Металлобумажные конденсаторы

Название металлобумажных получили бумажные конденсаторы, в которых в качестве обкладок, вместо фольги, используется тонкий слой метала. При замене фольги тонким слоем металла вследствие явления самовосстановления, свойственного металлизированным конденсаторам, можно изготовлять однослойные металлобумажные конденсаторы с рабочим напряжением того же порядка, что и у двухслойных бумажных конденсаторов с обкладками из фольги. Если требуется повысить рабочее напряжение металлобумажного конденсатора, то можно применить дополнительную прокладку одного или нескольких слоев неметаллизированной бумаги, получив многослойный металлобумажный конденсатор. В многослойных металлобумажных конденсаторах величину можно увеличить по сравнению с бумажными в связи с повышением надежности благодаря появлению свойства самовосстановления.

При повышении рабочего напряжения и соответственном увеличении толщины диэлектрика в металлобумажном конденсаторе ухудшается его способность к самовосстановлению при пробое; если однослойные металлобумажные конденсаторы выдерживают несколько тысяч пробоев без заметного ухудшения своих электрических характеристик, то многослойные при В могут выдержать лишь несколько десятков пробоев, после чего может наступить короткое замыкание обкладок. Перед металлизацией конденсаторная бумага подвергается лакировке. Толщина лаковой пленки 1-1,2 мкм.

Лакировка бумаги перед металлизацией преследует несколько целей. Прежде всего ТПВ, имеющиеся в бумаге могут иметь как высокую проводимость (частицы угля, металлическая пыль), так и относительно низкую (окислы металлов и другие полупроводники). Если сопротивление частицы мало, то к точке замыкания обкладок, обусловленной этой частицей, притечет больший ток КЗ, величина которого достаточна для удаления обкладки вокруг точки короткого замыкания. Если сопротивление частицы велико (порядка 1 МОм), то ток, протекающий по обкладке к такой частице, будет мал и не сможет удалить обкладку вокруг этой частицы, которая останется не изолированной. Поэтому при изготовлении однослойных металлобумажных конденсаторов из нелакированной бумаги трудно получить постоянную времени выше нескольких Ом×Ф, так как оставшиеся неизолированными частицы полупроводникового характера будут шунтировать обкладки, создавая большую утечку. Наличие лаковой пленки изолирует такие частицы от обкладок. Эта пленка заметно улучшает электрическую прочность бумажного диэлектрика, закрывая случайные сквозные отверстия в бумаге. Кроме того, пленка лака служит барьером между тонким слоем металла, весьма чувствительным к коррозии, и содержащимися в бумаге остатками влаги, а также следами кислот, щелочей и иных активных веществ, способных вызвать коррозионное разрушение тонкой металлической обкладки.

Благодаря малой коррозионной устойчивости металлического слоя, особенно цинкового, для пропитки металлобумажных конденсаторов применяют неполярные массы; полярные хлорированные массы считаются для этой цели непригодными. Явление самовосстановления при пробое металлобумажного конденсатора не обеспечивает возможности длительной работы такого конденсатора при напряжении, превышающем . Кратковременное приложение напряжения действительно не опасно, так как если и вызовет пробой, то пробитое место почти мгновенно окажется изолированным от обкладок. Однако при длительном приложении такого напряжения начнутся систематические пробои и самовосстановления, число которых растет с увеличением напряжения. Удаление части обкладки при каждом пробое, хотя и небольшое, постепенно приводит к снижению емкости. Особенно опасно удаление обкладки в тех участках, где она прилегает к торцовым контактным накладкам, при этом удлиняется путь тока по обкладке и увеличивается . В конечном счете, если часть обкладки, прилегающая по всей длине к одной из торцовых накладок, будет разрушена, то конденсатор “потеряет емкость”, то есть между выводами будет “обрыв”.

Постоянная времени у однослойных металлобумажных конденсаторов заметно понижена по сравнению с бумажными конденсаторами, даже при наличии лакировки для герметизированных конденсаторов норма составляет 200 Ом×Ф, для многослойных – 1000 Ом×Ф.

При использовании металлизированной бумаги в импульсных конденсаторах возникает опасность обгорания слоя металла возле вводных контактов при разряде конденсатора, когда через конденсатор кратковременно протекают большие разрядные токи. Повышенную толщину слоя металла у края обкладки применяют также в металлобумажных конденсаторах переменного напряжения.

Особенности технологии производства металлобумажных конденсаторов, кроме проведения операции лакировки бумаги и ее металлизации, является также операция контактирования торцов секций после их намотки путем нанесения на них контактных накладок. Предварительная сушка конденсаторов на воздухе не производится. После вакуумной сушки и пропитки однослойные секции подвергаются операции «тренировке напряжением» для выжигания обкладок вокруг слабых мест диэлектрика.