高壓儲能電容器的絕緣性能缺陷研究

朱泉+朱春良+周鵬杰

摘 要 高壓儲能電容器是廣泛運用于脈沖功率系統的關鍵技術，其趨勢不斷朝著高儲能密度和縮減體積的方向發展，既需要提高儲能密度，又要保證輕量化、小型化生產的需求，也由此帶來了絕緣性能的安全隱患。目前國內出現許多服役期間的高壓儲能電容器頻頻出現絕緣性能缺陷的情況，極大地影響了脈沖功率系統工作的可靠性。

關鍵詞 高壓儲能電容器；絕緣；局部放電；空間電荷；缺陷

中圖分類號：TM533 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）02-0067-01

1 高壓儲能電容器在生產過程中的物理缺陷

1.1 高壓儲能電容器失效曲線

每一臺高壓儲能電容器在通過工廠的檢驗批抽取后，采用絕緣性能試驗來審查該批次產品的單批次性能，其缺陷率應符合下圖的“浴盆曲線”。其中，早期失效表示電容器在生產過程中就發生了裝配不當或者產生了其他因素的物理缺陷；隨機失效表示電容器在使用過程中遭到了人為破壞或不可抗力的硬損；疲勞性失效表示絕緣介質在服役期間因疲勞老化而導致的失效結果，也就是我們在下文要提到的導致高壓儲能電容器絕緣性能缺陷的三大影響因素。

圖1 失效率與壽命時間的關系

1.2 高壓儲能電容器的物理缺陷

高壓儲能電容器在工業化生產過程中，無可避免的會存在內部缺陷，這是最常見以及無法避免的缺陷，普遍的有組合介質薄膜帶有雜質缺陷會在電壓升高后首先擊穿該缺陷處，或是殘存的氣隙和氣泡處出現局部放電造成擊穿。……