ОСНОВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
КОНДЕНСАТОРОВ
НОМИНАЛЬНАЯ ЕМКОСТЬ И ДОПУСКАЕМОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ЕМКОСТИ
Номинальная емкость — емкость, значение
которой обозначено на конденсаторе или указано в
нормативно-технической документации и является исходным для отсчета
допускаемого отклонения.
Номинальные значения емкостей стандартизованы и выбираются из определенных рядов чисел.
Согласно стандарту СЭВ 1076-78 установлены семь рядов: ЕЗ; Е6; Е12;
Е24; Е48; Е96; Е192. Цифры после буквы Е указывают число номинальных
значений в каждом десятичном интервале (декаде). Например, ряд Е6
содержит шесть значений номинальных емкостей в каждой декаде,
которые соответствуют числам 1,0; 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 или
числам, полученным путем их умножения или деления на 10", где л —
целое положительное или отрицательное число.
В производстве
конденсаторов чаще всего используются ряды ЕЗ, Е6, Е12 и Е24 (табл.
3), реже Е48, Е96 и Е192. Некоторые специальные конденсаторы могут
изготовляться на заданную емкость, которая указывается в документе
на поставку.
Таблица 3. Наиболее
употребляемые ряды номинальных значений емкостей:
| E3 |
E6 |
E12 |
E24 |
E3 |
E6 |
E12 |
E24 |
| 1,0 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
3,3 |
3,3 |
3,3 |
|
|
|
1,1 |
|
|
|
3,6 |
|
|
1,2 |
1,2 |
|
|
3,9 |
3,9 |
|
|
|
1,3 |
|
|
|
4,3 |
|
1,5 |
1,5 |
1,5 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
4,7 |
|
|
|
1,6 |
|
|
|
5,1 |
|
|
1,8 |
1,8 |
|
|
5,6 |
5,6 |
|
|
|
2,0 |
|
|
|
6,2 |
| 2,2 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
|
6,8 |
6,8 |
6,8 |
|
|
|
2,4 |
|
|
|
7,5 |
|
|
2,7 |
2,7 |
|
|
8,2 |
8,2 |
|
|
|
3,0 |
|
|
|
9,1 |
Фактические значения
емкостей Могут отличаться от номинальных в пределах
допускаемых отклонений. Последние указываются в процентах в
соответствии с рядом: -±0,1; ±0,25; ±0,5; ±1; ±2; ±10; ±20; ±30; 0 +
50; —10 + 30; -10 + 50; -10+100; -20 + 50; -20 + 80. Для
конденсаторов с номинальными емкостями, ниже 10 пФ допускаемые
отклонения указываются в абсолютных значениях: ±0,1; ±0,25; ±0,5 и
±1 пФ.
НОМИНАЛЬНЫЕ НАПРЯЖЕНИЕ И ТОК
Номинальное напряжение — значение
напряжения, обозначенное на конденсаторе или указанное в НТД, при
котором он может работать в заданных условиях в течение срока службы
с сохранением параметров в допустимых пределах.
Значение номинального
напряжения зависит от конструкции конденсатора и физических свойств
материалов, примененных при его конструировании.
Номинальное напряжение
устанавливается с необходимым запасом по отношению к электрической
прочности диэлектрика, исключающим возникновение в течение
гарантированного срока службы интенсивного старения диэлектрика,
которое приводит к существенному ухудшению электрических
характеристик конденсатора.
Электрическая прочность
диэлектрика зависит от вида электрического напряжения (постоянное,
переменное, импульсное), от температуры и влажности окружающей
среды, от площади обкладок конденсатора, с увеличением которой
растет число «слабых мест» диэлектрика, и от времени его
эксплуатации. Соответственно от этих факторов зависит и значение
номинального напряжения.
Номинальное напряжение
конденсаторов многих типов уменьшается с ростом температуры
окружающей среды, так как с увеличением температуры, как правило,
ускоряются процессы старения диэлектрика.
При эксплуатации
конденсаторов на переменном или постоянном токе, с наложением
переменной составляющей напряжения необходимо выполнять следующие
условия:
-
сумма постоянного
напряжения и амплитуды переменной составляющей не должна
превышать допустимого напряжения, которое указывается в
документе на поставку;
-
амплитуда переменного
напряжения, не должна превышать значения напряжения,
рассчитанного исходя из допустимой реактивной мощности.
