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电容器专用蜡的绝缘性能研究及其应用

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随着ZG经济建设的迅速发展,金属化电容器以其技术先进、性能价格比优良、无功补偿安全稳定等特点,在改革开放的二十多年里(尤其是近十年来)得到了快速发展。随着电气制造技术的不断改进和提高,人们对电容器绝缘灌封材料性能的优劣,以及对电容器制造工艺、产品性能的影响的认识也进一步加强了,这为电气行业选择和评价电容器的绝缘灌封材料提供了先决条件。

电容器专用蜡作为电容器绝缘灌封材料的一个重要品种,在ZG的电气行业已累计应用了10000吨左右。目前在ZG,多数的低压并联电容器制造厂家均选择专用蜡来发挥绝缘灌封的作用,但是直到今天,我们一些企业对蜡的基本性能,尤其是应用性能,如:对电容器内部元件、结构、安全、老化等与产品质量紧密相关的性能参数的认识,或者重视程度都不容乐观。蜡的绝缘性能是电力电子技术发展的客观要求,是有关绝缘问题的归结和解决的结果。对专用蜡的应用性能,尤其是绝缘性能进行深入的探索研究,有助于我们进一步了解蜡作为电容器的灌封绝缘材料,其基本的应用条件和作用机理,从而提高对电容器产品的质量控制水平。

2、电容器专用蜡的绝缘机理

2.1概述

电容器专用蜡作为电介质根据使用目的和使用条件,要求具备电气、热、机械等多方面性能。但从电工绝缘角度来看,其基本电性能如表1所示。
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正确理解蜡在电场作用下表现这些性能的物理本质,以及这些性能参数与周围环境各种变化的关系,才能客观地判断和选择符合电容器使用要求的蜡类绝缘材料。

2.2电容器专用蜡的电介质极化与电介质损耗

蜡以其分子的非极性,被广泛应用于电气工业的浸渍、包封,起绝缘和防潮作用。但在电场作用下,蜡作为电介质将发生极化,正、负电荷作微小位移而产生偶极矩,或在电介质表面出现束缚电荷Q。
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2.2.1电容器专用蜡的相对介电常数

在图1中,设想未置入介质时,真空电容为C0,极板上自由电荷量为Q0;以蜡为介质时,电容为C,介质表面出现的束缚电荷Q′必削弱宏观平均电场E,而当电压恒定的情况下,一定要在极板上补充与Q′异号而等量的电荷,以维持电场不变,显然,由于介质极化,介电常数是电容量增大的倍数,是描写介质极化等属性的本征参数。

根据金属化电容器的构造特性,电容器专用蜡的介电常数Z好与金属化膜的介电常数一致,提高或降低介电常数不仅是无谓的,而且会对电阻率和耐压强度产生不良影响。

2.2.2电容器专用蜡的电介质损耗

由于蜡为实际介质非理想介质,其直流电导率y不等于0,介质中还存在一种贯穿电导电流,它虽然不大,但在直流或交流电压下始终不可避免,故亦有漏导电流之称。介质中的总电流由三部分组成:即电子位移极化等引起的瞬时电流(i1),松弛极化引起的吸收电流(i2)和贯穿电导电流(i3)。前两部分电流是介质极化过程引起的,而贯穿电导电流使介质在交流电压下产生贯穿电导损耗。


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2004-09-14
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