• bbb

Lühike sissejuhatus metalliseeritud kilekondensaatorite isetervendamisse (1)

Organometallkilekondensaatorite suurim eelis on see, et nad on isetervenevad, mis teeb neist kondensaatoritest tänapäeval ühe kiiremini kasvava kondensaatori.

Metallitud kilekondensaatorite isetervenemiseks on kaks erinevat mehhanismi: üks on tühjenemise isetervenemine ja teine ​​on elektrokeemiline isetervenemine. Esimene toimub kõrgemal pingel, seega nimetatakse seda ka kõrgepinge isetervenemiseks; kuna viimane toimub ka väga madalal pingel, nimetatakse seda sageli madalpinge isetervenemiseks.

 

Tühjendus isetervendamine

Tühjenduste iseparanemise mehhanismi illustreerimiseks eeldame, et kahe metalliseeritud elektroodi vahelises orgaanilises kiles takistusega R on defekt. Sõltuvalt defekti olemusest võib see olla metallidefekt, pooljuhi defekt või halvasti isoleeritud defekt. Ilmselgelt, kui defekt on üks esimestest, on kondensaator end madalal pingel tühjenenud. Ainult viimasel juhul paraneb nn kõrgepingetühjendus ise.

Tühjenduse iseparanemise protsess seisneb selles, et kohe pärast pinge V rakendamist metalliseeritud kilekondensaatorile läbib defekti oomiline vool I=V/R. Seetõttu voolab läbi metalliseeritud elektroodi voolutihedus J=V/Rπr2, st mida lähemal defektile on piirkond (seda väiksem on r) ja seda suurem on selle voolutihedus metalliseeritud elektroodi sees. Defekti tarbitava energia W=(V2/R)r poolt tekitatud džaulisoojuse tõttu väheneb pooljuhi või isolatsioonidefekti takistus R eksponentsiaalselt. Seetõttu suurenevad vool I ja energiatarve W kiiresti, mille tulemusel tõuseb voolutihedus J1=J=V/πr12 järsult piirkonnas, kus metalliseeritud elektrood on defektile väga lähedal, ja selle džaulisoojus võib sulatada selles piirkonnas metalliseeritud kihi, põhjustades elektroodidevahelise kaare siia lendamise. Kaar aurustub kiiresti ja paiskab sula metalli minema, moodustades isoleeritud isolatsioonitsooni ilma metallikihita. Kaar kustub ja iseparanemine saavutatakse.

Tühjenduse iseparanemisprotsessis tekkiva Joule'i soojuse ja kaare tõttu kahjustub defekti ümbritsev dielektrik ja dielektrilise pinna isolatsiooniala paratamatult termiliste ja elektriliste kahjustuste tõttu ning seega tekib keemiline lagunemine, gaasistumine ja karboniseerumine ning isegi mehaanilised kahjustused.

 

Eelnevast lähtuvalt on täiusliku tühjenemise iseparanemise saavutamiseks vaja tagada defekti ümber sobiv lokaalne keskkond, seega tuleb metalliseeritud orgaanilise kilekondensaatori konstruktsiooni optimeerida, et saavutada defekti ümber mõistlik keskkond, sobiv metalliseeritud kihi paksus, hermeetiline keskkond ning sobiv südamiku pinge ja mahtuvus. Nn täiuslik tühjenemise iseparanemine on järgmine: iseparanemise aeg on väga lühike, iseparanemise energia on väike, defektid isoleeritakse suurepäraselt ja ümbritsevat dielektrikut ei kahjustata. Hea iseparanemise saavutamiseks peaksid orgaanilise kile molekulid sisaldama madalat süsiniku ja vesiniku aatomite suhet ning mõõdukat hapnikukogust, nii et kui kilemolekulid iseparanevas tühjenemises lagunevad, ei tekiks süsinikku ega süsiniku sadestumist, et vältida uute juhtivate radade teket, vaid tekiksid CO2, CO, CH4, C2H2 ja muud gaasid, mis kustutavad kaare järsu gaasitaseme tõusuga.
Selleks, et defekti ümbritsev keskkond iseparanemise ajal ei kahjustuks, ei tohiks iseparanemise energia olla liiga suur ega ka mitte liiga väike, et eemaldada defekti ümbert metallisatsioonikiht ja moodustada isolatsioonitsoon (kõrge takistusega), isoleerida defekt ja saavutada iseparanemine. Ilmselgelt on vajalik iseparanemise energia tihedalt seotud metallisatsioonikihi metalli, paksuse ja keskkonnaga. Seetõttu kasutatakse iseparanemise energia vähendamiseks ja hea iseparanemise saavutamiseks madala sulamistemperatuuriga orgaaniliste kilede metalliseerimist. Lisaks ei tohiks metallisatsioonikiht olla ebaühtlaselt paks ega õhuke, eriti kriimustuste vältimiseks, vastasel juhul muutub isolatsiooniisolatsiooniala okste sarnaseks ja ei saavuta head iseparanemist. Kõik CRE-kondensaatorid kasutavad tavalisi kilesid ja samal ajal ranget sissetuleva materjali kontrolli haldamist, blokeerides defektsed kiled ukse ees, nii et kondensaatorkilede kvaliteet on täielikult tagatud.

 

Lisaks tühjenemise isetervendamisele on olemas veel üks, elektrokeemiline isetervendamine. Seda mehhanismi arutame järgmises artiklis.


Postituse aeg: 18. veebruar 2022

Saada meile oma sõnum: