Het elektrische veld aan de rand van de plaat van een vermogenscondensator is een uiterst ongelijkmatig elektrisch veld, en het berekenen ervan is een lastig probleem. Decennia geleden hebben enkele wetenschappers dit probleem aangepakt en hun onderzoeksresultaten bekendgemaakt. In de literatuur zijn er veel methoden voor het berekenen van het elektrische veld die kunnen worden gebruikt om het elektrische veld aan de rand van de condensatorplaat te berekenen, waaronder de conforme transformatiemethode, de eindige-elementenmethode, enz. Hun berekeningen zijn echter te ingewikkeld en onpraktisch in het gebruik. Tot nu toe wordt bij conventionele projecten voor het ontwerp en de berekening van vermogenscondensatoren alleen de bedrijfsveldsterkte (d.w.z. de gemiddelde veldsterkte) berekend, en wordt de randveldsterkte №J niet berekend. Door het gebrek aan geschikte rekenhulpmiddelen is er weinig aandacht besteed aan het randveld van vermogenscondensatorplaten en is men hierover in feite nog steeds in het duister. Men, en met name professionele ontwerpers en onderzoekers, hoopt een “ideale” eenvoudige methode te vinden om het marginale elektrische veld van de plaat te berekenen, teneinde de relatie te bestuderen tussen de vormschaal van de componentenstructuur en de elektrische en fysische parameters van het medium en het marginale elektrische veld van de plaat. Het biedt ook praktische hulpmiddelen voor het verbeteren van de berekening van de marginale veldsterkte bij routinematige projecten voor het ontwerp en de berekening van vermogenscondensatoren. De zogenaamde “ideale” eenvoudige berekeningsmethode zou als volgt moeten zijn: het fysische model waarop de berekening is gebaseerd, komt in principe overeen met de werkelijkheid, zodat het de basisregels ervan kan weergeven en het mogelijk maakt bepaalde details te negeren om te voorkomen dat de modelstructuur te complex wordt voor analyse.
Complex en ingewikkeld; de afgeleide berekeningsformule is eenvoudig en gemakkelijk om regelmatig te gebruiken, beknopt en begrijpelijk, en bovendien gemakkelijk te onthouden; de berekeningsresultaten zijn logisch en kunnen theoretische richtlijnen bieden voor het constructief ontwerp, de prestatieanalyse en het fabricageproces van condensatoren.
Op basis van de hierboven beschreven leidende ideologie is er onderzoek gedaan naar relevante vraagstukken en zijn er enkele resultaten verzameld. De toepassing hiervan bij het ontwerp en de berekening van vermogenscondensatoren is zeer nuttig voor het analyseren van de prestaties van condensatoren en voor het vergelijken en optimaliseren van ontwerpplannen. Een deel van de resultaten wordt nu bekendgemaakt en deskundigen worden uitgenodigd om hierop te reageren en correcties aan te brengen.
Verschillen in de isolatie van de plaatranden: In moderne parallelle hoogspanningscondensatorcomponenten wordt in olie ondergedompelde polypropyleenfolie gebruikt als medium tussen de elektroden en aluminiumfolie als plaat. Het ene uiteinde van de plaat steekt buiten het medium uit, terwijl het andere uiteinde is omgevouwen en in het medium is verzonken. De structurele voordelen van deze uitstekende en omgevouwen plaat zijn: het verbetert de verdeling van het elektrische veld aan de rand van de plaat, verbetert de prestaties op het gebied van gedeeltelijke ontlading aanzienlijk, vermindert de plaatweerstand en het plaatverlies sterk, vermindert de temperatuurstijging en verbetert de thermische stabiliteit. Het wordt op grote schaal gebruikt omdat het flexibel is en omdat uitstekende platen kunnen worden gebruikt om componenten met elkaar te verbinden, wat de structuur en het productieproces vereenvoudigt, manuren bespaart, enz.
In dit artikel wordt een vereenvoudigd schakelmodel gebruikt om de verdeling van het elektrische veld in de randisolatie van de plaat te berekenen, waarbij de nadruk ligt op de uitstekende en gevouwen plaatconstructies die veel worden gebruikt in moderne vermogenscondensatoren. Daarnaast worden enkele concepten gegeven voor het uitdrukken van het elektrische veld aan de rand en worden enkele formules aangereikt voor het berekenen van de verdeling van het elektrische veld. Ook wordt de berekeningsformule voor de randcapaciteit van de plaat gegeven. De verdeling van het elektrische veld in de isolatie aan de rand van de plaat is uiterst ongelijkmatig, en de maximale veldsterkte doet zich voor op het oppervlak van de plaatrand. De waarde daarvan is gelijk aan het product van de gemiddelde veldsterkte en de vervormingscoëfficiënt van het elektrische veld. Naarmate de afstand van het apparaat tot de rand van de plaat toeneemt, neemt deze snel af tot nul volgens de wetten van de exponentiële functie. Deze concepten en formules zijn nuttig voor het begrijpen en interpreteren van het randelektrische veld en kunnen theoretische richtlijnen bieden voor de structurele planning, functionele analyse en het fabricageproces van condensatoren.
Conclusie 1) Het zwakste punt van de randisolatie van de condensatorplaat is de oliespleet. Het elektrische veld in de oliespleet is een uiterst ongelijkmatig elektrisch veld. De maximale veldsterkte doet zich voor op het randoppervlak van de elektrodeplaat, en de verdeling ervan volgt een exponentiële functie die snel afneemt. De maximale veldsterkte in de oliespleet is gelijk aan de verhouding tussen de componentenspanning en de karakteristieke dikte 6. 6 is tevens de dempingsconstante van de randpotentiaal of veldsterkteverdeling van de plaat. Over een dikte 6 bedraagt de demping 0,368. De demping bedraagt 0,018³ over de dikte van 46, en het elektrische veld buiten deze dikte is in feite tot nul gedempt. Vergelijking (12) kan worden gebruikt om dit zeer gemakkelijk te berekenen. 6 is ongeveer de helft van de totale dikte van het interpolaire medium. 2) De maximale veldsterkte in de oliespleet kan worden verkregen door de uniforme veldsterkte te vermenigvuldigen met de elektrische veldvervormingscoëfficiënt Kqh. De elektrische veldvervormingscoëfficiënt kan heel gemakkelijk worden berekend met behulp van vergelijking (13A)
