CN113358159A - 一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法 - Google Patents

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李印达
张剑
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Abstract

本发明公开了一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法，包括以下步骤：外观检查、参数测量、试验元件制作、极限耐压试验、大电流冲击试验、电压老化试验、判定。本发明的检验方法能判断出批次金属化聚丙烯薄膜的实际电性能水平和质量稳定性，提高入库来料检验效率,有效杜绝电容器批量产品的严重质量缺陷。

Description

一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法
技术领域
本发明属于金属化薄膜技术领域，具体涉及一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法。
背景技术
直流支撑电容器是变流器的关键器件，在变流器中的直流侧起到稳定电压、滤波等作用。目前，在大功率变流器如几十兆瓦级的高压变频器、高速动车变流器、大功率STATCOM、柔性直流输电工程用直流电容器等设备中，均需使用高电压大容量的直流支撑电容器。
这些直流支撑电容器都采用金属化聚丙烯薄膜，每台电容器的金属化聚丙烯薄膜重量范围1kg~80kg。每批金属化聚丙烯薄膜入库的数量从1~10吨不等，甚至更多。整个电容器领域，金属化聚丙烯薄膜也被广泛使用。
金属化聚丙烯薄膜常规检验方法按照《GB/T 24123-2009 电容器用金属化薄膜》中第5-7条执行。但是常规的检验方法不能判断出金属化聚丙烯薄膜的实际电性能水平和质量水平。
因而，需要新的金属化聚丙烯薄膜的入库检验方法来判断其质量水平。
发明内容
为了克服现有金属化薄膜检验方法的缺点，本发明提出一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法。
本发明所采用的技术方案如下。
一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法，包括以下步骤：
(1) 外观检查：从来料中抽取2~5袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其外包装袋是否密封，如果外包装袋有漏气，则认为被检验不合格；打开其中的1~2袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其整卷是否有外观碰伤、划痕、端面不齐、氧化点等缺陷，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷有缺陷，则被认为检验不合格，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷没有缺陷，则继续进行后续检验步骤。
(2) 参数测量：测量待检的金属化聚丙烯薄膜的厚度、宽度、留边，测量其金属层的加厚边方阻值、活动区的方阻值，测量值与相对应的技术要求比较，如果测量值不符合技术要求，则认为被检验不合格，如果测量值符合技术要求，则继续进行后续检验步骤。
(3) 试验元件制作：将待检的金属化聚丙烯薄膜依次经过卷绕、喷金、热聚合、赋能工序后制作成10~20只试验元件，其卷绕参数依据设计的元件卷绕参数，待检的金属化聚丙烯薄膜设计工作电压为UN。
(4) 极限耐压试验：选取2~4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值100~200V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格。
(5) 大电流冲击试验：选取2~4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，对待试元件进行施加直流电压UN，然后短路放电200次，测量试验后电容值、损耗角正切值；如果试验前后的电容值变化超过±1%，或如果试验后的损耗角正切值变化0.0002，则认为元件试验不合格。
(6) 电压老化试验：选取2~4只待试验元件并对其两端灌封树脂，记录其初始电容值、损耗角正切值，待试验元件置于恒温干燥箱中，加热到70℃，施加1.4UN，连续96小时，待冷却24小时后测电容值和损耗角正切值，如果试验前后的电容值变化超过±0.5%，则认为元件试验不合格。
(7) 判定：经过极限耐压、大电流冲击和电压老化试验后，如果试验元件全部符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；当试验元件有不合格项试验，需再选取1~2只元件重新做第二次试验，如果元件第二次试验符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；如果元件第二次试验仍然不符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜不合格，需要抽取1~2袋金属化聚丙烯薄膜重新检验。
上述步骤(4)、(5)、(6)的相关试验是同步进行。
金属化聚丙烯薄膜的检验数量实际检验时可以增加，相应的试验元件数量也增加。
检验合格后的金属化薄膜生产过程中，元件及电容器按照过程控制要求继续做相关的试验。
本发明的有益效果是：其检验方法能判断出批次金属化聚丙烯薄膜的实际电性能水平和质量稳定性，提高入库来料检验效率,有效杜绝电容器批量产品的严重质量缺陷。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步的说明。
本发明所采用的技术方案如下。
一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法，包括以下步骤。
(1) 外观检查：从来料中抽取2~5袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其外包装袋是否密封，如果外包装袋有漏气，则认为被检验不合格；打开其中的1~2袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其整卷是否有外观碰伤、划痕、端面不齐、氧化点等缺陷，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷有缺陷，则被认为检验不合格，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷没有缺陷，则继续进行后续检验步骤；
