电解电容范文

导语：如何才能写好一篇电解电容，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】DC-Link电容；薄膜电容；电解电容；替代

随着各国出台新能源相关政策以及新能源产业的发展，该领域的相关产业的发展也带来了新机遇，电容器作为必不可少的上游相关产品行业也获得了新的发展机遇。在新能源及新能源汽车运用中，电容器在能源控制、电源管理、电源逆变以及直流交流变换等系统中是决定变流器寿命的关键元器件。变流技术在上述系统中普遍得到运用，然而在逆变器中直流电作为输入电源，需通过直流母线与逆变器连接，该方式叫作DC-Link或直流支撑。因逆变器在从DC-Link得到有效值和峰值很高的脉冲电流的同时，会在DC-Link上产生很高的脉冲电压使得逆变器难以承受。所以需要选择DC-Link电容器来连接，一方面以吸收逆变器从DC-Link端的高脉冲电流，防止在DC-Link的阻抗上产生高脉冲电压，使逆变器端的电压波动处在可接受范围内；另一方面也防止逆变器受到DC-Link端的电压过冲和瞬时过电压的影响。

为新能源（含风力发电和光伏发电）以及新能源汽车电机驱动系统中DC-Link电容器的运用示意图图1、2。

图1为风力发电变流器电路拓扑图，其中C1为DC-Link（一般整合到模块上），C2为IGBT吸收，C3为LC滤波（网侧），C4转子侧DV/DT滤波。图2为光伏发电变流器电路拓扑图，其中C1为DC滤波，C2为EMI滤波，C4为DC-Link，C6为LC滤波（网侧），C3为DC滤波，C5为IPM/IGBT吸收。图3为新能源汽车系统中主电机驱动系统，其中C3为DC-Link，C4为IGBT吸收电容。

在上述提到的新能源领域运用中，DC-Link电容作为一个关键器件，不管是在风力发电系统、光伏发电系统还是在新能源汽车系统中都要求高可靠性及长寿命，其选型显得尤为重要。下面介绍薄膜电容与电解电容的特性对比及在DC-Link电容运用中两者的分析对比：

1.特性对比

1.1 薄膜电容

首先介绍薄膜金属化的原理，薄膜金属化技术的原理：在薄膜介质表面蒸镀上足够薄的金属层，在介质存在缺陷的情况下，该镀层能够蒸发并因此隔离该缺陷点起到保护作用，这种现象被称作自愈。图4为金属化镀膜的原理图[1]，蒸镀前薄膜介质先进行前期处理（电晕或其他方式）以便金属分子能够附着在上面。金属通过在真空状态下高温溶化蒸发（铝的蒸发温度1400?C～1600?C，锌的蒸发温度400?C～600?C），当金属蒸气遇被冷却的薄膜后凝结在薄膜表面（薄膜冷却温度-25?C～-35?C），从而形成金属镀层。金属化技术的发展提高了单位厚度的薄膜介质的介电强度，干式技术脉冲或放电运用电容设计可以达到500V/?m，直流滤波运用电容设计可以达到250V/?m。DC-Link电容属于后者，根据IEC61071对于电力电子运用电容的要求可以承受较为苛刻的电压冲击，可以达到2倍的额定电压[2]。因此使用者只需考虑其设计所需的额定工作电压就可以了。金属化薄膜电容器具有较低的ESR，使其能承受较大的纹波电流；较低的ESL满足逆变器的低电感设计要求，减少了开关频率下的震荡效应。

薄膜介质的质量、金属化镀层质量、电容器设计及制造过程工艺决定了金属化电容器自愈特性的好坏。Faratronic生产的DC-Link电容用的薄膜介质主要为OPP薄膜。

1.2 电解电容

电解电容使用的介质为铝经过腐蚀形成的氧化铝，介电常数为8～8.5，工作的介电强度约为0.07V/A（1?m=10000A），按照计算对于900Vdc的电解电容需要的厚度为12000A。然而要达到这样的厚度是不可能的，因为为了获得好的储能特性所用铝箔要进行腐蚀形成氧化铝膜，表面会形成许多凹凸不平的曲面，铝层厚度会降低电解电容的容量系数（比容）。另一方面，低电压的电解液电阻率为150Ωcm，高电压（500V）的电解液的电阻率则达到5kΩcm。电解液较高的电阻率限制了电解电容所能承受的有效值电流，一般为20mA/?F[3]。

基于上述原因电解电容的设计最高电压典型值为450V（有个别厂家设计600V）。因此，为了获得更高的电压必须用电容器串联实现，然而因各个电解电容的绝缘电阻存在差异，为了平衡各串联电容的电压，各电容必须连接一个电阻。此外，电解电容为有极性器件，当施加反向电压超过1.5倍Un时，会发生电化学反应。当施加的反向电压时间足够长，电容将发生爆炸，或冒顶电解液将外溢。为了避免该现象发生，使用的时候要在每个电容旁并上一个二极管。除此之外，电解电容的耐电压冲击特性，一般为1.15倍Un，好的可以达到1.2倍Un。这样设计师在使用时就不但要考虑稳态工作电压大小，而且还要考虑其冲击电压大小。

综上所述，可以得出薄膜电容与电解电容如下特性对比表，见表1。

2.运用分析

DC-Link电容作为滤波器要求大电流和大容量设计。如图3提到的新能源汽车主电机驱动系统就是一个例子。在该运用中电容起到退耦作用，电路特点工作电流大。薄膜DC-Link电容具有较大优势，能承受较大的工作电流（Irms）。以50～60kW新能源汽车参数为例，参数如下：工作电压330Vdc，纹波电压10Vrms，纹波电流150Arms@10KHz。

