Capacidad de resistencia ambiental de los condensadores de película y pruebas de voltaje y corriente

1. Prueba de capacidad de resistencia ambiental

2.1 Prueba de choque térmico

La prueba de choque térmico determina la capacidad del condensador para exponerse a temperaturas extremas, tanto altas como bajas, y para resistir el choque alternado de temperaturas extremas debido a cambios rápidos de la temperatura ambiente. La prueba de choque térmico suele adoptar las siguientes condiciones:

Temperatura de prueba: -55 °C a 85 °C;

Tiempo de temperatura constante: 30 minutos;

Tiempo de conversión: ≤5 minutos;

Número de ciclos: 50 veces;

Requisitos de prueba: La cámara de prueba debe tener suficiente capacidad térmica para que, después de colocar la muestra de prueba en la cámara de prueba, el espacio de trabajo pueda volver al valor de temperatura especificado en 5 minutos.

2.2 Prueba de tensión soportada

La prueba de tensión de resistencia dieléctrica consiste en aplicar una tensión específica entre partes mutuamente aisladas o entre una parte aislada y tierra durante un tiempo determinado para determinar si el condensador puede funcionar de forma segura a la tensión nominal. Si el condensador puede soportar sobretensiones causadas por conmutación, sobretensiones y otros fenómenos similares, a fin de evaluar si el material de aislamiento o el espacio entre los condensadores son adecuados. Si el condensador presenta defectos, inevitablemente se producirá una descarga de ruptura o daños tras aplicar la tensión de prueba. La descarga de ruptura se manifiesta como arco eléctrico, descarga de chispa o ruptura. Una corriente de fuga excesiva puede provocar cambios en los parámetros eléctricos o las propiedades físicas.

Durante el proceso de diseño y producción de condensadores, la tensión de ruptura que debe soportar la película dieléctrica es generalmente de 3 a 5 veces la tensión nominal. Por lo tanto, los condensadores de película orgánica con indicadores de fiabilidad pueden soportar el impacto de tensiones de impulso superiores a la tensión nominal. La prueba de tensión no disruptiva permite evaluar la capacidad de tensión no disruptiva y la consistencia de su rendimiento. Las condiciones de la prueba de tensión no disruptiva son las siguientes:

Tensión de prueba: UR, 1.1UR, 1.2UR, 1.3UR, 1.4UR, 1.5UR;

Temperatura ambiente: 25℃;

Tiempo de presión: 60 segundos;

Propiedad de voltaje: DC;

Requisitos de prueba: El componente de pulso de la tensión de prueba no debe superar el 5 % del valor eficaz (RMS). La potencia de la fuente de alimentación y la impedancia de salida deben garantizar que no se produzcan distorsiones significativas de la forma de onda ni variaciones significativas de tensión bajo diversas cargas de prueba.

2.3 Prueba de vibración

La vibración puede aflojar la estructura del condensador y provocar movimiento relativo de los componentes internos. Puede provocar la caída de las uniones soldadas, un contacto deficiente y el deterioro de las características de funcionamiento. También puede provocar ruido, desgaste, fallos físicos e incluso fatiga estructural en los condensadores. Las condiciones específicas de prueba son las siguientes:

Rango de frecuencia de vibración: 10~2000 Hz;

Amplitud de desplazamiento: 0,75 mm;

Aceleración: 100 g;

Frecuencia de cruce: 70,7 Hz;

Número de barridos: 12 veces en cada una de las 3 direcciones;

Tiempo: 12 horas en total

2.4 Prueba de impacto

La prueba de impacto simula la adaptabilidad de los condensadores a los impactos no repetitivos a los que pueden estar sometidos durante el transporte, la manipulación y el funcionamiento de toda la máquina. Las condiciones específicas de la prueba son:

Impacto: 50g;

Duración nominal del pulso: 11 ms;

Forma de onda: semisinusoidal;

Variación de velocidad: 3,44 m/s;

Dirección y número de impactos: Se aplican tres impactos en cada una de las seis direcciones de los tres ejes mutuamente perpendiculares de la muestra de prueba (un total de 18 veces)

2.5 Prueba de resistencia a la humedad

La prueba de resistencia a la humedad es un método acelerado para evaluar la capacidad de los componentes y materiales para resistir los efectos de la degradación por humedad en condiciones típicas de alta temperatura y humedad en regiones tropicales y subtropicales. Las condiciones específicas de la prueba son las siguientes:

Pasos del ciclo: Paso 1: La temperatura en la cámara de prueba debe aumentar de 25 °C a 65 °C en 2,5 horas. Durante este período, la humedad relativa se sitúa entre el 90 % y el 100 %.

Paso 2: Mantener la temperatura a 65°C y la humedad relativa entre 90% y 100% durante 3 horas;

Paso 3: La temperatura en la cámara de prueba debe descender a 25 °C en 2,5 horas y la humedad relativa debe ser del 80 % al 100 %;

Paso 4: A partir de la octava hora, la temperatura en la cámara de prueba debe aumentar de 25 °C a 65 °C en 2,5 horas. Durante este período, la humedad relativa debe ser del 90 % al 100 %.

Paso 5: Mantener la temperatura a 65°C y la humedad relativa entre 90% y 100% durante 3 horas;

Paso 6: La temperatura en la cámara de prueba debe descender a 25 °C en 2,5 horas y la humedad relativa debe ser del 80 % al 100 %;

Paso 7: Mantener la temperatura a 25°C y la humedad relativa entre 90% y 100% hasta el final del ciclo en la hora 24.

Número de ciclos: 10 veces

Con base en los principales campos de aplicación, los principales modos de falla, la clasificación de descarga de pulso y el estado actual de la investigación de las pruebas ambientales de los capacitores de pulso de almacenamiento de energía de película orgánica, se seleccionó un procedimiento de prueba que está más en línea con la producción y aplicación actuales de los capacitores de pulso de almacenamiento de energía de película orgánica.

2. Prueba de capacidad de resistencia a la corriente

2.1 Prueba de descarga de cortocircuito

La prueba de descarga por cortocircuito busca alcanzar el valor equivalente de la prueba en un estado de descarga extrema. Esto se logra mediante la aplicación de diferentes tensiones de trabajo y la carga del circuito de descarga es cero.

Condiciones de prueba de descarga de cortocircuito:

Tensión de prueba: 1 vez la tensión nominal, 1,1 veces la tensión nominal, 1,2 veces la tensión nominal, 1,5 veces la tensión nominal;

Temperatura de prueba: 25 °C;

Tiempo de carga: 6 s~10 s;

Tiempo de subida de descarga: 150 ns ~ 300 ns;

Tiempos de descarga: 500 veces, 1000 veces, 1500 veces, 2000 veces, 2500 veces, 3000 veces, 3500 veces, 4000 veces.

Requisitos de prueba: tomar muestras y aplicar 1 vez, 1,1 veces, 1,2 veces, 1,5 veces el voltaje nominal respectivamente;

Antes de la prueba de vida útil del condensador, se prueban la capacitancia y la pérdida; durante la prueba, se verifican cada 500 veces. Durante la prueba, el circuito de descarga se mantiene sin cambios y la corriente de descarga se monitorea cada 500 veces con un osciloscopio y un bucle sensor de corriente.

2.2 Descarga de carga

La prueba de descarga de carga consiste en obtener el valor equivalente de la prueba dentro de un rango de descarga real. Esto se logra aplicando la tensión nominal y utilizando diferentes cargas externas (diferentes cargas afectarán directamente el tiempo de subida de la descarga) para realizar la prueba.

Condiciones de prueba de descarga de carga:

Tensión de prueba: tensión nominal

Temperatura de prueba: 25 °C

Tiempo de carga: 6 s~10 s

Tiempo de subida de descarga: 1 ms, 2 ms, 5 ms, 10 ms

Tiempos de descarga: 10 000 veces

Requisitos de la prueba: Tomar muestras, aplicar la tensión nominal correspondiente y descargar con diferentes cargas. Durante la descarga, el tiempo de flanco ascendente de la forma de onda es de 1 ms, 2 ms, 5 ms, 10 ms y 20 ms. Antes de la prueba de vida útil del condensador, se comprueban la capacitancia y la pérdida; durante la prueba, se comprueban cada 500 veces. Durante la prueba, el circuito de descarga se mantiene inalterado y la corriente de descarga se monitoriza cada 500 veces con un osciloscopio y un bucle de inducción de corriente.