(shí)立即在試樣下再施加試驗(yàn)火焰，10秒后再次撤火，觀察并記錄燃燒的時(shí)間。3．試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)3．1施加任一種試驗(yàn)火焰后，任何一個(gè)試樣火焰燃燒的時(shí)間不超過30秒。3．2一組6個(gè)試樣施加12次火焰，火焰燃燒的總時(shí)間應(yīng)不超過300秒。3．3任何一個(gè)試樣不得使滴落的燃燒火星把試樣下面的脫脂棉點(diǎn)燃。注：達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于UL94中的V1級水平。

4、破壞試驗(yàn)方法：

參照國標(biāo)GB/T3667-2005

1）施加直流電壓（從零開始，最高10Un)擊穿處理-施加交流電壓(1.3Un)，電容器開路結(jié)束；

2）如果未開路，繼續(xù)進(jìn)行直流擊穿處理-施加交流電壓，-----直至開路。

3）如果電容器出現(xiàn)短路，需要長時(shí)間觀察，如果穩(wěn)定短路，結(jié)束試驗(yàn)。

如果結(jié)果是開路，也可能穩(wěn)定短路，屬于P1級

如果結(jié)果必定開路，屬于P2級

試驗(yàn)后極殼（T-C間）應(yīng)能承受0.8倍極殼件間試驗(yàn)電壓

試驗(yàn)后內(nèi)部液體可以濕潤電容器外表面,但不能成滴下落

安全膜電容器的破壞試驗(yàn)辦法IEC在標(biāo)準(zhǔn)制訂中，

討論稿中是采用交、直流電壓同時(shí)施加的辦法。

C)薄膜振動(dòng)聲-----------在交流電場下薄膜作周期性振動(dòng)發(fā)出的聲音，其聲音大小處決于薄