Анализ процесса и механизма самовосстановления конденсаторов

При эксплуатации металлизированных конденсаторов из-за дефектов диэлектрика или тупых моментов в процессе изготовления происходят мгновенные сильноточные пробои локально на обкладке. Энергия этого мгновенного большого тока не разрушит изоляцию среды, а приведет лишь к уменьшению металлического слоя пластины в очень небольших пределах, причем процесс возвращения в нормальное рабочее состояние называется самовосстановлением. В этой статье представлен механизм процесса самовосстановления. Металлизированные конденсаторы формируются на диэлектрическом материале с помощью оборудования для испарения в высоком вакууме для покрытия поверхности с образованием обкладок конденсатора. Обычно металлические слои цинк-алюминиевого композита можно напылять на конденсаторную бумагу или пленочный материал.

Толщина среды обычно составляет несколько микрон, а металлический слой чрезвычайно тонкий. Нет возможности измерить толщину металлического слоя. Толщина должна быть порядка ангстремов, что является наименьшим ZZ в единице измерения длины. Поскольку толщина напыленного слоя цинка-алюминия очень однородна, толщину выражают путем измерения объемного удельного сопротивления металлического слоя во время производственного процесса. Из-за одинакового сопротивления материала и одинаковой площади объемное сопротивление зависит от толщины. Поскольку в локальной области диэлектрического материала конденсатора могут быть слабые места по электрической прочности, в процессе производства также могут быть механические травмы или загрязнения.

При работе конденсатора возникает локальное мигание дуги. Энергия этого воздействия дуги может улетучить небольшой диапазон металлических слоев вокруг дефекта, но ее недостаточно для разрушения или карбонизации диэлектрического материала. Среда по-прежнему сохраняет изолирующее состояние. Из-за чрезвычайно малого диапазона улетучивания металла, так что исходный диапазон дефектов диэлектрика изолирован от пластины, а потеря площади пластины в небольшом диапазоне приводит к очень небольшому уменьшению значения емкости, которым можно пренебречь.

Весь конденсатор возвращается в нормальное рабочее состояние. Этот процесс называется самовосстановлением конденсатора. Точка самовосстановления на металлизированной пластине конденсатора и структурное изображение показаны на рисунке ниже. Функция самовосстановления является уникальной особенностью металлизированных конденсаторов, а конденсаторы с другой структурой, например, с электродной фольгой, не обладают этой функцией.