|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы ного напряжения. Поэтому при расчете обычно ориентируются на значение Тмин, соответствующее определенной малой вероятности преждевременного пробоя, порядка 1-2% или менее. Для правильного выбора толщины диэлектрика надо иметь результаты длительных испытаний конденсаторов на срок службы, причем желательно, чтобы эти испытания были проведены при толщине и емкости порядка, близкого к рассчитываемым конденсаторам, а также при верхнем пределе рабочей температуры (или при еще более высокой температуре для ускорения испытания). По этим результатам на производстве составляются таблицы допускаемых величин Ер для различных значений толщины диэлектрика, номинальной емкости и срока службы при нескольких тем- пературах. Ориентировочный пересчет найденного в таблице значения Ер при одном значении емкости (площади обкладок) к другому значению при равной толщине диэлектрика можно сделать по данным, приведенным выше. Для ориентировочного пересчета от одного значения температуры к другому можно пользоваться зависимостью Iga = lgi-P(t3-M. (1-20) где Tl и Та - сроки службы при температурах /i и /г и одной и той же рабочей напряженности; Р - коэффициент, зависящий от типа диэлектрика. В определенных условиях и при постоянном напряжении, кроме электрохимического, может проявляться ионизационное старение, которое, накладываясь на электрохимические процессы, вызывает ускоренный выход конденсатора из строя. Однако, поскольку указанные выше допускаемые значения Ер получены на основе длительных испытаний на старение, т. е. взяты из опыта, можно считать, что этот опыт учитывает оба механизма старения, если они проявляются в исследуемом типе конденсатора одновременно. Расчет электрической прочности при тепловом пробое Тепловой пробой представляет собой нарушение теплового равновесия между количеством выделяемого в диэлектрике и отводимого от него тепла, приводящее к термическому разрушению диэлектрика. Возможность развития этого явления обусловлена тем, что активная проводимость диэлектрика возрастает с повышением температуры. Основные теоретически выведенные формулы для вычисления напряжения при тепловом пробое получены для двух основных типов конденсаторов: плоского с обкладками неограниченных размеров по ширине и длине, когда тепловой поток направлен перпендикулярно плоскости обкладок (рис. 7,а), и цилиндрического с бесконечно большой длиной обкладок, когда тепловой поток направлен радиально в сторону наружной обкладки (рис. 7,6). Для плоского конденсатора пробивное напряжение при тепловом пробое ~ ЗЗ.бХ (1-21)  Рис. 7. Типы конденсаторов, рассмотренные в теории теплового пробоя; а - плоский; б - цилиндрический. где X - коэффициент теплопроводности диэлектрика конденсатора, кал/сек X Х см град; fo - активная проводимость диэлектрика при температуре окружающей среды, омгсм; а - температурный коэффициент активной проводимости- диэлектрика, представляющий собой коэффициент в показателе степени в формуле = „е«(-о>, (1-22) изображающей зависимость активной проводимости от температуры; 9(c)-функция параметра с, характеризующего влияние геометрических размеров конденсатора й условий его охлаждения на величину пробивного напряжения. Для плоского конденсатора Хэ - коэффициент теплопроводности материала электродов. кал/сек см град; ch - коэффициент теплоотдачи, d - толщина диэлектрика, см; da - толщина электрода, см. кал/сек см ерад\ при постоянном напряжении активная проводимость Т - у • где р - удельное объемное сопротивление диэлектрика, ом-см. В этом случае пробивная напряженность при тепловом пробое Е„р = = 5,81/5 «/сж. (1-24) Значение ро можно найти по величине постоянной времени конденсатора RC при температуре окружающей среды, используя формулу "где S - диэлектрическая проницаемость диэлектрика и RC, сек (или Мом-мкф). Поскольку постоянная времени зависит от напряжения, желательно, чтобы значение RC, используемое для расчета, определялось при напряжении, по возможности близкому к ожидаемому напряжению теплового пробоя. Зависимость RC от температуры обычно выражается эмпирической формулой, пользуясь которой, можно найти коэффициент р, измерив значения {RC)i и {RQz при двух значениях температуры ti и t: Ig (RC), = Ig (RCh -Hh-h). (1 -26) Входящий в расчетную формулу коэффициент а = 2,3р. Значение коэффициента теплопроводности на практике выражают в ет/см град, чтобы получить значение А, в кал/сек-см-град, подставляемое в формулу для вычисления Епр при тепловом пробое, необходимо численное значение к, выраженное в ет/см град, умножить на переводной .коэффициент 0,24 *. Коэффициент теплоотдачи для предварительных расчетов можно принимать равным 3 10~* кал/сек-град. Если определено значение а, выраженное в ет/см град, то его численную величину надо также умножить на 0,24 **. * в системе СИ коэффициент теплопроводности ныражается в emlM • град. Для перевода в систему СИ значение "к, выраженное в emlcM град, нужно умножить на ** В "системе СИ коэффициент теплоотдачи выражается в etnlm X X град. Для перевода в систему СИ значение а,,, выраженное в emlcxfl х X град, нужно умножить на 10~*. 0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 |