Для конденсаторов с
номинальным напряжением 10 кВ и менее значения номинальных
напряжений устанавливаются согласно ГОСТ 9665-77 из ряда: 1; 1,6;
2,5; 3,2; 4; 6,3; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160;
200; 250; 315; 350; 400; 450; 500; 630; 800; 1000; 1600; 2000; 2500;
3000; 4000; 5000; 6300; 8000; 10 000 В.
Под номинальным током
конденсатора понимают наибольший ток, при котором конденсатор может
работать в заданных условиях в течение гарантированного срока
службы. Этот параметр наиболее характерен для вакуумных
конденсаторов. Он введен для правильного выбора тепловых режимов
конденсатора при больших значениях электрического тока.
Значение номинального тока
зависит от конструкции конденсатора, примененных в нем материалов,
частоты переменного или пульсирующего напряжения и температуры
окружающей среды. При прохождении через конденсатор радиоимпульсов
значение импульсного тока может превышать номинальный ток в Q раз.
Значение номинального тока
вакуумных конденсаторов устанавливается согласно ГОСТ 14611-78 из
ряда: 5; 7,5; 10; 12; 15; 20; 25; 30; 35; 40; 50; 60; 75; 100; 125;
150; 200; 250; 300; 400; 500; 600; 750; 1000 А.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗОЛЯЦИИ, ТОК УТЕЧКИ
Электрическое сопротивление конденсатора постоянному току
определенного напряжения называется сопротивлением изоляции
конденсатора.
Этот параметр характерен для конденсаторов
с органическим и неорганическим диэлектриками. Измерение
сопротивления изоляции производят при напряжениях 10, 100 и 500 В
соответственно для конденсаторов с номинальным напряжением до 100 В,
100—500 В и свыше 500 В.
Сопротивление изоляции характеризует качество диэлектрика и качество
изготовления конденсаторов и зависит от типа диэлектрика.
Сопротивление изоляции для конденсаторов большой емкости обратно
пропорционально площади обкладок, т. е. емкости конденсаторов.
Поэтому для конденсаторов емкостью более 0,33 мкФ принято вместо
сопротивления изоляции приводить значение постоянной времени,
выражаемое в секундах (МОм-мкФ), равное произведению сопротивления
изоляции на значение номинальной емкости.
Сопротивление изоляции или постоянная времени зависит от типа
диэлектрика, конструкции конденсатора и условий его эксплуатации.
При длительном хранении и наработке сопротивление изоляции может
уменьшиться на один - три порядка.
Сопротивление изоляции конденсатора измеряют между его выводами. Для
конденсаторов, допускающих касание своим корпусом шасси или
токоведущих шин, вводится понятие сопротивление изоляции между
корпусом и соединенными вместе выводами.
Ток проводимости, проходящий через конденсатор при постоянном напряжении
на его обкладках в установившемся режиме, называют током утечки.
Ток утечки
обусловлен наличием в диэлектрике свободных носителей заряда и
характеризует качество диэлектрика конденсатора. Этот параметр
характерен для вакуумных и оксидных конденсаторов.
Ток утечки в
большой степени зависит от значения приложенного напряжения и
времени, в течение которого оно приложено. Ток утечки измеряется
через 1—5 мин после подачи на конденсатор номинального напряжения.
При включении конденсатора под напряжение происходит «тренировка»,
т. е. постепенное уменьшение тока утечки. При длительном хранении и
длительной работе ток утечки конденсаторов растет.
ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ЕМКОСТИ
Величина, применяемая для характеристики конденсаторов с линейной
зависимостью емкости от температуры и равная относительному
изменению емкости при изменении температуры окружающей среды на один
градус Цельсия (Кельвина), называется температурным коэффициентом
емкости.
По значению
ТКЕ керамические и некоторые другие конденсаторы разделяются на
группы, приведенные в табл. 4.
