Разлози за старење{0}}високонапонских импулсних кондензатора
Sep 17, 2025| Високонапонски импулсни кондензатори{0}}су кључне компоненте енергетских електронских система и широко се користе у ласерским генераторима, импулсним изворима енергије, електромагнетном обликовању, медицинској опреми и акцелераторима честица, између осталог. Њихова радна карактеристика је да издрже екстремно високе промене напона и струје у веома кратком временском периоду. Међутим, као и други кондензатори, они ће неизбежно доживети деградацију перформанси или старење током дуготрајног-радња.
Ⅰ. Старење под електричним стресом: Најдиректнији фактор
⑴ Делимично пражњење: Ово је примарни узрок старења у високонапонским{0}}кондензаторима.
Механизам: Када постоје мехурићи, нечистоће унутар диелектрика кондензатора, или ако је интензитет електричног поља на ивицама електроде превише концентрисан, јачина електричног поља у овим областима ће премашити локалну јачину поља пробоја медија. Као резултат, долази до малих, понављајућих кварова и гашења, што је познато као локално пражњење.
⑵ Пренапон:
Пренапон: Чак и кратка операција пренапона може премашити границу толеранције медијума, директно проузрокујући оштећење изолације и значајно убрзавајући процес старења.
ИИ. Старење услед термалног стреса: хронични убица перформанси
⑴ Грејање са диелектричним губицима: Кондензатори стварају топлоту услед диелектричног губитка под наизменичним електричним пољем. У високонапонским импулсним апликацијама, напон (У) је изузетно висок, и иако фреквенција (ф) није висока, количина произведене топлоте је и даље значајна.
⑵ Губитак ЕСР и стварање топлоте: Еквивалентни серијски отпор (ЕСР) кондензатора генерише топлоту у џулу када пролази кроз велику импулсну струју (Ипулсе). Ово је примарни извор производње топлоте за импулсне кондензаторе.
⑶ Ефекат термалне акумулације: Ако је произведена топлота већа од распршене, температура унутар кондензатора ће наставити да расте. Висока температура ће: смањити изолациону чврстоћу диелектрика. Убрзати реакције хемијске деградације унутар диелектрика.
ИИИ. Хемијско и физичко старење диелектричних материјала
⑴ Деградација диелектричних материјала: Често коришћени полимерни материјали као што је полипропиленски филм (БОПП) могу доживети прекид молекуларног ланца, унакрсно-везивање или оксидацију под дуготрајним-излагањем електричном пољу, што доводи до постепеног погоршања диелектричних својстава.
⑵ Старење средства за импрегнацију: Функција средства за импрегнацију је да попуни празнине између филмова, повећа отпорност на притисак и побољша расипање топлоте. Међутим, средство за импрегнацију ће постепено оксидирати, полимеризовати или апсорбовати влагу, што ће довести до смањења његове диелектричне константе и изолационих перформанси и губитка заштитног ефекта.
⑶ Електрохемијска корозија: Упад влаге и кисеоника је непријатељ кондензатора. Они ће бити подвргнути електрохемијским реакцијама са електродама метализованог филма (обично слојем цинк-алуминијума), што доводи до корозије електроде и испаравања, што се манифестује као стални пад капацитивности (Ц) и повећање еквивалентног серијског отпора (ЕСР). Ово је главни режим старења када је исцрпљена способност „самозалечења“ метализованог филмског кондензатора.