陈松，李兆林，卢有盟
(桂林电力电容器有限责任公司脉冲电容，广西桂林 541004)
摘 要：金属化膜脉冲电容器在寿命试验的过程中，涉及到的试验参数较多，不同的试验参数对试验结果都会有影响。本文通过元件的试验研究，研究这些参数的相互关系及影响的程度，为进一步 开展产品的试验研究及分析试验结果提供帮助。
关键词：金属化膜；脉冲电容器；反峰系数；电场强度；充放电周期
0 引言
金属化膜由于其具有优良的“自愈”性能而突显金属化膜电容器的工作场强高，储能密度高的优势而得到了人们普遍认可。
金属化膜即通过真空蒸镀的方法将金属蒸发气化后附着在薄膜(基膜）的表面，薄膜厚度一般在2.5～10μm，金属层厚度一般在50～700nm。现在使用的基膜以聚丙烯薄膜为主。金属化膜在使用的过程中，随着工作电压的升高，有电弱点处的薄膜出现局部击穿，击穿处的电弧放电所产生的能量足以使电击穿点邻近处的金属层蒸发，使击穿点周围与极板隔开，电容器继续正常运行，这就是人们所说的“自愈”性能。但若“自愈”点过多，材料的有效使用面积减少，电容(C)势必下降；当电容下降到一定的范围，继续运行会使剩余电容损失更快，产品变得不再稳定可靠，此时电容器就要退出运行。
金属化膜电容器的品种有很多,脉冲电容器就是其中之一。脉冲电容器也称为储能电容器，能够在较长时间内充电，而在极短时间内放电，从而形成一个巨大的脉冲功率。脉冲电容器的使用领域很广，对电容器的基本要求是经过规定次数的充、放电运行后，C衰减量一般要求控制在5%～10%范围。
本文通过高电压金属化膜脉冲电容器元件在不同试验条件下的充放电对比试验，以研究充电电源、放电反峰系数、充电电场强度、充放电周期、放电线电流密度等因数对元件寿命的影响，同时就试验中出现问题进行分析讨论。
1主要影响因素的试验研究
本文的金属化膜脉冲电容器元件充放电试验中主要使用的恒压源试验的线路见图1和恒流源试验的线路见图2。
图1 充放电试验路线图
图2 充放电试验路线图
图1、图2中:T1为调压器；T2为变压器；V为整流硅堆；R1为充电电阻；R2为放电电阻；L为放电电感；S1为放电开关；S2为真空开关；C为试品；V为电压表：
1.1 试验电源的影响
在脉冲电容器的充放电试验中，充电装置电源一般选用恒压源或恒流源。恒压源对电容器的充电电压是按指数规律随时间增长而趋于规定值；恒流源对电容器的充电电压是随着时间线性增长到规定值,两种电源充电电压随时间变化趋势见图3。
共设计两种结构、4组试品（不同厂家的薄膜、不同介质厚度、不同方阻、不同分切方式)试验，每组试品6个元件并联试验。同一组元件在试验电压（场强）、放电峰值电流、反峰系数、放电脉宽、充放电周期均一致前提下比较恒压源充电和恒流源充电对试品寿命的影响，以每组元件平均电容衰减约5%时的放电次数（即充放电试验后电容相比初始电容下降的幅度约5%，以下同）作为考核数据，试验结果见表1(表中初始电容、最终电容均指并联试验的平均单个元件电容，以下同）。
图3 恒压源/恒流源充电趋势图
表1 试验电源对比拭验结果
从表1可知，两种结构4组试品分别进行两种电源充电后的放电试验，当电容衰减到约5%时，相同结构类型的试样，两种电源充放电次数总体差异不大，个别组的差异稍大有待进一步分析。同时，也可说明脉冲电电容器元件试验场强在400MV/m左右、充电时间一致的条件下，恒压源或恒流源对其充放电寿命试验结果基本一致。
1.2 反峰系数的影响
当电容器放电时，由于放电回路的电感和电阻的影响，放电回路将出现振荡，电容器在放电时形成的振荡波中电压波的第一个反符号振幅与前一个振幅之比的百分数为反峰电压率(即反峰系数)。国内外诸多文献中都曾提到过脉冲电容器在不同反峰系数办下寿命关系的经验公式为
