[发明专利]一种金属化薄膜电容器初始自愈类型分类方法及系统

说明书

本发明公开了一种金属化薄膜电容器初始自愈类型分类方法及系统，涉及耐高压电容器技术领域，对待测金属化薄膜电容器施加不同升压速率的电压值，确定该待测金属化薄膜电容器的电压承受范围；根据待测金属化薄膜电容器在初始自愈发生时对应的电压值及发生初始自愈后剩余的电压值，确定待测金属化薄膜电容器发生初始自愈时对应的初始自愈能量；根据样品在初始自愈发生时的初始自愈电压值和发生初始自愈时对应的初始自愈能量，建立初始自愈电压‑能量数据库；结合初始自愈恢复情况及其后续金属化薄膜电容器的服役寿命和性能数据，对所述金属化薄膜电容器进行分类，弥补了目前对金属化薄膜电容器使用性能及其适用工况在线分类方法的空缺。

技术领域

本发明涉及耐高压电容器技术领域，更具体的说是涉及一种金属化薄膜电容器(MFC)初始自愈类型分类方法。

背景技术

目前，金属化薄膜电容器(MFC)通常以有机塑料薄膜作为绝缘介质，以金属化薄膜作为电极，通过卷绕的方式制成。相较于传统电容器，MFC因其循环寿命良好、充放电速度快、功率密度高，以及其特有的自愈特性，被广泛运用于电磁武器、车载设备和微波功率源系统中。其中自愈过程是保障MFC工作特性的关键，在局部电介质击穿的情况下，电流密度骤增，存储的能量在击穿区耗散。由该现象引发的金属化电极电爆炸，会使得击穿通道附近区域的电极和介质遭到破坏。随后的微弧放电在微秒级时间内发展，形成脱金属区域。该区域将击穿处与电极的其余部分隔离开，使电容器恢复工作能力。因此，即使工作在极端电压工况下，MFC仍能正常运行。

但是，由于MFC的自愈性能存在随机性，并且电容器内部发生自愈的位置存在一定的聚集效应。除此之外，根据I EC标准60384-17-2019表明，电容器在其容值下降超过5％时判定为失效。由于MFC在工作过程中不断发生自愈，使得内部金属化电极面积减小，导致MFC容值不断下降，影响了MFC的使用寿命，使得MFC在后续使用过程中存在安全隐患。

因此，如何提供一种安全可靠且适用性广的电容器初始自愈类型分类方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可以判定金属化薄膜电容器后续工作过程中可靠性的初始自愈类型分类方法。可以通过观察金属化薄膜电容器初始自愈的发展情况，对其进行分类，实现对其适用电压范围的评估和后续使用寿命的估计。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种金属化薄膜电容器初始自愈类型分类方法，包括如下步骤：

步骤1：对待测金属化薄膜电容器施加不同升压速率的电压值，确定该待测金属化薄膜电容器的电压承受范围；

步骤2：在待测金属化薄膜电容器的电压承受范围内，根据待测金属化薄膜电容器在初始自愈发生时对应的电压值及发生初始自愈后剩余的电压值，确定待测金属化薄膜电容器发生初始自愈时对应的初始自愈能量；

步骤3：根据待测金属化薄膜电容器样品在初始自愈发生时对应的初始自愈电压值和发生初始自愈时对应的初始自愈能量的对应关系，建立初始自愈电压-能量数据库；

步骤4：利用初始自愈电压-能量数据库，结合初始自愈恢复情况及其后续金属化薄膜电容器的服役寿命和性能数据，对所述金属化薄膜电容器进行分类。

优选的，所述步骤1中具体包括：根据不同升压速率的电压值下，待测金属化薄膜电容器初始自愈发生时对应的电压值以及初始自愈的恢复情况，规定U_nom为金属化薄膜电容器的额定工作电压，当外加电压小于U₁时，电容器无自愈现象产生；当外加电压大于U₄时，电压超过电容器自愈恢复的承受范围,将电压范围U₁～U₄作为待测金属化薄膜电容器的电压承受范围。