CN107478940A - 一种电容器端部接触状态的检测方法 - Google Patents

一种电容器端部接触状态的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107478940A
CN107478940A CN201710545171.6A CN201710545171A CN107478940A CN 107478940 A CN107478940 A CN 107478940A CN 201710545171 A CN201710545171 A CN 201710545171A CN 107478940 A CN107478940 A CN 107478940A
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
equivalent series
series resistance
end contact
under
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710545171.6A
Other languages
English (en)
Inventor
李化
李露
李立威
陈麒任
刘毅
林福昌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201710545171.6A priority Critical patent/CN107478940A/zh
Publication of CN107478940A publication Critical patent/CN107478940A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/64Testing of capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电容器端部接触状态的检测方法,包括:判断待测金属化膜电容器等效串联电阻ESR是否大于阈值,若是则电容器端部接触状态较差,若否则电容器端部接触状态良好;电容器等效串联电阻ESR参数为100Hz下测得的金属化膜电容器等效串联电阻,阈值为100Hz下金属化膜电容器等效串联电阻理论计算值。本发明通过电容器100Hz下等效串联电阻ESR参数来进行端部接触状态的检测,不仅避免了电容器由于端部接触状态较差在脉冲电流下的温升以及电动力作用下发生的失效,也可以避免对放电效率以及放电波形的严重影响;且能便捷地检测出电容器端部接触状态,能够方便地从一批次的电容器中剔除端部接触状态较差的电容器,挑选出端部接触状态良好的电容器。

