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金属化聚丙烯膜电容器自愈产气特性与保护技术

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高压电器 2024年第6期60卷 197-202,211页

作者：张国豪李化林福昌兰靖梁伟朋华中科技大学武汉430074 国网上海市电力公司上海200122

金属化膜电容器由于其自愈特性具有较高的工作场强和可靠性,但电容器在自愈过程中会产生大量气体,严重影响电容器运行的可靠性。文中以金属化聚丙烯膜电容器元件为研究对象,分析了自愈产气量与电容量损失的关系,计算了压力保护的动作阈... 详细信息

金属化膜电容器由于其自愈特性具有较高的工作场强和可靠性,但电容器在自愈过程中会产生大量气体,严重影响电容器运行的可靠性。文中以金属化聚丙烯膜电容器元件为研究对象,分析了自愈产气量与电容量损失的关系,计算了压力保护的动作阈值,采用气相色谱法测量了电容器自愈产生的气体成分,并基于氢敏传感器对电容器在密闭环境中的产气特性进行了研究。研究结果表明,自愈过程的产气体积与其电容量损失近似成线性关系;金属化聚丙烯膜电容器自愈所产生的气体主要包含H_(2)、C_(2)H_(2)、CH_(4)和CO,并且自愈还会产生无定型碳单质;电容器持续自愈过程中密闭环境中的氢气体积分数与加压时间成正比,当电容器发生短路故障时,氢气体积分数会迅速增大,使用氢敏传感装置可以准确的检测到这种现象。

关键词：金属化膜聚丙烯电容器自愈产气

高压直流电场与谐波耦合作用下金属化膜电容器失效研究

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中国电机工程学报 2023年第22期43卷 8955-8964页

作者：程璐李志元王镜然刘文凤李盛涛电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

直流支撑电容器作为柔性直流输电系统的核心设备,其特有的超高直流电场耦合多次复杂谐波的工况,导致直流支撑电容器寿命远低于传统电容器,并且目前几乎全部依赖进口。因此,该文基于直流支撑电容器的实际运行条件,设计并开展金属化膜电... 详细信息

直流支撑电容器作为柔性直流输电系统的核心设备,其特有的超高直流电场耦合多次复杂谐波的工况,导致直流支撑电容器寿命远低于传统电容器,并且目前几乎全部依赖进口。因此,该文基于直流支撑电容器的实际运行条件,设计并开展金属化膜电容器在高压直流叠加不同含量交流谐波电压环境的老化实验。电容器的测试结果显示,谐波含量升高会加速容量衰减,导致电容器寿命大幅度缩短。为探究失效机理,进一步对老化后的电容器进行拆解获得金属化膜和双向拉伸聚丙烯基膜(bi-axial oriented polypropylene,BOPP)。金属化膜的测试结果显示,金属化膜表面在高谐波含量作用下会出现电化学腐蚀,这也是导致电容量在老化初期快速衰减的主要原因。对BOPP基膜的研究发现,谐波含量升高会使聚丙烯部分化学键断裂、薄膜结晶度下降、并且无定形区分子链的运动活化能降低,这些结构劣化最终导致薄膜击穿场强下降。因此,金属化膜电容器在高压直流电场与谐波耦合作用下的加速失效,是金属化膜有效面积腐蚀损失和BOPP基膜绝缘性能下降的共同作用结果。

关键词：电容器金属化膜聚丙烯老化

直流电压作用下金属化膜电容器的自愈特性及寿命预测

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高电压技术 2023年第7期49卷 2929-2937页

作者：李志元王镜然徐哲王绪光程璐刘文凤西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049

金属化膜电容器的自愈特性是影响其运行可靠性和寿命的关键因素。为研究直流支撑电容器内部自愈对其寿命的影响,基于柔性直流输电系统中直流支撑电容器的实际运行工况,开展了金属化膜电容器元件在不同电压下的直流加速老化试验;通过图... 详细信息

金属化膜电容器的自愈特性是影响其运行可靠性和寿命的关键因素。为研究直流支撑电容器内部自愈对其寿命的影响,基于柔性直流输电系统中直流支撑电容器的实际运行工况,开展了金属化膜电容器元件在不同电压下的直流加速老化试验;通过图像识别技术提取大量自愈点形貌参数,建立了高压直流作用下的特征自愈参数的统计模型;揭示了直流金属化膜电容器自愈特性对寿命的影响规律,提出了一种基于自愈过程电容损失特征量的电容器寿命预测方法。该研究对柔性直流输电系统用电容器在实际工况下的可靠性评价提供了有效方法。

关键词：直流支撑电容器金属化膜直流老化自愈特性寿命预测

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金属化膜电容器极板发热计算

电力电容器与无功补偿 2015年第5期36卷 37-40页

作者：李浩原尹婷严飞李化李智威华中科技大学强电磁工程与新技术国家重点实验室湖北武汉430074 中国电力科学研究院武汉高压研究所湖北武汉430074

应用于交流或脉冲放电领域的金属化膜电容器,由于蒸镀的金属电极很薄,电极电阻较大,发热是其在工作中不可忽视的一个问题。而当电容器内部温度显著升高时,介质的介电性能会下降,使用寿命就会显著缩短。因此,有必要对金属化膜电容器的电... 详细信息

应用于交流或脉冲放电领域的金属化膜电容器,由于蒸镀的金属电极很薄,电极电阻较大,发热是其在工作中不可忽视的一个问题。而当电容器内部温度显著升高时,介质的介电性能会下降,使用寿命就会显著缩短。因此,有必要对金属化膜电容器的电极发热进行计算,从而对其发热情况进行评估。计算了金属化膜电容器的电极发热功率和沿膜宽方向的发热功率密度,并对恒定方阻和渐变方阻电容器的发热进行了对比分析。

关键词：发热功率金属化膜电容器方阻