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电容器的液体介质

时间:2022-11-01 百科知识 版权反馈
【摘要】:电容器和其他电气设备的绝缘结构有所不同。目前电容器常用的介质有以下几种。由于电容器纸的固有介质损耗较大以及其他一些弱点,要大幅度提高电容的性能,必须采用新型介质。塑料薄膜已日益代替纸作为电容器极间介质。目前聚丙烯薄膜已广泛用于电力电容器。电力电容器常用的液体介质有:电容器油、苯甲基硅油、蓖麻油、十二烷基苯、三氯联苯等。其中三氯联苯有毒,我国已停止生产。

电容器和其他电气设备的绝缘结构有所不同。在其他绝缘结构中,绝缘介质的作用是对不同电位的导体起电气绝缘及机械固定作用;而在电容器中,介质的主要任务是储存能量。因此,对电容器首先考虑的是单位体积(或单位重量)所储存的能量要大,然后是耐压高、损耗小、寿命长、工艺性好、成本低等一般问题。这样就需要选择介电系数大、耐电强度高的材料作电容器的介质。 目前电容器常用的介质有以下几种。

(一)电容器纸

电容器纸是由植物纤维制成的。其特点是厚度薄(8~15 μm ),密度大(0.8~1.2 g/cm3 ),机械强度高,含杂质少,耐电强度比其他电工用纸都高。电容器纸的主要技术指标列于表2.1,表中同时列出了电缆纸的主要技术指标,用以比较。

表2.1 电容器纸、电缆纸的主要指标

(二)塑料薄膜

由于电容器纸的固有介质损耗较大以及其他一些弱点,要大幅度提高电容的性能,必须采用新型介质。塑料薄膜已日益代替纸作为电容器极间介质。塑料薄膜的特点是机械强度、耐电强度都很高,中性或弱极性薄膜的tanδ值远比纸小(如聚丙烯薄膜tanδ <0.02%),εr及tanδ几乎与电源频率无关,适用于各种频率电力电容器。但是塑料薄膜难以浸渍,而如果浸渍不好,薄膜耐电晕性能差,工作场强就难以提高,电容器容量就受到限制。

塑料薄膜的种类很多,如聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚酯薄膜、聚碳酸酯薄膜等。 目前聚丙烯薄膜已广泛用于电力电容器。

(三)金属化纸和金属化薄膜

用纸和塑料薄膜作电容器介质时,都是用铝箔作极板的,铝箔的厚度有0.007 mm和0.016 mm等几种,而铝箔对浸渍剂有可能起不良的化学作用。金属化纸和金属化薄膜是在纸上或薄膜上涂敷一层极薄的金属膜(一般为锌锡层或铝层)作为电极。金属薄膜的厚度仅为0.05~0.1 μm,比起铝箔厚度小得多,可以大大节约金属材料和减轻电容器的重量。特别是金属化纸和金属化薄膜有一突出的优点是具有“自愈性”,即当某处击穿时,短路电流使击穿部位周围金属化薄膜熔化蒸发而又形成绝缘。这样,就显著减少了介质中贯穿性导电质点和其他弱点对耐电强度的影响,从而提高了工作场强。用铝箔作极板时,考虑到介质中导电质点和其他弱点的存在,不得不在极板间至少用三层介质,以便让这些弱点互相错开,而金属化介质只需一层即可。

(四)液体介质

对于纸和薄膜电力电容器,为了提高其电气性能,必须浸渍液体介质,以填充纸或薄膜间或极板间的气隙。在选用液体时,除应满足对电容器介质的一般性能要求外,还应考虑以下特殊要求:①强电场作用下吸气性好;②要求黏度小、凝固点低、闪点高;③化学性能稳定,并能与电容器内其他材料稳定共存;④无毒或微毒。

电力电容器常用的液体介质有:电容器油、苯甲基硅油、蓖麻油、十二烷基苯、三氯联苯等。其中三氯联苯有毒,我国已停止生产。如表2.2所示列出几种常用液体介质的主要性能。

表2.2 电力电容器中几种常用液体介质的主要性能

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