Description

一种电容器端部接触状态的检测方法
技术领域
本发明属于电气设备技术检测领域,更具体地,涉及一种电容器端部接触状态的检测方法。
背景技术
喷金层与金属化膜电极的接触松动或脱离是造成电容器失效的主要原因之一。电容器在交流稳态下工作时,喷金层脱落的现象很少发生,而当电容器工作在高场强的脉冲状态时,在高峰值脉冲电流的作用下,喷金层脱落的现象时有发生。研究表明,金属化膜电容器的脉冲电流承受能力取决于电容器的端部接触状态,在脉冲电流流过时,产生的电应力和机械应力导致了金属化膜电容器的端部接触状态的老化。实际电容器结构中膜厚为3~10μm,喷金颗粒直径为20~50μm,金属电极厚度为nm级,留边为mm级。由于喷金颗粒尺寸较膜厚相对较大,因此喷金与薄膜蒸镀金属电极并非完全的接触。端部喷金结构是造成金属化膜电容器在脉冲功率领域的应用受到限制的主要原因。因此对于如何从一批金属化膜电容器中挑选出电流承受能力较强的电容器,具有重要意义。
发明内容
本发明提出了一种检测方法,其目的在于,通过金属化膜电容器100Hz下的等效串联电阻参数ESR对端部接触状态进行检测,从而使检测可靠有效。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提出了一种电容器端部接触状态检测方法,判断电容器的等效串联电阻测量值ESR是否大于阈值,若是,则端部接触状态较差,若否,则端部接触状态良好。
本发明通过金属化膜电容器100Hz下等效串联电阻ESR参数来进行电容器端部接触状态的检测,不仅避免了金属化膜电容器由于端部接触状态较差,在脉冲电流下的温升以及电动力作用下发生的失效,也可以避免对放电效率以及放电波形的严重影响;并且能便捷地检测出电容器端部接触状态,从而能够方便地从一批次的金属化膜电容器中剔除端部接触状态较差的电容器,挑选出端部接触状态良好的电容器。
优选地,使用电桥测量金属化膜电容器100Hz下等效串联电阻ESRmeasure
优选地,所述电容器的等效串联电阻ESR阈值,为一批次金属化膜电容器100Hz条件下等效串联电阻的理论计算值ESRtheory
进一步优选地,金属化膜电容器100Hz条件下等效串联电阻的理论计算值ESRtheory根据该批金属化膜电容器的介质损耗因数DF,电容量C,金属电极宽度be,电极厚度d,电极参数k,卷绕长度L求得,在正常情况下,100Hz下的接触电阻Rj为5~30mΩ,因此取
所述金属化膜电容器的100Hz下的等效串联电阻测量值ESRmeasure和等效串联电阻阈值ESRtheory;判断所测100Hz下的等效串联电阻测量值ESRmeasure是否大于等效串联电阻阈值ESRtheory,是则判定电容器端部接触状态较差,否则判定电容器端部接触状态良好。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,通过100Hz下的等效串联电阻ESR参数来进行电容器端部接触状态的检测,具有以下优点:
(1)通过检测电容器100Hz下的等效串联电阻ESR参数,而不是通过对电容器进行脉冲充放电试验进行端部接触状态的检测,避免了金属化膜电容器在脉冲充放电试验中的消耗,判定方法简单易行;
(2)选择100Hz频率下的等效串联电阻ESR进行检测,能够有效地反应端部接触性能,检测效果较好;
(3)以同一批次电容器的100Hz频率下的等效串联电阻的理论计算值ESRtheory作为检测阈值,将某一电容器的实际测量值ESRmeasure和该批次电容器的等效串联电阻的理论计算值ESRtheory进行比较,计算简单,比较方法可行性较高,操作简单方便,可靠地区别了金属化膜电容器的不同接触状态。
附图说明
图1是本发明金属化膜电容器截面示意图。
图2是本发明金属化膜电容器端部接触电气模型。
图3是本发明电容器端部接触状态检测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供的金属化膜电容器一般由两张单面金属化膜重叠后绕芯轴卷绕而成,卷绕后在两端喷金作为电极引出。金属化膜电容器的截面示意图如图1所示,图中金属电极宽度为be,留边宽度为b,卷绕长度为L。
金属化膜电容器的端部接触电气模型如图2所示,图中Rj为喷金层与电极的接触电阻及引线电阻;RS为电极电阻;Rd为介质损耗引起的电阻;C0为介质电容;Ls为连线、电极和喷金层引起的电感。由图2可以得出金属化膜电容器的等效串联电阻ESR=RS+Rd+Rj
本发明公开了一种电容器端部接触状态检测方法,如图3所示,包括判断所测100Hz下的等效串联电阻测量值ESRmeasure是否大于等效串联电阻阈值ESRtheory,是则判定电容器端部接触状态较差,否则判定电容器端部接触状态良好。其中,所述100Hz下的等效串联电阻测量值ESRmeasure使用电桥测量,所述效串联电阻阈值ESRtheory为一批次金属化膜电容器100Hz条件下等效串联电阻的理论计算值ESRtheory
金属化膜电容器100Hz条件下等效串联电阻的理论计算值ESRtheory根据该批金属化膜电容器的介质损耗因数DF,电容量C,金属电极宽度be,电极厚度d,电极参数k,卷绕长度L求得。金属化膜电容器的电极电阻介质损耗引起的电阻在正常情况下,100Hz下的接触电阻Rj为5mΩ~30mΩ,因此
通过电桥获得金属化膜电容器的100Hz下的等效串联电阻ESRmeasure,具体操作为:将待测的金属化膜电容器的两个电极引线分别与电桥的两个电极连接,选定电桥的测试频率为100Hz,在1Vrms的交流电压下读取电容器的等效串联电阻ESRmeasure;判断所测100Hz下的等效串联电阻ESRmeasure是否大于等效串联电阻阈值ESRtheory,是则判定电容器端部接触状态较差,否则判定电容器端部接触状态良好,实现对电容器的端部接触状态的检测。
本发明实施例中所用的金属化膜电容器的型号为17μF,对该元件的等效串联电阻测量值ESRmeasure进行测量,并计算等效串联电阻阈值ESRtheory,具体步骤如下:
使用电桥获得17μF金属化膜电容器1#、2#、3#、4#、5#的100Hz下的等效串联电阻ESRmeasure分别为438.12mΩ、433.16mΩ、448.54mΩ、451.28mΩ、471.56mΩ。
根据金属化膜电容器的参数,计算等效串联电阻阈值ESRtheory为287.37mΩ。
对100Hz下的等效串联电阻ESRmeasure和等效串联电阻阈值ESRtheory进行比较,17μF金属化膜电容器1#、2#、3#、4#、5#的ESRmeasure都大于ESRtheory,因此17μF金属化膜电容器1#、2#、3#、4#、5#的接触性能较差。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电容器端部接触状态的检测方法,其特征在于,包括:判断待测金属化膜电容器的等效串联电阻测量值是否大于电阻阈值,若是,则所述电容器端部接触状态较差,若否,则所述电容器端部接触状态良好。
2.如权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述待测金属化膜电容器的等效串联电阻测量值为100Hz条件下使用电桥获得的。
3.如权利要求1或2所述的检测方法,其特征在于,所述电阻阈值为某一批次金属化膜电容器100Hz等效串联电阻理论计算值ESRtheory
4.如权利要求3所述的检测方法,其特征在于,所述理论计算值
其中,DF为金属化膜电容器的介质损耗因数,C为电容量,be为金属电极宽度,d为电极厚度,k为电极参数,L为卷绕长度。
CN201710545171.6A 2017-07-06 2017-07-06 一种电容器端部接触状态的检测方法 Pending CN107478940A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710545171.6A CN107478940A (zh) 2017-07-06 2017-07-06 一种电容器端部接触状态的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710545171.6A CN107478940A (zh) 2017-07-06 2017-07-06 一种电容器端部接触状态的检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107478940A true CN107478940A (zh) 2017-12-15

