Особенности эксплуатации самовосстанавливающихся компенсационных конденсаторов

16-05-2013

Особенности эксплуатации самовосстанавливающихся компенсационных конденсаторовОдними из наиболее востребованных конденсаторов сегодня являются пленочные компенсационные металлизированные модели с так называемым «эффектом самовосстановления». От обычных они отличаются тем, что локальное место пробоя в подобных конденсаторах обладает способностью «самозаживать», или самовосстанавливаться. При этом эффект самовосстановления напрямую зависит от пластичности и толщины полимерного материала, выполняющего функции диэлектрика между электродами. Под воздействием высокой температуры дуги диэлектрик переходит в текучее состояние и плотно заполняет поврежденный участок.

Самовосстанавливающимися являются все металлизированные конденсаторы, в том числе косинусные конденсаторы мощности на базе поликарбоната и полиэстера. Объемы их диэлектрика достаточны для восполнения мест пробоя, при этом без ухудшения диэлектрических параметров остального слоя.

Фольговые конденсаторы эффектом самовосстановления не обладают, что делает их менее привлекательными для монтажа. Диэлектрический слой в комбинированных фольгово-металлизированных конденсаторах самовосстанавливается, однако лишь в тех местах, где он соприкасается с вакуумным напылением электрода.

Важно отметить, что эффект самовосстановления, в принципе, может увеличить срок службы конденсатора. Тем не менее, он не является ключевым фактором, определяющим надежность и долговечность устройства. Связано это с тем, что:

  • каждый пробой приводит к снижению емкости конденсатора и как следствие – к неизбежному уменьшению срока его службы;
  • каждый пробой является причиной увеличения совокупного объема диэлектрического материала и последующего за ним повышения давления в корпусе. В момент достижения давлением критических параметров происходит разрыв предохранительных вставок, и конденсатор выходит из строя.

Таким образом, определяющими параметрами продолжительности службы конденсаторов необходимо считать не наличие/отсутствие в них эффекта самовосстановления, а характеристики электросети и ее состояние на том или ином участке. И в первую очередь – рабочую температуру самого самовосстанавливающегося компенсационного конденсатора. Это ключевой фактор, определяющий продолжительность эксплуатации устройств.

Рабочая температура конденсатора, в свою очередь, напрямую зависит от температурных условий окружающей среды и величин избыточных электротоков. Они достигают наибольших значений в момент зарядки/разрядки, а также во время прохождения по электродам электротоков высших гармоник. Кроме того, причиной достижения избыточными токами предельных величин может являться избыточное напряжение на зажимах. Оно возникает при подключении к электросети либо к отдельному ее участку мощной нагрузки.

Еще один фактор, который приводит к сокращению срока службы самовосстанавливающихся компенсационных конденсаторов – возникновение высоких пусковых электротоков при коммутации ячеек конденсаторных батарей. Нередко их значения в разы превышают предельно допустимые значения рабочего тока. Возникновение пусковых токов ведет к увеличению значения рассеянной мощности, которая, в свою очередь, направляется на «разогрев» диэлектрического материала и электродов. К примеру, увеличение тока всего на 10% приводит к повышению рабочей температуры конденсатора сразу на 21%. При более значительном увеличении температура устройства возрастает кратно, что неизбежно приводит к его преждевременному выходу из строя. 

ВВЕРХ