例如，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量小于1吨，外观检查可以是：从来料中抽取2袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其外包装袋是否密封，如果外包装袋有漏气，则认为被检验不合格；打开其中的1袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其整卷是否有外观碰伤、划痕、端面不齐、氧化点等缺陷，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷有缺陷，则被认为检验不合格，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷没有缺陷，则继续进行后续检验步骤；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量大于5吨，外观检查可以是：从来料中抽取5袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其外包装袋是否密封，如果外包装袋有漏气，则认为被检验不合格；打开其中的2袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其整卷是否有外观碰伤、划痕、端面不齐、氧化点等缺陷，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷有缺陷，则被认为检验不合格，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷没有缺陷，则继续进行后续检验步骤。
(2) 参数测量：测量待检的金属化聚丙烯薄膜的厚度、宽度、留边，测量其金属层的加厚边方阻值、活动区的方阻值，测量值与相对应的技术要求比较，如果测量值不符合技术要求，则认为被检验不合格，如果测量值符合技术要求，则继续进行后续检验步骤。
(3) 试验元件制作：将待检的金属化聚丙烯薄膜依次经过卷绕、喷金、热聚合、赋能工序后制作成10~20只试验元件，其卷绕参数依据设计的元件卷绕参数，待检的金属化聚丙烯薄膜设计工作电压为UN；
例如，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量小于1吨，试验元件制作可以是：将待检的金属化聚丙烯薄膜依次经过卷绕、喷金、热聚合、赋能工序后制作成10只试验元件，其卷绕参数依据设计的元件卷绕参数，待检的金属化聚丙烯薄膜设计工作电压为UN；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量大于5吨，试验元件制作可以是：将待检的金属化聚丙烯薄膜依次经过卷绕、喷金、热聚合、赋能工序后制作成20只试验元件，其卷绕参数依据设计的元件卷绕参数，待检的金属化聚丙烯薄膜设计工作电压为UN。
(4) 极限耐压试验：选取2~4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值100~200V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格；
例如，如果来料金属化聚丙烯薄膜厚度小于等于4.5µm并且重量小于1吨，极限耐压试验可以是：选取2只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值100~200V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜厚度大于4.5µm并且重量小于1吨，极限耐压试验可以是：选取2只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值200V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜厚度小于等于4.5µm并且重量大于5吨，极限耐压试验可以是：选取4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值100V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜厚度大于4.5µm并且重量大于5吨，极限耐压试验可以是：选取4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值200V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格。
(5) 大电流冲击试验：选取2~4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，对待试元件进行施加直流电压UN，然后短路放电200次，测量试验后电容值、损耗角正切值；如果试验前后的电容值变化超过±1%，或如果试验后的损耗角正切值变化0.0002，则 认为元件试验不合格；
例如，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量小于1吨，大电流冲击试验可以是：选取2只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，对待试元件进行施加直流电压UN，然后短路放电200次，测量试验后电容值、损耗角正切值；如果试验前后的电容值变化超过±1%，或如果试验后的损耗角正切值变化0.0002，则认为元件试验不合格；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量大于5吨，大电流冲击试验可以是：选取4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，对待试元件进行施加直流电压UN，然后短路放电200次，测量试验后电容值、损耗角正切值；如果试验前后的电容值变化超过±1%，或如果试验后的损耗角正切值变化0.0002，则认为元件试验不合格。
(6) 电压老化试验：选取2~4只待试验元件并对其两端灌封树脂，记录其初始电容值、损耗角正切值，待试验元件置于恒温干燥箱中，加热到70℃，施加1.4UN，连续96小时，待冷却24小时后测电容值和损耗角正切值，如果试验前后的电容值变化超过±0.5%，则认为元件试验不合格；
