• ббб

Кароткае ўвядзенне ў самааднаўленне металізаваных плёнкавых кандэнсатараў (1)

Найбольшай перавагай арганаметалічных плёнкавых кандэнсатараў з'яўляецца тое, што яны самааднаўляюцца, што робіць гэтыя кандэнсатары аднымі з самых хуткарослых кандэнсатараў сёння.

Існуе два розныя механізмы самааднаўлення металізаваных плёнкавых кандэнсатараў: адзін — гэта самааднаўленне пры разрадзе; другі — электрахімічнае самааднаўленне. Першы адбываецца пры больш высокім напружанні, таму яго таксама называюць самааднаўленнем пры высокім напружанні; паколькі другі таксама адбываецца пры вельмі нізкім напружанні, яго часта называюць самааднаўленнем пры нізкім напружанні.

 

Самааднаўленне пры разрадцы

Каб праілюстраваць механізм самааднаўлення разраду, дапусцім, што ў арганічнай плёнцы паміж двума металізаванымі электродамі з супраціўленнем R ёсць дэфект. У залежнасці ад характару дэфекту, гэта можа быць металічны дэфект, паўправадніковы дэфект або дрэнна ізаляваны дэфект. Відавочна, што калі дэфект з'яўляецца адным з першых, кандэнсатар разрадзіцца пры нізкай напрузе. Толькі ў другім выпадку так званы высокавольтны разрад самааднаўляецца.

Працэс самааднаўлення разраду заключаецца ў тым, што адразу пасля падачы напружання V на металізаваны плёнкавы кандэнсатар праз дэфект праходзіць омічны ток I=V/R. Такім чынам, шчыльнасць току J=V/Rπr2 працякае праз металізаваны электрод, г.зн. чым бліжэй вобласць да дэфекту (тым меншы r) і тым вышэйшая яго шчыльнасць току ўнутры металізаванага электрода. З-за джоўлева цяпла, выкліканага спажываннем магутнасці дэфекту W=(V2/R)r, супраціўленне R паўправадніка або ізаляцыйнага дэфекту памяншаецца ў геаметрычнай прагрэсіі. Такім чынам, ток I і спажываная магутнасць W хутка павялічваюцца, у выніку чаго шчыльнасць току J1=J=V/πr12 рэзка ўзрастае ў вобласці, дзе металізаваны электрод знаходзіцца вельмі блізка да дэфекту, і яго джоўлева цяпло можа расплавіць металізаваны пласт у гэтай вобласці, прымушаючы дугу паміж электродамі пералятаць сюды. Дуга хутка выпараецца і выкідвае расплаўлены метал, утвараючы ізаляваную зону без металічнага пласта. Дуга гасне, і дасягаецца самааднаўленне.

З-за джоўлева цяпла і дугі, якія ўтвараюцца ў працэсе самааднаўлення разраду, дыэлектрык вакол дэфекту і зона ізаляцыі дыэлектрычнай паверхні непазбежна пашкоджваюцца з-за тэрмічнага і электрычнага пашкоджання, у выніку чаго адбываецца хімічнае раскладанне, газіфікацыя і карбанізацыя, а таксама механічныя пашкоджанні.

 

З вышэйсказанага вынікае, што для дасягнення ідэальнага самааднаўлення разраду неабходна забяспечыць адпаведнае лакальнае асяроддзе вакол дэфекту, таму канструкцыю кандэнсатара з металізаванай арганічнай плёнкі неабходна аптымізаваць, каб дасягнуць разумнага асяроддзя вакол дэфекту, адпаведнай таўшчыні металізаванага пласта, герметычнага асяроддзя, а таксама адпаведнага напружання і ёмістасці стрыжня. Так званае ідэальнае самааднаўленне разраду азначае: вельмі кароткі час самааднаўлення, невялікую энергію самааднаўлення, выдатную ізаляцыю дэфектаў, адсутнасць пашкоджанняў навакольнага дыэлектрыка. Для дасягнення добрага самааднаўлення малекулы арганічнай плёнкі павінны ўтрымліваць нізкае суадносіны атамаў вугляроду да вадароду і ўмераную колькасць кіслароду, каб пры раскладанні малекул плёнкі ў самааднаўляльным разрадзе не ўтвараўся вуглярод і не адбывалася адкладу вугляроду, каб пазбегнуць утварэння новых праводных шляхоў, а замест гэтага выпрацоўваліся CO2, CO, CH4, C2H2 і іншыя газы, якія рэзка ўзрастаюць і гасяць дугу.
Каб пераканацца, што асяроддзе вакол дэфекту не пашкодзіцца падчас самааднаўлення, энергія самааднаўлення не павінна быць занадта вялікай, але і не занадта малой. Каб выдаліць пласт металізацыі вакол дэфекту, утварыць зону ізаляцыі (высокага супраціўлення), дэфект будзе ізаляваны і дасягнуць самааднаўлення. Відавочна, што неабходная энергія самааднаўлення цесна звязана з металам пласта металізацыі, яго таўшчынёй і навакольным асяроддзем. Такім чынам, каб знізіць энергію самааднаўлення і дасягнуць добрага самааднаўлення, праводзіцца металізацыя арганічных плёнак металамі з нізкай тэмпературай плаўлення. Акрамя таго, пласт металізацыі не павінен быць нераўнамерна тоўстым і тонкім, асабліва каб пазбегнуць драпін, інакш зона ізаляцыі стане галінастай і не дасягне добрага самааднаўлення. Ва ўсіх кандэнсатарах CRE выкарыстоўваюцца звычайныя плёнкі, пры гэтым строга кантралюецца ўваходны кантроль матэрыялу, што блакуе дэфектныя плёнкі на ўваходзе, што гарантуе поўную якасць плёнак кандэнсатараў.

 

Акрамя самааднаўлення разраду, існуе яшчэ адзін механізм — электрахімічнае самааднаўленне. Давайце абмяркуем гэты механізм у наступным артыкуле.


Час публікацыі: 18 лютага 2022 г.

Дашліце нам сваё паведамленне: