电容器制作环境对产品性能的影响论文_江厚云、张绪平

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一、引言

摘要:聚丙烯膜介质电容器广泛应用在电力电子设备中,但随着科技的进步,整机对聚丙烯膜电容器的要求也越来越高,其性能好坏直接影响各相关用电的可靠性和使用寿命,因此电容器电气参数理所当然地受到电气行业的关注,而影响电容器性能参数的因素很多,其中,电容器的制造环境也显得尤为重要。

关键词:温湿度;时间节点;工艺卫生

二、电容器技术指标

(1)电容器的损耗角正切值任何实际的电容器,在电场的作用下都要消耗能量。电容器把贮存或传递的一部分电能转变为热能,其中一部分使电容器发热,温度升高;另一部分则消耗在周围的环境中。通常我们把电容器在外加电压的作用下,单位时间内因发热而消耗的能量称为电容器的损耗。电容器的损耗是衡量电容器品质优劣的一个重要指标,损耗愈大发热愈严重,则表示电容器传递能量的效率愈差。

(2)电容器的绝缘电阻当直流电压U加于电容器上并产生漏导电流I时,两者之比称为电容器的绝缘电阻。

(3)电容器的介电强度电容器的介电强度就是它能承受加于两端上的电压而不致于被击穿的能力。它主要取决于介质的介电强度和性质,此外也与电容器的结构特点、极板面积及散热情况有关。

三、温湿度对电容器电性能的影响

(一)温湿度对锌铝膜的影响

锌铝金属化膜是以聚丙烯(BOPP)基膜为介质,在真空镀膜机中先蒸镀金属铝层,随后蒸镀金属锌层形成的。随着蒸镀方阻的不同,金属层的厚度在十几个纳米到几十个纳米之间变化。在潮湿的环境中锌、铝金属化膜很容易出现氧化腐蚀现象。当金属膜暴露在干燥的大气中,镀层中的金属锌和大气中的氧气反应缓慢,但随着大气中的相对湿度逐步升高,镀层的氧化速度会大大加快。同时,随着温度的升高,水分的化学活性会提高,这也将促进反应进行。因此,环境温度湿度对金属膜的贮存、使用影响较大。

(二)温湿度损耗角正切值的影响

电容器在电场的作用下都要消耗能量。电容器把贮存或传递的一部分电能转变为热能,其中一部分使电容器发热,温度升高;另一部分则消耗在周围的环境中。电容器的损耗是衡量电容器品质优劣的一个重要指标,损耗愈大发热愈严重,则表示电容器传递能量的效率愈差。

当电容器在制作过程中,由于温湿度控制不合理或是产品超期导致膜面出现氧化现象时,主要表现为产品等效串联电阻增加,产品损耗偏大,在通电后,由于氧化造成产品内部电阻增加引起内部发热严重,当内部聚集过多的热量来不及向外传递及导致热平衡破坏,产品内部出现热击穿失效。

(三)温湿度对绝缘电阻的影响

电容器的绝缘电阻的定义:当直流电压U加于电容器上并产生漏导电流IL时,两者之比称为电容器的绝缘电阻。电容器受潮后电性能显著恶化。其中,绝缘电阻的变化是最为突出的。对于非密封结构的电容器,介质吸潮后其电阻率显著降低,密封结构的电容器也会由于表面吸潮而增大表面漏导,从而降低电容器的绝缘电阻。

(四)温湿度对耐久性试验数据、温升试验数据的影响

温湿度控制不合理或是产品超期导致膜面出现氧化现象的情况下,相对于正常产品而言,视氧化程度的不同,耐久性试验、温升试验等相关试验数据均会出现不同程度的恶化.

从实验数据看,同样条件下进行耐久试验至521.5h后,A组容量衰减为-2.48%,B组容量衰减为-3.11%,上述数据可以很直观的说明在湿度较低的情况下,产品寿命较好。

四、工艺卫生对电容器电性能的影响

工艺卫生主要表现在镀膜和卷绕时,由于锌渣,灰尘的杂质附着于膜面造成膜面损伤,电容器的介电强度下降,一般情况下此种情况会在半侧、成测时将不良品剔除,但出厂测试为检测出的情况下有可能在产品运行过程中出现击穿现象,对产品品质造成严重隐患。

五、结论

(1)锌铝膜储存环境

卷绕间的温度和相对湿度,要求温度为15~30℃,相对湿度≤40%;避免在较高湿度环境下锌铝膜出现氧化现象。未焊接完的芯子隔天焊接的一律进行防潮处理。

(2)加强产品时间节点控制

为控制产品质量,提高产品性能,防止产品周期过长导致产品性能下降,针对电容器生产时间节点控制如下:交流电容器生产流程时间节点控制表(参考)

(3)加强工艺卫生控制

针对锌渣,灰尘的杂质附着于膜面造成膜面损伤的现在,要求工作前应对设备卫生进行清理,使用脱脂纱布清擦机器的各滚轴,检查滚轴转动是否灵活,轴上是否有毛刺,金属滚轴表面是否有锈迹等不良现象。

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黄丽丽 收

联系电话 18293278251

论文作者:江厚云、张绪平

论文发表刊物:《科技新时代》2019年7期

论文发表时间:2019/9/9

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