电容器电容偏差及控制措施

中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术　综　述　２０１５年８月・２８７・　电容器电容偏差及控制措施　刊、尚坤　李松国　剥、尚生　航天长峰朝阳电源有限公司　辽宁朝阳　１２２０００　摘要：随着电力电容器产量的逐年增加，用户对电容器的各项性能指标要求也越来越高。与电容器的其他桂熊指标相比，　电容偏差在电容器的使用方面不会有太大影响，但却给电容器组的保护特别是整定值的控制带来了许多不便，严童时可能引起　设备投切困难。因此，本文分析了电容器电容偏差在原材料、环境、设备、设计过程中产生的原因，并提出了改进措施，以供大　家交流探讨。　关键词：电容偏差；影响因素；控制措施　中图分类号：ＴＭ５３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—５５８６（２０１５）３８－０２８７—０１　’　１引言　ＧＢ／Ｔ　２０９９４．２００７《高压直流输电系统用并联电容器及交　流滤波电容器》中明确规定，对于交流滤波电容器组的电容偏　差为：±１％。超过允许范围，直接影响最终的滤波效果。为　了提高装置的可靠性，降低电容器过电压的不均匀系数等问题，　这就要求单台电容器电容偏差越小越好。　２影响电容器偏差的因素　２．１原材料问题　在常规产品的设计过程中，设计员都是根据固体材料的理　论厚度对该产品加以计算。而在实际过程中，由于原材料来自　不同的厂家，加工工艺不相同，导致原材料的性能、品质不稳　定，即使是同一个厂家的不同批次之间也存在差异。包括聚丙　烯薄膜的厚度均匀性、孔隙率、介电常数，铝箔的厚度和宽度　等的一致性很难得到保证。　２＿２设备问题　２＿２．１卷绕机　目前，半自动化卷绕机已经逐步被全自动所替代，大大的　减小了人为因素对电容的影响，但即便都是全自动设备，设备　的参数不同（包括张力，卷绕速度等），卷绕出来的元件电容　也存在一定的偏差。因为卷绕长度是靠传感器来控制的，也不　能保证没有任何差异。通过实验得到，同一个设计参数，同批　次材料的卷制过程中，设定一定的长度，通过同一卷制机和不　同的卷绕机卷出来的元件，实际长度也有所不同，有ｓ７０ｍｍ　的误差。这也就使得过程控制电容和成品后出现了差异。　２．２．２元件耐压机　元件在卷绕完成后要经过耐压机进行直流耐压试验，一是　对卷绕出的元件介质中是否存在容易击穿的电弱点，以便进行　筛选，二是使极板中的介质极化达到定型作用，使其变硬，方　便装配。这样元件厚度就基本确定，这个厚度与设计过程中确　定的厚度要一致，也就是压紧系数要一致。而实际的元件厚度　因为耐压机垫板尺寸不够、不平整等原因，与设计厚度存在一　定差异。　２．２．３芯子压床　通过耐压试验的元件要经过芯子压床进行组装然后焊接。　在组装过程中，整个芯子要通过一定的压力来达到设计时的高　度，使得芯子高度与设计高度一致。而在实际生产过程中，这　个压力通过人为来控制，偶尔就会出现过压现象，看似芯子高　度都一致，但压紧系数已经发生变化，影响了成品的电容偏差。　２．２．４环境问题　电容器芯子在生产过程中应在温湿度和净化度相对恒定的　一个环境中进行，而在实际生产过程中　我公司温度控制在：　２２±２℃，湿度控制在５Ｏ±５　ｏ／０，即使偏差范围较小，也是一个面，　而不是一个点，不可能不存在一定的偏差，这就造成了实际卷　绕过程中温湿度的差异，不可避免。　２．２．５设计问题　（１）设计电容偏差Ａ　Ｃ的取值问题　Ａ　Ｃ直接影响电容器电容偏差，固体介质不同，Ａ　Ｃ也　是不一样的，这个值的给定要通过大量的试制，数据的积累。　（２）压紧系数　在设计过程中，不同的产品压紧系数都要一致。