混合电极与全膜电容器金属化膜自愈特性研究-中国电机工程学会.PDF

中国电机工程学会高压专委会2007 年学术年会论文集 混合电极与全膜电容器金属化膜自愈特性研 究 孔中华 林福昌 戴玲 马亮 李化 华中科技大学 摘要：金属化膜电容器的工作场强高，储能密度很高。但由于其电极通过喷金方式引出，通流能力差。箔式 电容器的通流能力强，但不具有自愈特性，其工作场强低，储能密度也低。混合电极电容器可以兼具两者的 优点，能在较高的场强下工作并拥有较大的通流能力。本文研究了混合电极中金属化膜及全膜电容器金属化 膜的自愈特性。 关键词：金属化膜 自愈混合电极 1 引言 金属化膜电容器具有自愈性，因而能在 [1] A 带有电弱点的 B 电极两端电压 C 故障电流的热 70%介质击穿场强下工作 （国产PP 膜平均 金属化膜 引起弱点处击 量使电极蒸发 场强 560～628V/μm ），这使高压电容器储能 [2] 穿并产生故障 从而隔离故障 密度有极大提高。据报道 ，影响电容器耐 电流 点 高脉冲能力的关键因素是喷镀金属层和金属 图1 混合电极电容器的金属化膜自愈原理图 膜层结合的紧密程度。脉冲工作条件下，较 大的放电电流会使电容器末端连接失效，导 致金属化膜电容器频繁失效的原因正是端部 2 试验回路 喷金层脱落。箔式结构电容器引出电极的接 试验对象采用厚为9m 、宽112cm、方 触电阻很小，通流能力较强，但箔式电容器 阻为5～10/的单面金属化膜和厚度为 不具有自愈性。混合膜电容器综合了金属化 10m 的聚碳酸酯膜光膜。试验试品采用两种 膜电容器和箔式电容器两者优点。文献报道 [3] 结构，分别如图2 、3 所示。采用图2 所示结 ，20kV 、1µF 样品电容，如果把温升限制 构为试品1，试品1 中金属化膜或光膜刺孔， 在10℃时，混合电极电容器的额定电流可以 采用图3 所示结构为试品2 ，试品2 中的光 减少至29A ；如果把最高温升限制为10℃， 膜刺孔，针孔的直径为0.2～0.3mm 。采用图 全膜电极电容器放电电流为 12A。因此与全 2 结构是为了研究混合电极中金属化膜发生 膜电容器相比，混合电极电容器的通流能力 单边自愈特性。采用图3 结构是为了研究全 有大幅提高对于金属化膜/铝箔的混合结构， 膜电容器金属化膜双边自愈特性。图3 中试 当发生局部击穿时，依靠金属化膜实现单边 品2 上加压，与光膜刺孔接触的金属化膜发 自愈，自愈过程如图 1。这与全膜电容器自 生双边自愈。铜板电极 （0.5kg，Φ=6cm ）上 愈原理有明显不同，全膜电容器击穿时，依