例如，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量小于1吨，电压老化试验可以是：选取2只待试验元件并对其两端灌封树脂，记录其初始电容值、损耗角正切值，待试验元件置于恒温干燥箱中，加热到70℃，施加1.4UN，连续96小时，待冷却24小时后测电容值和损耗角正切值，如果试验前后的电容值变化超过±0.5%，则认为元件试验不合格；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量大于5吨，电压老化试验可以是：选取4只待试验元件并对其两端灌封树脂，记录其初始电容值、损耗角正切值，待试验元件置于恒温干燥箱中，加热到70℃，施加1.4UN，连续96小时，待冷却24小时后测电容值和损耗角正切值，如果试验前后的电容值变化超过±0.5%，则认为元件试验不合格。
(7) 判定：经过极限耐压、大电流冲击和电压老化试验后，如果试验元件全部符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；当试验元件有不合格项试验，需再选取1~2只元件重新做相关试验，如果元件试验符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；如果元件再次试验仍然不符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜不合格，需要抽取1~2袋金属化聚丙烯薄膜重新检验；
例如，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量小于1吨，判定可以是：步骤(4)~(6)的三项试验，如果试验元件全部符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；当试验元件有不合格项试验，需再选取1只元件重新做第二次试验，如果元件第二次试验符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；如果元件第二次试验仍然不符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜不合格，需要抽取1袋金属化聚丙烯薄膜重新检验；
或者，如果来料金属化聚丙烯薄膜重量大于5吨，判定可以是：步骤(4)~(6)的三项试验，如果试验元件全部符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；当试验元件有不合格项试验，需再选取2只元件重新做第二次试验，如果元件第二次试验符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；如果元件第二次试验仍然不符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜不合格，需要抽取2袋金属化聚丙烯薄膜重新检验。
上述步骤(4)、(5)、(6)的相关试验是同步进行。
金属化聚丙烯薄膜的检验数量实际检验时可以增加，相应的试验元件数量也增加。
检验合格后的金属化薄膜生产过程中，元件及电容器按照过程控制要求继续做相关的试验。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法，所述检验方法包括以下步骤：
(1) 外观检查：从来料中抽取2~5袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其外包装袋是否密封，如果外包装袋有漏气，则认为被检验不合格；打开其中的1~2袋待检的金属化聚丙烯薄膜，检查其整卷是否有外观碰伤、划痕、端面不齐、氧化点等缺陷，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷有缺陷，则被认为检验不合格，如果待检的金属化聚丙烯薄膜卷没有缺陷，则继续进行后续检验步骤；
(2) 参数测量：测量待检的金属化聚丙烯薄膜的厚度、宽度、留边，测量其金属层的加厚边方阻值、活动区的方阻值，测量值与相对应的技术要求比较，如果测量值不符合技术要求，则认为被检验不合格，如果测量值符合技术要求，则继续进行后续检验步骤；
(3) 试验元件制作：将待检的金属化聚丙烯薄膜依次经过卷绕、喷金、热聚合、赋能工序后制作成10~20只试验元件，其卷绕参数依据设计的元件卷绕参数，待检的金属化聚丙烯薄膜设计工作电压为UN；
(4) 极限耐压试验：选取2~4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，起始试验电压1.5UN，然后逐步增加电压试验，每次电压增加值100~200V DC，试验时间均是维持5min，当试验元件出现外包炸裂、火焰、“短路”等失效现象时试验结束，记录每次试验的电压值、试验后的电容值和损耗角正切值、出现密集自愈声音的起始电压值；如果出现密集自愈声音的起始电压值小于1.6 UN，或试验元件出现失效现象时电压值小于2UN，则认为元件试验不合格；
(5) 大电流冲击试验：选取2~4只待试验元件，记录其初始电容值、损耗角正切值，对待试元件进行施加直流电压UN，然后短路放电200次，测量试验后电容值、损耗角正切值；如果试验前后的电容值变化超过±1%，或如果试验后的损耗角正切值变化0.0002，则认为元件试验不合格；
(6) 电压老化试验：选取2~4只待试验元件并对其两端灌封树脂，记录其初始电容值、损耗角正切值，待试验元件置于恒温干燥箱中，加热到70℃，施加1.4UN，连续96小时，待冷却24小时后测电容值和损耗角正切值，如果试验前后的电容值变化超过±0.5%，则认为元件试验不合格；
(7) 判定：经过极限耐压、大电流冲击和电压老化试验后，如果试验元件全部符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；当试验元件有不合格项试验，需再选取1~2只元件重新做第二次试验，如果元件第二次试验符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜合格；如果元件第二次试验仍然不符合要求，则待检的金属化聚丙烯薄膜不合格，需要抽取1~2袋金属化聚丙烯薄膜重新检验。
2.根据权利要求1的直流支撑电容器用金属化聚丙烯薄膜的检验方法，其特征在于：所述极限耐压试验、大电流冲击试验和电压老化试验是同步进行。
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