不同压紧　系数设计出来的产品，湿（浸渍后）干（浸渍前）比也会不同，　对干芯子电容的控制带来一定麻烦。当然，特殊设计产品除外。　３控制电容偏差的措施　３．１原材料的控制　（１）对每一批进厂材料的各项性能进行严格检验，特别　是聚丙烯膜的厚度和孔隙率，要求生产厂家将每一卷料厚度偏　差按“＋、．、０”严格标识，在生产过程中搭配使用，使得电　容器极间厚度尽可能均匀，等接近标称值，使得原材料厚度带　来的偏差降到最小。　（２）增加对原材料的进厂检验的比例，联合设计手段，　将检验数据及时提供给设计部门，在产品进行生产之前，设计　部门要将采用的聚丙烯膜的厚度、宽度、空隙率等参数取得平　均值，适当的对本批次产品的设计方案进行调整。保证电容在　一定的范围内。　３．２设备的保养和管理　、　３．２．１卷制机　对卷制机进行严格管理，设备的参数（包括张力、速度等　设置要一定，不能随意变化。对不同的卷制机设置进行调整，　使得每台卷制机按照同一参数卷出的元件电容偏差尽可能小。　３．２．２耐压机　加强工艺研究，使得元件实际厚度更加精确，加强工装研　究，对耐压机压板的平整度进行调整，使得元件厚度均匀平整。　对垫板尺寸尽可能到达元件厚度的要求。保证元件的压紧系数　与设计值一致。　３．３工艺的控制　（１）环境控制　加强工艺控制，严格保证净化间的温湿度，并使之保持恒　定。在净化间长期未卷制而重新要卷制时，应先打开空调，使　其达到要求的温湿度，同时应对卷制机进行预热。当出现温度　或湿度变化较大时，应立即停止卷制，调整空调，待温湿度达　到要求，并恒定时，再进行卷制。　（２）对关键工序的操作工进行培训，使其对操作过程和　控制要点学习并掌握，在过程中出现问题是能及时发现，并通　过工艺员进行允许范围的微调（卷绕长度的±１％），但这只　针对本批次材料，作为日后同型号产品的参考依据。　３．４确定浸渍前后的电容比值。控制干芯子电容　（１）由于在日常的生产过程中，大家都认为那些因素对　电容值影响很小，往往被忽视，看似每个因素都影响不大，但　叠加起来，却会有很大的影响。如果等到成品测试发现电容器　电容偏差较大时，再返修，必然会对电容器质量会有影响。所　以最容易操作的就是对干芯子的电容进行控制。　（２）对于ＢＡＭ１１／√３．３３４．１Ｗ产品进行分析：　取同一批次膜连续生产的５罐该产品，它干芯子电容值与　成品电容平值的关系（成品电容值／干芯子电容值，我们称为　芯子溶胀率）如表１所示。　裹１　芯子电害和成品梆捌电蜜的关蒜　罐次　翱ｃ定电窖　干落予电磬　姘测电样　电释溶胀　平均电窖　（　）　平均德（Ｈ　）　平均假（ｕＦ）　半（盥／ｌ下）　慵整％　５８　２６　３７　２１．９Ｓ　２６．６４　１．２ｌ，６　１．０２　５９　２６．３７　２１．９１　２６．５Ｉ　１．２０９９　０．　３　６０　２６　３７　２１．８８　２６．５６　１．２ｌ３９　６２　２６。３７　２２．ｏ５　６４　ｔ．２０８ｔ　１．ｏ２　６３　２６．３７　２１．８７　２６．４５　１．２０９９　０．３４　平均德　２６．３７　２１．９３　２６．５６　１．２ｌ１ｌ　Ｏ．７２　（３）从以上统计数据可以看出，产品ＢＡＭ１１／√３－３３４．　１Ｗ电容溶胀率的平均值为１．２ｌ１１，对于要求电容偏差为０～２％　的产品，干芯子电容可控制在２１．７７～２２．２１　ｕ　Ｆ。　４结束语　总之，要使电容器电容偏差达到较小的范围，要从材料检　验、设计、工艺、设备、生产等方面相结合的办法来实现，达　到把电容值控制在要求范围内的目标。　参考文献　［１】武斌．电力电容器的检修Ⅱ］．设备管理与维修，２００８（０４）：　１０４．　［２］范希林．电力电容器常见故障及其诊断研究Ｄ】．科协论坛，　２００８（０２）：４６．