Family

ID=60596359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710545171.6A Pending CN107478940A (zh) 2017-07-06 2017-07-06 一种电容器端部接触状态的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107478940A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112698130A (zh) * 2020-12-11 2021-04-23 西安交通大学 基于任务剖面的金属化膜电容器加速寿命试验装置及方法
CN113311275A (zh) * 2021-06-21 2021-08-27 华中科技大学 金属化膜电容器在交直流复合电压下劣化机理的解耦方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060084237A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JP2010016047A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Shizuki Electric Co Inc 金属化フィルムコンデンサ
CN102435852A (zh) * 2011-09-30 2012-05-02 华中科技大学 一种高场强下金属化膜电容器绝缘电阻测量方法及装置
CN102737835A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 深圳市铜峰电子有限公司 Cbb81h型低等效串联电阻、耐高温、长寿命聚丙烯薄膜电容器
US20130258545A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Tdk Corporation Thin film capacitor
CN103344861A (zh) * 2013-07-03 2013-10-09 指月集团有限公司 一种金属化电力电容器快速老化试验装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060084237A1 (en) * 2004-10-15 2006-04-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JP2010016047A (ja) * 2008-07-01 2010-01-21 Shizuki Electric Co Inc 金属化フィルムコンデンサ
CN102737835A (zh) * 2011-04-08 2012-10-17 深圳市铜峰电子有限公司 Cbb81h型低等效串联电阻、耐高温、长寿命聚丙烯薄膜电容器
CN102435852A (zh) * 2011-09-30 2012-05-02 华中科技大学 一种高场强下金属化膜电容器绝缘电阻测量方法及装置
US20130258545A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 Tdk Corporation Thin film capacitor
CN103344861A (zh) * 2013-07-03 2013-10-09 指月集团有限公司 一种金属化电力电容器快速老化试验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUA LI ET AL.: "Modeling of ESR in metallized film capacitors and its implication on pulse handling capability", 《MICROELECTRONICS RELIABILITY》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112698130A (zh) * 2020-12-11 2021-04-23 西安交通大学 基于任务剖面的金属化膜电容器加速寿命试验装置及方法
CN112698130B (zh) * 2020-12-11 2022-02-22 西安交通大学 基于任务剖面的金属化膜电容器加速寿命试验装置及方法
CN113311275A (zh) * 2021-06-21 2021-08-27 华中科技大学 金属化膜电容器在交直流复合电压下劣化机理的解耦方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103430264B (zh) 超级电容器封装件设计
CN107478940A (zh) 一种电容器端部接触状态的检测方法
CN107210477A (zh) 蓄电装置的制造方法、结构体的检查装置
Gulati et al. CapHarvester: A stick-on capacitive energy harvester using stray electric field from AC power lines
JP6939308B2 (ja) 電池の異常診断方法
TWI621866B (zh) 電池芯半成品測試方法
CN103278755B (zh) Xlpe电力电缆局部放电检测用传感器安装方法
CN109342901B (zh) 具有绝缘状态在线监测功能的穿墙套管及其工作方法
CN207116235U (zh) 一种陶瓷电容器结构
CN206711691U (zh) 一种矿用高压水电阻
CN214626556U (zh) 定子绕组、发电机及定子绕组的检测装置
CN201111991Y (zh) 带有漏电检测导体的电源线
CN210803570U (zh) 一种闭环电流传感器
CN208939669U (zh) 一种高压输电线路地线取能装置
WO2017201738A1 (zh) 电池保护板、电池和移动终端
CN110581566B (zh) 分布式光伏电源可接入容量的评估方法及装置
CN207731819U (zh) 一种滤波器的电容结构
CN104253059B (zh) 电迁移可靠性测试结构及其使用方法
CN203134565U (zh) 并联电容器组
CN201741582U (zh) 高倍率圆柱型超级电容器
CN206864825U (zh) 新型换向器
CN108896923A (zh) 一种锂电池集流体过流能力测试装置及测试方法
CN102117704B (zh) 一种堆栈式固态电解电容器及其制造方法
CN206300729U (zh) 一种开关柜接头温度感应传感器
CN206194533U (zh) 一种电容引线

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171215