耦合电容器的高频电容与极间介质的关系(4)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-30 原文发表:2007-06-30 人气:1

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)，及OWF110

-0.02，在f=50Hz时的实测电容为20000pF(x_jm=0.75，代号为2^#)。测试结果见表6和图6。

　　表6　　耦合电容器高频电容的测试值

　　

参数名称		测量频率(kHz)
参数名称		30	50	100	200	300	400	500
1^#	电容(pF)	15000	15000	15200	15600	16400	17800	20200
1^#	C_PS(ω)/C_PN	0.999	0.999	1.012	1.038	1.092	1.185	1.345
2^#	电容(pF)	20000	20000	20000	21000	23000	25000	30000
2^#	C_PS(ω)/C_PN	1.00	1.00	1.00	1.050	1.15	1.25	1.50
主要测试仪器		CD-6型导纳电桥、准确度：±2%±1μs；±2%±2pF
室温：28℃，相对湿度：91%

2.2.3理论计算与实验结果的对比分析
　　由上述对耦合电容器高频电容频率特性的理论分析，计算及实验结果的对比分析，可以看出以下几点：
　　(a)在频率300kHz以下，理论计算与实验结果基本一致，高频电容随频率变化的特性曲线比较平缓。当频率达到400kHz左右时，理论计算值与实验结果有较大的差异，高频电容迅速上升，其中以二膜一纸的耦合电容器为更甚，这说明此时耦合电容器固有电感对高频电容的影响已远远超过其极间介质介电常数的影响。理论计算时采用的固有电感是由短路放电法测定的，根据放电波形要十分准确地测定放电振荡频率是比较困难的，也就是说，由此得到的固有电感与耦合电容器实际的固有电感可能存在一定差异，而在较低频率时由于其对高频电容的放大作用不显著，所以计算值较之实测值无明显差异。但在较高频率400kHz左右时，由于耦合电容器的固有电感对高频电容的作用明显增强，加之此频率已接近无线电发射频率，用CD—6型高频导纳电桥测试耦合电容器高频电容时由于实验室的屏蔽效果不理想及测试回路引线的杂散电容、电感及电导的影响，而且测试时施加的讯号频率也有可能存在偏差，由于这两方面的原因使高频电容的理论计算值与实测值之间在较高频率400kHz左右时出现较大的差异。建议在有条件时可用串联电桥法测定耦合电容器的高频电容。
　　(b)无论是理论计算值还是实际测试值，二膜一纸(x_jm=0.75)耦合登容器的高频电容在频率500kHz时均已超过或达到了GB/T4705-1992规定的允许值的上限。为此建议在耦合电容器原有的设计参数及结构不变，且额定电容较大时，其极间介质应优先考虑采用二膜三纸(x_jm=0.5)。如极间介质选用二膜一纸(x_jm=0.75)或全膜(x_jm=1.0)，且额定电容较大时，则必须在设计上采取降低耦合电容器固有电感的有效措施方能保证其高频电容不超出标准规定值。
　　(c)由于膜纸复合介质的耦合电容器具有负的电容温度系数，所以无论是理论计算值还是实验测试值，均说明当耦合电容器的极间介质为膜纸复合浸渍无极性液体介质时，在GB/T4705—1992规定的温度类别范围内的任一温度以及工作频率范围内的任一频率下，其高频电容相对额定电容的偏差均不会超过-20%。
　　3结论　　
　　由上述对耦合电容器的高频电容的理论分析，计算及实验结果，可得出如下结论：
　　3.1　　膜纸复合及全膜介质具有良好的频率特性。但在设计极间介质为膜纸复合或全膜的耦合电容器时，应在结构上尽可能降低其固有电感，以避免在较高频率时的高频电容迅速增加。油浸电容器纸介质的频率特性较差，在设计此类耦合电容器时应使其具有相当的固有电感，否则在较低频率且环境温度为负温时其高频电容可能超出GB/T4705—1992规定的下限值。
　　3.2　　极间介质为膜纸复合及全膜的耦合电容器其高频电容不会超出GB/T4705—1992规定的下限值。
　　3.3　　本文提出的耦合电容器高频电容的理论计算方法具有一定的准确性，可在设计中用于耦合电容器高频电容的估算。作者单位：上海电机厂有限公司电力电容器厂(上海200240)

　　参考文献　　

　　1(苏联).AA.依林著，乐茂生译，《电力网远动通道》.上海科技出版社.1965年；
　　2王力衡等译.《电气材料的物理基捶西安交通大学出版社、88年7月；
　　3《电机工程手册.第29篇(电力电容器)》.机械工业出版社.1981年；
　　4《耦合电容器及电容分压器》.GB/T4705—1992中国标准出版社.92年12月。

　　