在新时期发展过程中,我国工业领域和国防领域在不断高效快速发展,也使得越来越多的大容量电容器应用了进来,而且发挥了愈发重要的作用。现阶段,对性能较高的电容器件进行开发已经成为了当下的必然趋势。其中,金属化膜电容器则成为了主流方向,其不仅成本较低,而且实际维护简单,对应的耐电压等级也非常高。但是在实际运行过程中,也会出现一些老化和自愈等问题,所以对应的性能就会大幅减弱,使得设备故障概率大幅增加,不利于整体的安全稳定运行。所以对其可靠性进行深化研究,并站在宏观高度上,对其可靠性进行最大化的提升则是当务之急。
1金属化膜电容器自愈特性
对金属化膜电容器的自愈特性全面分析,并全面掌握对应的物理机理,这对于其可靠性提升和未来的设计创新完善有着至关重要的现实意义。现阶段,在自愈特性研究方面,已经实现了多方向的延伸,例如,电流幅值、自愈能量、蒸发面积等等,这些都是非常关键的因素,决定自愈过程中能量的实际大小情况。在电容器自愈的过程中,决定自愈成功的关键因素就是电弧能量,保证电弧能量的适中性和恰当性,就可以达到理想的目标。但是若能量过大,就会导致电容器出现严重的短路问题,还会出现贯穿性和永久性的损伤,若能量过小,就会导致电极蒸发的过程中,出现不完全的问题,而且还会出现连续性的放电或者是电晕问题。只有电容器本身具备较强的自愈特性,才能促进其可靠稳定运行,达到理想的运行目标。而自愈成功性与否的主要取决因素,就是自愈能量的大小情况。在新时期发展过程中,一些研究学者侧重从这一角度出发进行深化研究,并采取各种有效措施,以提高运行的可靠性和稳定性。其中最为重要的一个研究方向,就是将自愈热力学模型建立了进来,并通过该模型,对实际电容器运行过程中,自愈过程中击穿部位可能出现的一些电极蒸发情况和电弧熄灭等过程进行了深化解释。经过进一步总结,可以了解到,在电容器运行的过程中,影响其自愈能力因素非常多,例如,弹容量、薄膜材料本身的质量和性质、层间压强、还与外施电压等等,这些都会直接影响到金属化膜电容器运行的可靠性,所以要充分明确。
根据大量的自愈性能测试,可以得到如下结论,首先,就是在电容器运行过程中,压强逐步增加,对应的自愈能量就会逐步减小。若压强超过200kPa时,那么自愈能量就会进入到非常小的状态,而且随着压强的持续增加,自愈能量始终处于最小值。其次,就是在击穿电压持续增加的背景下,对应的自愈能量会同步增加。不论是从任何一个角度来分析,决定电容器可靠性的重要基础因素,就是自愈性能。要想对电容器的自愈性能进行最大化的提升,那么就要将以下措施采取进来:首先,就是深入到电容器之中,对其层间的压强进行全面提升。其次,就是对其中的金属化膜方阻进行提高。最后,就是从现实角度出发,对热定型工艺进行持续性的优化,不断提高电容器的可靠性。
2老化方式
在电容器运行的过程中,早期阶段若出现老化问题,就是受到一定因素的影响,具体有四个方面:(1)赋能不当;(2)电极腐蚀;(3)局部放电,(4)喷金不良。不论是其中任何一种原因,都会让电容器的老化速度进一步加快,缩减其使用寿命。对于这些老化原因而言,一旦出现就会导致电容器在短时间内出现损坏问题。从另一个角度来分析,实际金属化膜电容器在运行的过程中,还会受到其他因素的影响,例如环境温湿度、工作电压、机械应力等。所以必须要对电容器开展寿命预测试验。在具体试验过程中,往往会以单一变量为研究依据,但是在单一变量的研究下,又无法全面且客观的对电容器的老化情况进行正确的反应,很多时候,会掺杂很多其他的老化因素,所以就需要进行多因素的试验测试。根据研究结果进一步了解到,在电容器运行的过程中,对其运行老化程度起到直接影响作用的就是电压和温度。若电容器运行的过程中,恰好为高电场,对应的镀层电极,就很容易出现腐蚀问题,加快老化的速度,而且在介质材料之中,还会形成全新的弱电,进而在具体部位出现严重的局部击穿问题。若电容器运行的过程中,受到高热应力因素的影响,就会导致一些化学反应进入到活跃的状态,若此种能量持续增加的过程中,就会导致聚合物介质本身的化学物质,出现非常大的变化,严重情况下,还会出现被完全降解。正常来讲,实际温度每一次升高八摄氏度左右,就代表电容器本身的寿命就有减半的风险,所以温度对于电容器运行的可靠性有着直接的影响作用。而且还有研究表明,电容器中的元件组成内容越多,寿命越低,所以在未来发展过程中,就需要不断创新电容器,生产出质量优异且整体元件较少的电容器,真正提高运行可靠性。当然,还要在电容器运行过程中,将温度控制装置应用进来,最大化的降低运行温度,避免温度过高,加速电容器老化。
3寿命预估
现阶段,对于金属化膜电容器而言,应用范围相对较广,而且深受各行各业的广泛青睐,为了实现对其可靠性的全面提升,就需要做好全面的寿命预估工作,具体而言,就是结合各种试验数据,构建全新的概率统计模型,进而达到预测估算的效果。在过去寿命预估过程中,往往都是将最小二乘模型应用进来,还会配合应用威布尔分布模型。这些模型都存在一定的落后性和不足之处,对于前者而言,适用的场合存在一定的限制,例如,只能在电容器运行过程中电容处于均匀且稳定损耗的状态下才能进行应用,因此无法对其终身可靠性强弱进行准确性的分析。对于后者而言,虽然可以对各种数据和信息进行获取,但是也只能一些器件的终止寿命进行预测,但是无法深入到电容损耗过程中进行预测。但是新时期发展下的最新预测模型,即性能降级模型,就是深入到电容器运行之中,对电容损耗特征模型进行充分的运行,可以对电容器未来运行过程中,可能会出现的老化问题,进而出现的性能变化情况进行精准的反映,以此为依据,提高电容器的运行可靠性和稳定性,促进电容器领域的可持续发展
4结语
总而言之,在新时期发展背景下,我国各行各业都呈现出了全新的发展面貌,而且电力领域也在持续性突破和创新。过去的电容器存在单一和落后性的问题,根本无法满足新时期的电力运行要求,这就需要将全新的电容器整合应用进来,那就是金属化膜电容器。该电容器可以多方面满足电力运行要求。但是也会受到各种因素的影响,出现运行不可靠的问题,而且很容易受到内部和外部环境因素的影响。所以需要在深化研究的过程中,对该电容器的运行可靠性进行全面剖析,在剖析过程中,需要从自愈和老化以及寿命预估等不同角度,认识到影响电容器运行可靠性的主要因素,然后站在时代发展高度上,引进先进技术和方法,适当的减少相关因素的影响,达到理想的运行效果,促进金属化膜电容器性能的持续性提升。在未来发展过程中,我国相关单位和技术人员还要致力于对其可靠性进行深化研究层面,这样才能改进过往的运行不足之处,促进电容器的可持续发展。
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