Den største fordelen med organometalliske filmkondensatorer er at de er selvreparerende, noe som gjør disse kondensatorene til en av de raskest voksende kondensatorene i dag.
Det finnes to forskjellige mekanismer for selvreparasjon av metalliserte filmkondensatorer: den ene er utladningsselvreparasjon; den andre er elektrokjemisk selvreparasjon. Førstnevnte skjer ved høyere spenning, så det blir også referert til som høyspenningsselvreparasjon; fordi sistnevnte også skjer ved svært lav spenning, blir det ofte referert til som lavspenningsselvreparasjon.
Selvhelbredelse ved utflod
For å illustrere mekanismen for selvreparering av utladning, anta at det er en defekt i den organiske filmen mellom to metalliserte elektroder med en motstand på R. Avhengig av defektens art kan det være en metallisk defekt, en halvleder eller en dårlig isolert defekt. Når defekten er en av de førstnevnte, vil kondensatoren åpenbart ha utladet seg selv ved lav spenning. Det er bare i sistnevnte tilfelle at den såkalte høyspenningsutladningen reparerer seg selv.
Prosessen med selvreparasjon ved utladning er at umiddelbart etter at en spenning V er påført en metallisert filmkondensator, passerer en ohmsk strøm I=V/R gjennom defekten. Derfor flyter strømtettheten J=V/Rπr2 gjennom den metalliserte elektroden, dvs. jo nærmere området defekten er (jo mindre er r) og desto høyere er strømtettheten innenfor den metalliserte elektroden. På grunn av Joule-varmen forårsaket av defektens strømforbruk W=(V2/R)r, reduseres motstanden R til en halvleder- eller isolasjonsdefekt eksponentielt. Derfor øker strømmen I og strømforbruket W raskt, som et resultat øker strømtettheten J1= J=V/πr12 kraftig i området der den metalliserte elektroden er svært nær defekten, og Joule-varmen kan smelte det metalliserte laget i området, noe som får lysbuen mellom elektrodene til å fly hit. Lysbuen fordamper raskt og kaster bort det smeltede metallet, og danner en isolert isolasjonssone uten metalllag. Lysbuen slukkes og selvreparasjon oppnås.
På grunn av Joule-varmen og lysbuen som genereres i utladningens selvreparerende prosess, blir dielektrikumet rundt defekten og isolasjonsområdet på den dielektriske overflaten uunngåelig skadet av termisk og elektrisk skade, og dermed oppstår kjemisk nedbrytning, forgassning og karbonisering, og til og med mekanisk skade.
Ut fra det ovennevnte, for å oppnå perfekt selvreparasjon ved utladning, er det nødvendig å sikre et passende lokalt miljø rundt defekten. Derfor må utformingen av den metalliserte organiske filmkondensatoren optimaliseres for å oppnå et rimelig medium rundt defekten, en passende tykkelse på det metalliserte laget, et hermetisk miljø og en passende kjernespenning og -kapasitet. Den såkalte perfekte selvreparasjonen ved utladning er: selvreparasjonstiden er svært kort, selvreparasjonsenergien er liten, utmerket isolering av defekter, ingen skade på det omkringliggende dielektrikumet. For å oppnå god selvreparasjon bør molekylene i den organiske filmen inneholde et lavt forhold mellom karbonatomer og hydrogenatomer og en moderat mengde oksygen, slik at når filmmolekylene dekomponeres i den selvreparerende utladningen, produseres det ikke karbon og ingen karbonavsetning skjer for å unngå dannelse av nye ledende baner, men snarere produseres CO2, CO, CH4, C2H2 og andre gasser for å slukke lysbuen med en kraftig gassøkning.
For å sikre at mediet rundt defekten ikke blir skadet under selvreparasjonen, bør ikke selvreparasjonsenergien være for stor, men heller ikke for liten. For å fjerne metalliseringslaget rundt defekten, dannelse av en isolasjonssone (høy motstand), vil defekten bli isolert for å oppnå selvreparasjon. Den nødvendige selvreparasjonsenergien er åpenbart nært knyttet til metallet i metalliseringslaget, tykkelsen og miljøet. For å redusere selvreparasjonsenergien og oppnå god selvreparasjon, utføres derfor metallisering av organiske filmer med metaller med lavt smeltepunkt. I tillegg bør ikke metalliseringslaget være ujevnt tykt og tynt, spesielt for å unngå riper, ellers vil isolasjonsisolasjonsområdet bli grenlignende og ikke oppnå god selvreparasjon. CRE-kondensatorer bruker alle vanlige filmer, og samtidig streng inspeksjonsstyring av innkommende materialer, som blokkerer defekte filmer ved døren, slik at kvaliteten på kondensatorfilmene er fullt ut garantert.
I tillegg til selvreparasjon ved utladning finnes det en annen mekanisme, som er elektrokjemisk selvreparasjon. La oss diskutere denne mekanismen i neste artikkel.
Publisert: 18. februar 2022
