|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы t/ocT - максимальное значение остаточного напряжения после разряда конденсатора накоротко. У различных типов конденсаторов отношение 7 колеб- лется в пределах от 3 до 15%, следовательно, коэффициент отдачи энергии колеблется в пределах от 91 до 77,5%. В настоящее время накоплено сравнительно мало экспериментальных и расчетных данных о влиянии различных факторов на явление абсорбции, что затрудняет разработку рекомендаций по созданию импульсного конденсатора с максимальной отдачей энергии. Необходимо экспериментально определять коэффициент потерь энергии в каждом новом образце импульсного конденсатора. Конструктору импульсного конденсатора необходимо четко представить, что емкость конденсатора, рассчитанная по значению диэлектрической проницаемости, измеренной при частоте 50 гц или при постоянном напряжении, может значительно превышать фактическую емкость конденсатора при импульсном разряде. Так как импульсные конденсаторы предназначены для работы при высоких напряжениях, то их приходится изготовлять с большим числом последовательных секций. Для надежной работы конденсатора необходимо, чтобы емкость и сопротивление последовательных секций были одинаковыми. При медленном заряде конденсатора напряжение между последовательно соединенными секциями распределяется прямо пропорционально их активным (точнее полным) сопротивлениям. Неравенство сопротивлений отдельных секций приводит к появлению напряжений, превышающих номинальное у секций с повышенным сопротивлением, вследствие чего может произойти пробой. В режиме колебательного разряда напряжение перераспределяется обратно пропорционально значениям емкостей отдельных секций. При разряде конденсаторов в схемах генераторов импульсных напряжений при неравенстве емкостей отдельных конденсаторов, помимо появления перенапряжений у секций конденсаторов с меньшей емкостью, происходит перераспределение зарядов между отдельными конденсаторами и неполная отдача их энергии нагрузке. Такой же процесс происходит и в каждом отдельном конденсаторе, имеющем последовательные секции или группы с различной емкостью. Режимы работы конденсаторов для импульсных схем В режиме зарядки импульсный конденсатор находится под воздействием выпрямленного напряжения, содержащего небольшую переменную составляющую. В начале зарядки напряжение возрастает, а затем некоторое время переменная составляющая - постоянна. В режиме разряда конденсатор замыкается на малое сопротивление и в зависимости от соотношения параметров этого сопротивления и параметров конденсатора форма разряда может быть или апериодической или периодической (колебательный разряд). В генераторах импульсных напряжений,предназначенных для испытания и исследования изоляции, между циклами заряд - разряд происходят большие или меньшие перерывы. В установках, предназначенных для исследования коммутирующей способности аппаратуры (например, колебательный контур проф. А. А. Горева), и в схемах формирующих линий, а также устройствах, использующих конденсаторы для физических исследований, циклы заряд - разряд могут следовать друг за другом непрерывно, но все же обычно такой режим длится лишь несколько часов, после чего следует длительный перерыв, в течение которого температура конденсатора может снижаться. Кроме того, конденсаторы для импульсных схем имеют большую поверхность охлаждения. Все это приводит к тому, что большей частью температура на поверхности конденсатора превышает температуру окружающей среды не более чем на 5-10°. В связи с этим основное значение в процессах разрушения диэлектрика у большинства рассматриваемых типов конденсаторов имеет непосредственное действие электрического поля и вызываемые им ионизационные, а не тепловые процессы. В соответствии с режимами работы импульсного конденсатора можно рассматривать для его диэлектрика: а) электрическую прочность при медленном подъеме напряжения; б) электрическую прочность при длительном действии постоянного напряжения; в) электрическую прочность в режиме разряда. Наиболее легким для работы диэлектрика является режим под-Ьема напряжения, когда напряженность поля меньше напряженности при нормальном напряжении конденсатора, которое достигается лишь в конце зарядки. После окончания зарядки на диэлектрик конденсатора кратковременно действует выпрямленное напряжение, постоянное по величине, при котором ионизационные процессы либо вообще отсутствуют, либо происходят в виде отдельных вспышек с интервалами в несколько секунд или даже минут. Наиболее тяжелым для работы диэлектрика является режим разряда конденсатора. Диэлектрик оказывается под действием напряжения, меняющегося с большой скоростью как при апериодическом, так и при колебательном разряде. Рис. 124. Ионизация у края конденсаторной секции. При частоте 50 гц начальная напряженность ионизации в зависимости от толщины диэлектрика лежит в пределах 40-70 т1мм и снижается после действия перенапряжений до 5-15 кв1мм. Рабочая напряженность для импульсных конденсаторов колеблется в пределах 45-100 кв/мм, следовательно, в режиме разряда, когда диэлектрик конденсатора находится под действием переменного напряжения, рабочая напряженность оказывается выше, чем начальная напряженность возникновения ионизациц. Скорость изменения напряжения ~ при разряде конденсатора выше максимальной скорости изменения напряжения при частоте 50 гц, следовательно, можно считать, что в момент разряда диэлектрик работает при высокой частоте. С ростом частоты начальная напряженность ионизации снижается, поэтому различие между рабочей напряженностью и начальной напряженностью ионизации дополнительно возрастает. Появление ионизации в момент разряда при рабочих напряженностях легко проверяется экспериментально. На рис. 124 показано вдзникновение интенсивной ионизации в момент разряда секции импульсного конденсатора, 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 |