Электротехнические материалы, применяемые в силовых конденсаторах

Для силовых конденсаторов в качестве обкладок применяется алюми­ниевая фольга, которая изготовляется из алюминия, содержащего 99,5— 99,7 % чистого металла. В конденсаторостроении используется главным образом фольга толщиной 0,007 и 0, 016 мм и шириной от 95 до 270 мм, поставляемая в рулонах.

Конденсаторная бумага — это основной вид твердого органического диэлектрика при производстве силовых конденсаторов. Сырьем для изго­товления конденсаторной бумаги служит сульфатная целлюлоза, получае­мая из древесины при химической обработке ее в щелочной среде. В настоящее время преимущественно используют бумагу толщиной 10— 15 мкм. Тангенс угла потерь лучших конденсаторных бумаг при темпера­туре 120° С в сухом виде 0,12 — 0,22%, в пропитанном (трихлордифенилом) — 0,23—0,34 %. Абсолютная диэлектрическая проницаемость бумаги находится в пределах 2,2—2,9 Ф/м и возрастает с увеличением плотности

бумаги.

Полипропилен применяют в силовых конденсаторах в качестве диэлек­трика в виде пленок толщиной 10—20 мкм. Он является продуктом поли­меризации пропилена СН_Э - СН = СН₂, который получают при переработке нефти и природного газа, и представляет собой доступное и дешевое сырье. В основном используется изотактический полипропилен, обладаю­щий определенной структурой с правильным расположением звеньев цепи молекулы. Благодаря повышенной термостойкости и совместимости с пропитывающими жидкостями пленки изотактического полипропилена находят широкое применение как в чистом виде, так и в комбинации с конденсаторной бумагой.

В качестве жидких электроизоляционных материалов в производстве конденсаторов применяют нефтяное конденсаторное масло, хлорирован­ные дифенилы (трихлордифенил), касторовое масло и др. Жидкие диэлектрики служат для пропитки бумажной и бумажно-пленочной изо­ляции конденсаторов с целью повышения ее диэлектрической проницае­мости и электрической прочности.

Конденсаторное масло является неполярным диэлектриком и пред­ставляет собой продукт перегонки нефти, состоящий из смеси различных углеводородов — соединений углерода и водорода. Полученное при перегонке масло подвергается обработке кислотой и щелочью с после-. дующей промывкой дистиллированной водой для удаления химически нестойких соединений. В дальнейшем высокие электроизоляционные свойства масла достигаются его сушкой, дополнительной очисткой гли­нами и фильтрацией. Электрические свойства конденсаторного масла зна­чительно снижаются при загрязнении и увлажнении, кроме того, масло подвержено старению — окислению кислородом воздуха.

Хлорированные дифенилы — полярные синтетические диэлектрики, являются продуктами хлорирования дифенила С₁₂Н_]0. Дифенил полу­чают из бензола, являющегося одним из продуктов переработки каменно­угольной смолы. Наибольшее распространение получил трихлордифенил (ТХД) С_]2-Н₇С1з — продукт хлорирования дифенила, в котором три атома водорода замещены хлором. ТХД — негорючая взрывобезопасная про­зрачная жидкость, более устойчивая к окислению и действию перемен­ного электрического поля, чем конденсаторное масло. Вязкость ТХД при нормальной температуре сравнительно велика, но при температуре 50 °С вязкости конденсаторного масла и ТХД сближаются. Благодаря повышен­ной диэлектрической проницаемости ТХД при заливке конденсаторов увеличивает их емкость в 1,4—1,5 раза по сравнению с конденсаторами, залитыми конденсаторным маслом.

ТХД имеет относительно высокую температуру отверждения (-30 °С), ниже которой его диэлектрическая проницаемость резко уменьшается, что снижает емкость конденсаторов на 20—30 %. Кроме того, при низких температурах уменьшается электрическая прочность конденсаторов. Поэтому конденсаторы, пропитанные ТХД, можно применять при темпе­ратуре не ниже -35° С. Он очень чувствителен к загрязнениям, вызываю­щим резкое увеличение тангенса угла потерь и снижение электрической прочности конденсаторов, поэтому требует соблюдения особой чистоты при производстве конденсаторов. Большим недостатком ТХД является и его токсичность. Пары ТХД раздражающе действуют на кожу и слизи­стые оболочки, вследствие чего при работе с ним необходимо соблюдать специальные правила техники безопасности.