Электрическое поле на краю пластины силового конденсатора является крайне неоднородным электрическим полем, и его расчет представляет собой сложную проблему. Десятилетия назад некоторые ученые бросили вызов этой проблеме и объявили о результатах своих исследований. В литературе существует множество методов расчета электрического поля, которые могут быть использованы для расчета электрического поля на краю пластины конденсатора, включая метод конформного преобразования, метод конечных элементов и т.д. Однако их расчеты слишком сложны и неудобны в использовании. До сих пор в обычных проектах по проектированию и расчету силовых конденсаторов рассчитывается только напряженность рабочего поля (т.е. средняя напряженность поля), а предельная напряженность поля №J не рассчитывается. Из-за отсутствия подходящих инструментов расчета, вопросу предельного электрического поля пластин силовых конденсаторов уделяется мало внимания, и в основном он до сих пор не решен. Люди, особенно профессиональные конструкторы и исследователи, надеются найти "идеальный" простой метод расчета предельного электрического поля пластины, чтобы изучить взаимосвязь между масштабом формы структуры компонентов, электрическими и физическими параметрами среды и предельным электрическим полем пластины. Он также предоставляет практические инструменты для расширения возможностей расчета напряженности предельного поля в рутинных проектах по проектированию и расчету силовых конденсаторов. Так называемый "идеальный" простой метод расчета должен быть таким: физическая модель, основанная на расчете, в основном соответствует реальности, поэтому она может выражать ее основные правила и позволять игнорировать некоторые детали, чтобы структура модели не была слишком сложной для анализа.
Сложная и запутанная; полученная формула расчета проста и удобна для частого использования, лаконична и понятна, кратка и легко запоминается; результаты расчета логичны и могут служить теоретическим руководством для структурного проектирования, анализа характеристик и производственного процесса конденсаторов.
На основе вышеуказанной руководящей идеологии были проведены различные исследования по соответствующим вопросам и накоплены некоторые результаты. Применение его к проектированию и расчету силовых конденсаторов очень полезно для анализа характеристик конденсаторов, сравнения и оптимизации планов проектирования. Часть результатов уже объявлена, и мы приглашаем экспертов высказать свои замечания и внести коррективы.
Различия в изоляции краев пластин: В современных высоковольтных параллельных конденсаторах в качестве межэлектродной среды используется полипропиленовая пленка, пропитанная маслом, а в качестве пластины - алюминиевая фольга. Один конец пластины выступает за пределы среды, а другой конец сложен и утоплен в среду. Конструктивные преимущества этой выступающей и сложенной пластины: улучшает распределение электрического поля на краю пластины, значительно улучшает характеристики частичного разряда, значительно уменьшает сопротивление пластины и потери в пластине, уменьшает повышение температуры и улучшает термическую стабильность Широко используется, потому что она гибкая и может использовать выступающие пластины для соединения компонентов, упрощает структуру и процесс производства, экономит человеко-часы и т.д.
В этой статье используется упрощенная модель цепи для решения вопроса о распределении электрического поля в краевой изоляции пластины с упором на выступающие и складчатые структуры пластин, обычно используемые в современных силовых конденсаторах. В ней также приведены некоторые понятия для выражения краевого электрического поля и некоторые формулы для расчета распределения электрического поля. Приведена формула расчета краевой емкости пластин. Распределение электрического поля в изоляции у края пластины крайне неравномерно, и максимальная напряженность поля возникает на поверхности края пластины. Его значение равно произведению средней напряженности поля и коэффициента искажения электрического поля. По мере увеличения расстояния от прибора до края пластины она быстро убывает до нуля по правилам экспоненциальной функции. Эти понятия и формулы полезны для понимания предельного электрического поля и могут служить теоретическим руководством для структурного планирования, функционального анализа и процесса производства конденсаторов.
Вывод 1) Самой слабой частью краевой изоляции пластин конденсатора является масляный зазор. Электрическое поле в масляном зазоре является крайне неоднородным электрическим полем. Максимальная напряженность поля появляется на краевой поверхности электродной пластины, а его распределение представляет собой экспоненциальную функцию, которая быстро затухает. Максимальная напряженность поля в масляном зазоре равна отношению составляющей напряжения к характеристической толщине6. 6 также является константой затухания краевого потенциала пластины или распределения напряженности поля. При толщине потенциала или напряженности поля 6 затухание составляет 0,368. Через толщину 46 затухание составляет 0,018 3, и электрическое поле за пределами нашей толщины фактически затухает до нуля. Уравнение (12) может быть использовано для вычисления этого очень удобно. 6 - это примерно половина общей толщины межполюсной среды. 2) Максимальная напряженность поля в масляном зазоре может быть получена путем перемножения напряженности однородного поля и коэффициента искажения электрического поля Kqh. Коэффициент искажения электрического поля может быть рассчитан очень удобно с помощью уравнения (13A)