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電容器蠟的絕緣性能研究及其應(yīng)用
隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，金屬化電容器以其技術(shù)*、性能價(jià)格比優(yōu)良、無功補(bǔ)償安全穩(wěn)定等特點(diǎn)，在改革開放的二十多年里（尤其是近十年來）得到了快速發(fā)展。隨著電氣制造技術(shù)的不斷改進(jìn)和提高，人們對電容器絕緣灌封材料性能的優(yōu)劣，以及對電容器制造工藝、產(chǎn)品性能的影響的認(rèn)識也進(jìn)一步加強(qiáng)了，這為電氣行業(yè)選擇和評價(jià)電容器的絕緣灌封材料提供了先決條件。
電容器蠟作為電容器絕緣灌封材料的一個(gè)重要品種，在中國的電氣行業(yè)已累計(jì)應(yīng)用了10000噸左右。目前在中國，多數(shù)的低壓并聯(lián)電容器制造廠家均選擇蠟來發(fā)揮絕緣灌封的作用，但是直到今天，我們一些企業(yè)對蠟的基本性能，尤其是應(yīng)用性能，如：對電容器內(nèi)部元件、結(jié)構(gòu)、安全、老化等與產(chǎn)品質(zhì)量緊密相關(guān)的性能參數(shù)的認(rèn)識，或者重視程度都不容樂觀。蠟的絕緣性能是電力電子技術(shù)發(fā)展的客觀要求，是有關(guān)絕緣問題的歸結(jié)和解決的結(jié)果。對蠟的應(yīng)用性能，尤其是絕緣性能進(jìn)行深入的探索研究，有助于我們進(jìn)一步了解蠟作為電容器的灌封絕緣材料，其基本的應(yīng)用條件和作用機(jī)理，從而提高對電容器產(chǎn)品的質(zhì)量控制水平。
2、電容器蠟的絕緣機(jī)理
2.1概述
電容器蠟作為電介質(zhì)根據(jù)使用目的和使用條件，要求具備電氣、熱、機(jī)械等多方面性能。但從電工絕緣角度來看，其基本電性能如表1所示。
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正確理解蠟在電場作用下表現(xiàn)這些性能的物理本質(zhì)，以及這些性能參數(shù)與周圍環(huán)境各種變化的關(guān)系，才能客觀地判斷和選擇符合電容器使用要求的蠟類絕緣材料。
2.2電容器蠟的電介質(zhì)極化與電介質(zhì)損耗
蠟以其分子的非極性，被廣泛應(yīng)用于電氣工業(yè)的浸漬、包封，起絕緣和防潮作用。但在電場作用下，蠟作為電介質(zhì)將發(fā)生極化，正、負(fù)電荷作微小位移而產(chǎn)生偶極矩，或在電介質(zhì)表面出現(xiàn)束縛電荷Q。
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2.2.1電容器蠟的相對介電常數(shù)
在圖1中，設(shè)想未置入介質(zhì)時(shí)，真空電容為C0，極板上自由電荷量為Q0；以蠟為介質(zhì)時(shí)，電容為C，介質(zhì)表面出現(xiàn)的束縛電荷Q′必削弱宏觀平均電場E，而當(dāng)電壓恒定的情況下，一定要在極板上補(bǔ)充與Q′異號而等量的電荷，以維持電場不變，顯然，由于介質(zhì)極化，介電常數(shù)是電容量增大的倍數(shù)，是描寫介質(zhì)極化等屬性的本征參數(shù)。
根據(jù)金屬化電容器的構(gòu)造特性，電容器蠟的介電常數(shù)與金屬化膜的介電常數(shù)一致，提高或降低介電常數(shù)不僅是無謂的，而且會對電阻率和耐壓強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響。
2.2.2電容器蠟的電介質(zhì)損耗
由于蠟為實(shí)際介質(zhì)非理想介質(zhì)，其直流電導(dǎo)率y不等于0，介質(zhì)中還存在一種貫穿電導(dǎo)電流，它雖然不大，但在直流或交流電壓下始終不可避免，故亦有漏導(dǎo)電流之稱。介質(zhì)中的總電流由三部分組成：即電子位移極化等引起的瞬時(shí)電流（i1），松弛極化引起的吸收電流（i2）和貫穿電導(dǎo)電流（i3）。前兩部分電流是介質(zhì)極化過程引起的，而貫穿電導(dǎo)電流使介質(zhì)在交流電壓下產(chǎn)生貫穿電導(dǎo)損耗。