Cel mai mare avantaj al condensatoarelor cu peliculă organometalica este faptul că se auto-repară, ceea ce face ca acești condensatori să fie printre cei cu cea mai rapidă creștere în prezent.
Există două mecanisme diferite pentru auto-repararea condensatoarelor cu peliculă metalizată: unul este auto-repararea prin descărcare; celălalt este auto-repararea electrochimică. Prima are loc la tensiune mai mare, deci este denumită și auto-reparare de înaltă tensiune; deoarece cea de-a doua are loc și la tensiune foarte mică, este adesea denumită auto-reparare de joasă tensiune.
Auto-vindecare a descărcării de gestiune
Pentru a ilustra mecanismul de auto-reparare a descărcării, să presupunem că există un defect în pelicula organică dintre doi electrozi metalizați cu o rezistență de R. În funcție de natura defectului, acesta poate fi un defect metalic, un semiconductor sau un defect slab izolat. Evident, atunci când defectul este unul dintre primele cazuri, condensatorul se va descărca la tensiune joasă. Numai în acest din urmă caz, așa-numita descărcare de înaltă tensiune se vindecă singură.
Procesul de auto-reparare prin descărcare constă în faptul că, imediat după aplicarea unei tensiuni V la un condensator cu peliculă metalizată, un curent ohmic I=V/R trece prin defect. Prin urmare, densitatea de curent J=V/Rπr2 curge prin electrodul metalizat, adică, cu cât zona este mai aproape de defect (cu atât r este mai mic) și cu atât densitatea de curent în interiorul electrodului metalizat este mai mare. Datorită căldurii Joule cauzate de consumul de energie al defectului W=(V2/R)r, rezistența R a unui defect semiconductor sau izolator scade exponențial. Prin urmare, curentul I și consumul de energie W cresc rapid, drept urmare, densitatea de curent J1= J=V/πr12 crește brusc în regiunea în care electrodul metalizat este foarte aproape de defect, iar căldura Joule poate topi stratul metalizat din regiune, provocând arcul dintre electrozi să zboare aici. Arcul se evaporă rapid și aruncă metalul topit, formând o zonă de izolare izolată fără strat metalic. Arcul se stinge și se realizează auto-repararea.
Datorită căldurii și arcului electric generate de efectul Joule în procesul de auto-reparare a descărcării, dielectricul din jurul defectului și zona de izolare a suprafeței dielectrice este inevitabil deteriorat de deteriorări termice și electrice, și astfel apar descompunere chimică, gazificare și carbonizare, și chiar deteriorări mecanice.
Din cele de mai sus, pentru a obține o auto-reparare perfectă la descărcare, este necesar să se asigure un mediu local adecvat în jurul defectului, astfel încât designul condensatorului cu peliculă organică metalizată trebuie optimizat pentru a obține un mediu rezonabil în jurul defectului, o grosime adecvată a stratului metalizat, un mediu ermetic și o tensiune și o capacitate a miezului adecvate. Așa-numita auto-reparare perfectă la descărcare se caracterizează prin: timpul de auto-reparare este foarte scurt, energia de auto-reparare este mică, izolarea excelentă a defectelor și lipsa deteriorării dielectricului înconjurător. Pentru a obține o bună auto-reparare, moleculele peliculei organice ar trebui să conțină un raport scăzut de atomi de carbon și hidrogen și o cantitate moderată de oxigen, astfel încât, atunci când are loc descompunerea moleculelor peliculei în timpul descărcării auto-reparatoare, să nu se producă carbon și să nu se producă depuneri de carbon pentru a evita formarea de noi căi conductive, ci mai degrabă CO2, CO, CH4, C2H2 și alte gaze să fie produse pentru a stinge arcul cu o creștere bruscă a gazului.
Pentru a se asigura că mediul din jurul defectului nu este deteriorat în timpul auto-reparării, energia de auto-reparare nu trebuie să fie prea mare, dar nici prea mică. Pentru a îndepărta stratul de metalizare din jurul defectului, se formează o zonă de izolație (rezistență ridicată), defectul va fi izolat pentru a realiza auto-repararea. Evident, energia de auto-reparare necesară este strâns legată de metalul stratului de metalizare, grosime și mediu. Prin urmare, pentru a reduce energia de auto-reparare și a obține o bună auto-reparare, se efectuează metalizarea peliculelor organice cu metale cu punct de topire scăzut. În plus, stratul de metalizare nu trebuie să fie neuniform gros și subțire, în special pentru a evita zgârieturile, altfel zona de izolare a izolației va deveni ramificată și nu va reuși să se obțină o bună auto-reparare. Toate condensatoarele CRE utilizează pelicule obișnuite și, în același timp, un management strict al inspecției materialelor la intrare, blocând peliculele defecte la intrare, astfel încât calitatea peliculelor condensatoarelor să fie pe deplin garantată.
Pe lângă auto-repararea prin descărcare, există și o altă metodă, cea electrochimică. Vom discuta acest mecanism în articolul următor.
Data publicării: 18 februarie 2022
