全膜電容器熱穩(wěn)定試驗(yàn)研究

全膜電容器熱穩(wěn)定試驗(yàn)研究嚴(yán)玉婷1，倪學(xué)鋒2(1武漢大學(xué)99575班，武漢430072；

2武漢高壓研究所，武漢430074)

摘

要：全膜電容器由于絕緣性能優(yōu)良，比特性遠(yuǎn)優(yōu)于其它介質(zhì)電容器。但正因?yàn)槿绱?，其散熱面積也遠(yuǎn)小于其它介質(zhì)電容器。因此，其熱的穩(wěn)定特性并不一定就優(yōu)于其它電容器。本文通過對(duì)電容器比例單元熱穩(wěn)定性能的試驗(yàn)研究，確定了內(nèi)部最熱點(diǎn)與外殼最熱點(diǎn)的關(guān)系，為更好地做好電容器熱穩(wěn)定性能試驗(yàn)提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：電容器；溫升；介質(zhì)損耗0前言

由于全膜電容器優(yōu)良的介電性能和比特性，近年來全膜電容器已獲得越來越廣泛的使用。大有替代其它介質(zhì)電容器的勢(shì)頭。雖然全膜電容器的介質(zhì)損耗小于膜紙電容器，但全膜電容器的體積和表面積也小于膜紙電容器。因此，全膜電容器的熱穩(wěn)定性能不一定就較膜紙電容器好，這一點(diǎn)已從耐久性試驗(yàn)和運(yùn)行中得到證實(shí)。

然而全膜電容器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)一直無深入的試驗(yàn)研究，而一直沿用膜紙電容器的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于全膜電容器同膜紙電容器相比，不僅介質(zhì)變了，而且結(jié)構(gòu)方式也變了。因此，其熱過程顯然是會(huì)有差別的，這種差別將直接影響熱穩(wěn)定試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果。本文通過在電容器內(nèi)預(yù)埋熱電偶和控制注入能量，找出了內(nèi)部最熱點(diǎn)、外殼最熱點(diǎn)等部分的溫升值同介質(zhì)損耗量間的相互關(guān)系。為科學(xué)、準(zhǔn)確的進(jìn)行全膜電容器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)提供了參考依據(jù)。

以介損為0.01%時(shí)的電容器為例，外包

式中：d1、d2—外包封厚和油隙厚；

由(2)式分別可計(jì)算出介損為0.02%、0.03%下的溫差值分別為11.2℃和16.8℃。

同室溫條件下試驗(yàn)結(jié)果相比，計(jì)算結(jié)果偏小較多，但同烘箱內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果相比較接近。這主要是在室溫條件下，外殼散熱主要是對(duì)流散熱，對(duì)流散熱可用函數(shù)式(3)表示：

Q=f(Δtαdβ)(3)

溫度隨距離變化激劇變化，因此采用有尺寸的鉑電阻(Φ3mm圓柱體)測(cè)溫，所測(cè)得值偏小，致使測(cè)量所得溫升值較計(jì)算值大，而烘箱中對(duì)流散熱作用小于室溫條件下，因此，所測(cè)溫升值與計(jì)算值接近。

另一現(xiàn)象是在溫度較低時(shí)，電容器最熱點(diǎn)與外殼最熱點(diǎn)的溫差值基本上同介損成比例關(guān)系。但隨著溫度的升高，這種比例關(guān)系不再存在，而趨于變化變緩，這可能同隨溫度升高后，其它散熱方式的作用增大有關(guān)。但從0.01%～0.03%介損條件下的試驗(yàn)結(jié)果看，以15℃控制熱穩(wěn)定試驗(yàn)中外殼同內(nèi)部最熱點(diǎn)溫差之值，對(duì)于介質(zhì)損耗不大于0.03%的電容器是合理的，這不僅試驗(yàn)是如此，計(jì)算結(jié)果亦較接近。

4結(jié)論

4.1電容器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)中，電容器內(nèi)最熱點(diǎn)與外殼最熱點(diǎn)之間的溫差值，同介損的大小關(guān)系密切，介損越大，這個(gè)溫差值也越大。

4.2電容器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)中，以15℃作為內(nèi)部最熱點(diǎn)同外殼最熱點(diǎn)的溫度之差值，對(duì)介損不大于0.03%的電容器是合理的。參考文獻(xiàn)［1］秦允豪熱學(xué)［M］高等教育出版社

［2］GB/T