Les raons de l'envelliment dels condensadors d'impuls d'alta tensió{0}

Els condensadors de polsos d'alta tensió-són components clau en els sistemes electrònics de potència i s'utilitzen àmpliament en generadors làser, fonts d'alimentació d'impulsos, conformació electromagnètica, equips mèdics i acceleradors de partícules, entre d'altres. La seva característica de treball és suportar canvis de velocitat i voltatge extremadament alts en un període de temps molt curt. Tanmateix, com altres condensadors, inevitablement experimentaran una degradació del rendiment o envelliment durant el funcionament a llarg termini-.

Ⅰ. Envelliment per estrès elèctric: el factor més directe

⑴ Descàrrega parcial: aquesta és la causa principal de l'envelliment dels condensadors d'alta tensió-.

Mecanisme: quan hi ha bombolles, impureses dins del dielèctric del condensador o si la intensitat del camp elèctric a les vores de l'elèctrode està massa concentrada, la intensitat del camp elèctric en aquestes àrees superarà la intensitat del camp de ruptura local del medi. Com a resultat, es produeixen petites avaries i extincions repetitives, que es coneix com a descàrrega local.

⑵ Sobretensió:

Sobretensió: fins i tot una breu operació de sobretensió pot superar el límit de tolerància del medi, causant directament danys a l'aïllament i accelerant significativament el procés d'envelliment.

II. Envelliment per estrès tèrmic: l'assassí crònic del rendiment

⑴ Escalfament per pèrdua dielèctrica: els condensadors generen calor a causa de la pèrdua dielèctrica sota un camp elèctric altern. A les aplicacions de pols d'-alta tensió, la tensió (U) és extremadament alta i, tot i que la freqüència (f) no és alta, la quantitat de calor generada encara és considerable.

⑵ Pèrdua ESR i generació de calor: la resistència en sèrie equivalent (ESR) del condensador genera calor en joule quan passa per un corrent de pols gran (Ipulse). Aquesta és la font principal de generació de calor per als condensadors d'impulsos.

⑶ Efecte d'acumulació tèrmica: si la calor generada és superior a la calor dissipada, la temperatura dins del condensador continuarà augmentant. L'alta temperatura: reduirà la força d'aïllament del dielèctric. Accelerar les reaccions de degradació química dins del dielèctric.

III. Envelliment químic i físic dels materials dielèctrics

⑴ Degradació de materials dielèctrics: els materials polimèrics d'ús habitual, com ara la pel·lícula de polipropilè (BOPP), poden experimentar trencament de la cadena molecular,-enllaços creuats o oxidació en cas d'exposició a camp elèctric-a llarg termini, donant lloc a un deteriorament gradual de les propietats dielèctriques.

⑵ Envelliment de l'agent impregnant: la funció de l'agent impregnant és omplir els buits entre les pel·lícules, millorar la resistència a la pressió i millorar la dissipació de la calor. No obstant això, l'agent impregnant s'oxidarà, polimeritzarà o absorbirà gradualment la humitat, donant lloc a una disminució de la seva constant dielèctrica i rendiment d'aïllament, i perdent el seu efecte protector.

⑶ Corrosió electroquímica: la intrusió d'humitat i oxigen és l'enemic dels condensadors. Se sotmetran a reaccions electroquímiques amb els elèctrodes de la pel·lícula metal·litzada (normalment la capa de zinc-alumini), donant lloc a corrosió i evaporació de l'elèctrode, que es manifesta com una disminució constant de la capacitat (C) i un augment de la resistència en sèrie equivalent (ESR). Aquest és el mode d'envelliment principal quan s'esgota la capacitat d'"-autocuració" del condensador de pel·lícula metal·litzada.