• bbb

Kratak uvod u samoobnavljanje metaliziranih filmskih kondenzatora (1)

Najveća prednost organometalnih filmskih kondenzatora je njihova sposobnost samoobnavljanja, što ih čini jednim od najbrže rastućih kondenzatora danas.

Postoje dva različita mehanizma za samoobnavljanje metaliziranih filmskih kondenzatora: jedan je samoobnavljanje pražnjenjem; drugi je elektrohemijsko samoobnavljanje. Prvi se javlja pri višem naponu, pa se naziva i samoobnavljanje pri visokom naponu; budući da se drugi javlja i pri vrlo niskom naponu, često se naziva i samoobnavljanje pri niskom naponu.

 

Samoizlječenje pražnjenja

Da bismo ilustrovali mehanizam samoizlječenja pražnjenja, pretpostavimo da postoji defekt u organskom filmu između dvije metalizirane elektrode otpora R. Ovisno o prirodi defekta, to može biti metalni defekt, poluprovodnički defekt ili loše izolirani defekt. Očigledno je da će se, kada je defekt jedan od prvih, kondenzator isprazniti pri niskom naponu. Tek u ovom drugom slučaju dolazi do takozvanog visokonaponskog pražnjenja koje se samoizlječi.

Proces samoobnavljanja pražnjenja sastoji se u tome što odmah nakon primjene napona V na metalizirani film kondenzator, kroz defekt prolazi omska struja I=V/R. Stoga, gustoća struje J=V/Rπr2 teče kroz metaliziranu elektrodu, tj. što je područje bliže defektu (to je r manji) i veća je gustoća struje unutar metalizirane elektrode. Zbog Džulove topline uzrokovane potrošnjom energije W=(V2/R)r defekta, otpor R poluvodiča ili izolacijskog defekta eksponencijalno se smanjuje. Stoga, struja I i potrošnja energije W se brzo povećavaju, a rezultat toga je da gustoća struje J1= J=V/πr12 naglo raste u području gdje je metalizirana elektroda vrlo blizu defekta, a njena Džulova toplina može otopiti metalizirani sloj u tom području, uzrokujući da luk između elektroda preleti ovdje. Luk brzo isparava i odbacuje rastopljeni metal, formirajući izoliranu izolacijsku zonu bez metalnog sloja. Luk se gasi i postiže se samoobnavljanje.

Zbog Džulove toplote i luka generisanog u procesu samoobnavljanja pražnjenja, dielektrik oko defekta i područje izolacije dielektrične površine neizbježno se oštećuju termičkim i električnim oštećenjima, te na taj način dolazi do hemijskog raspadanja, gasifikacije i karbonizacije, pa čak i mehaničkih oštećenja.

 

Iz navedenog, da bi se postiglo savršeno samoizlječenje pražnjenja, potrebno je osigurati odgovarajuće lokalno okruženje oko defekta, tako da dizajn metaliziranog organskog filmskog kondenzatora treba biti optimiziran kako bi se postigla razumna sredina oko defekta, odgovarajuća debljina metaliziranog sloja, hermetičko okruženje te odgovarajući napon i kapacitet jezgra. Takozvano savršeno samoizlječenje pražnjenja je: vrijeme samoizlječenja je vrlo kratko, energija samoizlječenja je mala, odlična izolacija defekata, bez oštećenja okolnog dielektrika. Da bi se postiglo dobro samoizlječenje, molekule organskog filma trebaju sadržavati nizak omjer atoma ugljika i vodika i umjerenu količinu kisika, tako da kada se molekule filma raspadaju u samoizlječenju pražnjenja, ne proizvodi se ugljik i ne dolazi do taloženja ugljika kako bi se izbjeglo stvaranje novih provodnih puteva, već se proizvode CO2, CO, CH4, C2H2 i drugi plinovi koji gase luk naglim porastom plina.
Kako bi se osiguralo da se medij oko defekta ne ošteti tokom samoizlječenja, energija samoizlječenja ne smije biti prevelika, ali ni premala. Kako bi se uklonio metalizacijski sloj oko defekta, formirala se izolacijska (visokootporna) zona, defekt će biti izolovan i postići samoizlječenje. Očigledno je da je potrebna energija samoizlječenja usko povezana s metalom metaliziranog sloja, debljinom i okolinom. Stoga, kako bi se smanjila energija samoizlječenja i postiglo dobro samoizlječenje, vrši se metalizacija organskih filmova metalima niske tačke topljenja. Osim toga, metalizacijski sloj ne smije biti neravnomjerno debeo i tanak, posebno kako bi se izbjegle ogrebotine, u suprotnom će područje izolacije postati granasto i neće se postići dobro samoizlječenje. Svi CRE kondenzatori koriste obične filmove, a istovremeno se strogo upravlja ulaznim inspekcijama materijala, blokirajući neispravne filmove na vratima, tako da je kvalitet kondenzatorskih filmova u potpunosti zagarantovan.

 

Pored samoobnavljanja pražnjenjem, postoji još jedno, a to je elektrohemijsko samoobnavljanje. Razgovarajmo o ovom mehanizmu u sljedećem članku.


Vrijeme objave: 18. februar 2022.

Pošaljite nam svoju poruku: