10.6. Определение характеристик конденсаторов

10.6.1. Измерение индуктивности конденсаторов.

а) Резонансный способ измерения. Схема измерения приведена на рис. 10.10.

Схема измерения включает генератор синусоидального сигнала Е с регулируемой частотой напряжения на выходе. Сопротивление r₁ выбирают из условия: r₁>>r_k. , где r_k и L_k – внутренние сопротивление и индуктивность конденсатора.

При достижении резонансной частоты реактивное сопротивление конденсатора стремится к нулю ( ) напряжение U₂ стремится к нулю, составляя падение напряжения на внутреннем активном сопротивлении конденсатора.

Рис. 10.10. Схема измерения индуктивности конденсаторов резонансным способом.

Поскольку резонансная частота равна:

отсюда

(10.6)

б) Индуктивность может быть измерена путем определения собственной частоты разряда (рис. 10.11). Осциллографируется ток разряда конденсатора накоротко и по приведенным выше формулам определяется его собственная индуктивность.

Рис. 10.11. Схема определения индуктивности конденсатора по собственной частоте разряда. Е – источник постоянного высокого напряжения, R_з – зарядное сопротивление r_ш – сопротивление измерительного шунта

10.6.2. Определение внутреннего сопротивления конденсаторов.

а) Определение добротности сводится к определению внутреннего (собственного) сопротивления конденсатора. По схеме на рисунке 10.10 на резонансной частоте при известной величине r₁ находим сопротивление конденсатора:

б) По схеме на рисунке 10.11 определяется ток разряда конденсатора накоротко и по току определяется декремент его затухания. Выполняется два опыта: в первом ‑ короткое замыкание конденсатора, во втором ‑ в контур добавляют небольшую индуктивность . По двум опытам с достаточно большой точностью и небольшой поправкой на сопротивление искры по декременту затухания находят r_k.

; ; ; ; ,

(10.8)

где в первом опыте , а во втором опыте

10.7. Испытания конденсаторов высоким напряжением

Испытания включают в себя:

1) Испытания высоким, выпрямленным напряжением, .

2) Определение динамической устойчивости на предельно допустимый ток в разрядном режиме.

3) Определение собственной индуктивности и добротности конденсатора в рабочем режиме.

4) Другие испытания, зависящие от назначения конденсаторов.

10.8. Типы импульсных конденсаторов

В России головными заводами, выпускающими импульсные конденсаторы, являются:

- завод "Конденсатор", г. Серпухов;

- Усть-Каменогорский конденсаторный завод;

- Новгородский конденсаторный завод;

- кафедра ТВН СПГТУ ( политехнический институт, г. Петербург)

- Всесоюзный энергетический институт (ВЭИ, г. Москва)

а) Предельные значения по удельной энергии имеют Серпуховские конденсаторы с параметрами:

U_р= 5 – 10 кВ; С = 100 – 200 мкФ; W_уд = 100 – 150 Дж/дм³ ; ресурс: n 10⁴ циклов заряд-разряд.

б) По зарядному напряжению серийные конденсаторы типа ИМ и ИК (импульсные, масляные, касторовые) имеют наибольшую величину:

U_з = 100 кВ; С = 0,1 - 0,4 мкФ.

в) По энергии на один конденсатор: W=10⁴ Дж.

г) Предельно низкие индуктивности высоковольтных конденсаторов достигаются специальной сборкой и конструкцией выводов, и на отдельное устройство могут иметь, например, величину:

U_з = 2 кВ; С=100мкФ; L = 0,003 мкГ.

Перспективными направлениями в импульсном конденсаторостроении является использование новых композиционных изолирующих материалов, имеющих большие значения диэлектрической проницаемости, что может значительно повысить удельную энергоемкость конденсаторов.