Таблица 4: Группы ТКЕ конденсаторов с линейной или близкой к ней
зависимостью емкости от температуры
| Обозначение групп ТКЕ |
Номинальное значение ТКЕ при
20 — 85° С |
| П100 (П120) |
+ 100 (+120) |
| П33 |
-133 |
| МП0 |
0 |
| МП33 |
-133 |
| МП47 |
-47 |
| М75 |
-75 |
| М150 |
-150 |
| М220 |
-220 |
| М330 |
-330 |
| М470 |
-470 |
| М750 (М700) |
-750 (-700) |
| М2200 |
-2200 |
Для конденсаторов с нелинейной зависимостью емкости от температуры, а
также с большими уходами емкости от температуры обычно приводится
относительное изменение емкости в рабочем интервале температур.
Керамические конденсаторы типа 2 по допускаемому изменению
емкости в рабочем интервале температур разделяются на
следующие группы (табл. 5).
Слюдяные конденсаторы по
значению ТКЕ разделяются на следующие группы (табл. 6).
Таблица 5.
Группы керамических конденсаторов типа 2 по допускаемому изменению
емкости в интервале температур
| Условное обозначение групп |
Допускаемое относительное изменение емкости в интервале
рабочих температур, % |
| H10 |
±10 |
| H20 |
±20 |
| H30 |
±30 |
| H50 |
±50 |
| H70 |
±70 |
| H90 |
±90 |
Таблица 6.
Группы ТКЕ слюдяных конденсаторов
| Обозначение групп ТКЕ |
Номинальное значение ТКЕ |
| А |
±200 |
| Б |
±100 |
| В |
±50 |
| Г |
±20 |
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АБСОРБЦИЯ
КОНДЕНСАТОРОВ
Явление, обусловленное замедленными процессами поляризации в
диэлектрике, приводящее к появлению напряжения на электродах после
кратковременной разрядки конденсатора, называется диэлектрической
абсорбцией.
Напряжение,
появляющееся на обкладках конденсатора после его кратковременной
разрядки, существенно зависит от длительности времени зарядки
конденсатора, времени, в течение которого он был закорочен, и
времени, прошедшего после этого. Количественное значение абсорбции
принято характеризовать коэффициентом абсорбции (Ка), который
определяется в стандартных условиях. Примерный график зависимости
напряжения на конденсаторе от времени при измерении коэффициента
абсорбции приведен на рис 2.
Рис. 2.
Зависимость напряжения на конденсаторе от времени при измерении
коэффициента абсорбции.
Коэффициент абсорбции конденсаторов зависит от температуры
окружающей среды и повышается с ее ростом.
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИХАРАКТЕРИСТИКИ
ПОДСТРОЕННЫХ И ВАКУУМНЫХ КОНДЕНСАТОРОВ
Подстроечные и переменные конденсаторы наряду с основными
параметрами, приведенными выше, имеют дополнительные, учитывающие
особенности их функционального назначения и конструктивное
исполнение.
Вместо
параметра номинальная емкость используются параметры максимальная и
минимальная емкости. Это максимальное и минимальное значение емкости
конденсатора, которое может быть получено перемещением его подвижной
системы.
Специфичными параметрами подстросчных и переменных конденсаторов
являются момент вращения, скорость перестройки емкости и
износоустойчнвость.
Момент
вращения — минимальный момент, необходимый для непрерывного
перемещения подвижной системы конденсатора. Скорость перестройки
емкости влияет на надежность и прочность конденсатора. В нормативной
документации ограничивается скорость перестройки емкости для
керамических конденсаторов — не более 10—15 циклов в минуту для
вакуумных 5—30. Под циклом перестройки емкости понимается
перестройка емкости от минимальной до максимальной и обратно.
Количество допустимых циклов перестройки емкости определяет
износоустойчивость конденсатора.
Под
износоустойчивостью понимают способность конденсатора сохранять свои
параметры (противостоять изнашиванию) при многократных вращениях
подвижной системы.
Износоустойчивость конденсаторов и скорость перестройки емкости
зависят от конструкций конденсаторов, свойств примененных материалов
и технологии их изготовления.
Для вакуумных конденсаторов наиболее важным
параметром является электрическая прочность. Этот термин не следует
отождествлять с определенней электрической прочности диэлектрика,
принятым в теории диэлектриков. Для конденсаторов термин
электрическая прочность следует понимать условно, как способность
конденсаторов выдерживать определенное время (обычно небольшое, до
нескольких минут) приложенное к нему напряжение выше номинального
без изменения его эксплуатационных характеристик и пробоя
диэлектрика.
|