那么最小电容量计算为：

。这样对于薄膜电容设计很容易实现。假设采用电解电容，如果考虑20mA/?F，那么为了满足上述参数，计算电解电容最小的容值为：。这样需要多个电解电容并联获得该容值。

在过电压运用场合，如轻轨、电动巴士、地铁等，考虑这些动力通过受电弓连接到机车集电弓，在运输行进过程中受电弓与集电弓的接触是间续的。当两者不接触时通过DC-Link电容进行支撑供电，当两者接触恢复时过电压就会产生。最坏的情况是断开时由DC-Link电容完全放电，此时放电电压等于受电弓电压，当恢复接触时，其产生的过电压几乎就是额定工作时的2倍Un。对于薄膜电容DC-Link电容可以处理不需额外考虑。如果采用电解电容，过电压为1.2Un。以上海地铁为例，Un=1500Vdc，对于电解电容要考虑电压为：。那么要用6个450V的电容进行串联连接。若采用薄膜电容设计在600Vdc到2000Vdc，甚至3000Vdc都容易实现。此外，在电容完全放电情况下能量在两电极间形成短路放电，产生很大冲击电流通过DC-Link电容，通常电解电容很难满足要求。

另外，相对于电解电容DC-Link薄膜电容器通过设计可以达到很低的ESR（通常低于10mΩ，更低的

3.结论

作为直流支撑滤波用电容，DC-Link电容早期考虑到成本及尺寸因素大部分选择电解电容。然而电解电容受到耐压、电流承受能力（相对薄膜电容ESR高很多）等因素的影响，为了获得大容量和满足高压使用要求，则必须要用多个电解电容进行串、并联。另外考虑到电解液材料的挥发，所以要定期进行更换，新能源运用一般要求产品寿命要达15年，那么在这段时间内必须更换两到三次，因而在整机售后服务方面存在不小的费用和不方便性。随着金属化镀膜技术及薄膜电容器技术的发展，采用安全膜蒸镀技术已经可以用超薄OPP膜（最薄2.7?m，甚至2.4?m）生产出电压450V到1200V甚至更高电压的大容量直流滤波电容。另一方面通过DC-Link电容与母排整合，使得逆变器模块设计更加紧凑，大大降低了电路的杂散电感使电路更加优化。以此同时，薄膜电容制作成本在不断下降，相比电解电容更凸显其经济性，在要求工作电压高、承受高纹波电流（Irms）、有过电压要求、有电压反向现象、处理高冲击电流（dV/dt）以及长寿命要求的电路设计中，选择DC-Link薄膜电容替代电解电容将成为设计者今后设计选择的一种趋势。

注释：

①指的是DC-Link用电解电容.

②指的是DC-Link用薄膜电容，一般以OPP膜为介质.

③C3A ESR测试频率为10kHz.

④?最大峰值电流（C×dV/dt）.

⑤Imax最大允许电流有效值.

⑥C3B ESR测试频率为1kH.

参考文献

[1]Applied Films GmbH & Co.KG.《MULTIMET 650 Operating Instructions》，2001，66.

[2]IEC61071 INTERNATIONALSTANDARD For Capacitors for power electronics，2007.

[3]Gilles Terzulli，Billy W.Peace.FILM TECHNOLOGY TO REPLACE ELECTROLYTIC TECHNOLOGY，2005.

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电容器一般有陶瓷电容器、有机薄膜电容器和电解电容器三大类。陶瓷电容器、有机薄膜电容器都是用电介质材料直接命名，而电解电容器则是用一种工艺的名称来命名。正因为此，电解电容器具有与陶瓷电容器、有机薄膜电容器完全不同的特性。电解电容器根据所应用的阀金属材料的不同而分为铝电解电容器和钽电解电容器。

1 电解电容器的基本构造特征

电解电容器的内部结构与陶瓷电容器、有机薄膜电容器相比有明显的不同，大致有三个特征：

（1）电解电容器的电介质是在（如铝、钽、铌之类）阀金属表面上通过电解过程所生成的一层极薄的金属氧化膜（可以小到纳米级），此层氧化膜介质完全与组成电容器的一端电极结合成一个整体，它不能单独存在。而陶瓷电容器、有机薄膜电容器的电介质则是由一种独立制造的绝缘材料（如有机薄膜、陶瓷片等）所构成。

（2）电解电容器中生成氧化膜电介质的阀金属是电容器的一个电极称为阳极，也即在极性电解电容器中是接入电路中应用时的正极。电解电容器的另一极并非金属，而是所谓“电解质”（注意电解质不是电介质），它可以为液体，也可为糊状、凝胶或者是固体，这是使电解电容器能够承受极高的工作电场强度以及保持电容器可靠工作的必要条件，这一极称为电容器的阴极。

（3）为了使阴极能与外界电路相连接，又以另一金属与电解质相接触，这是电解电容器接入电路时的负极，它仅起引出阴极的作用。

为了防止电解电容器的阳极和阴极短路，有时需要在两者之间添加电解电容器纸，又称电解电容器隔膜纸。铝电解电容器和钽电解电容器的结构示意图如图1所示。

2 电解电容器的性能特点

电解电容器结构上的特殊性决定了它在性能上有许多独特之处，现简述如下：

（1）单位体积内所具有的电容量特别大，即比容量非常高。电容器的电容量C=ε0·εr·S/d，ε0是真空电容率，εr是电介质的相对介电常数，S是电极的有效面积，d是电介质的厚度。对于电解电容器，d=α·Vf，α是电介质的形成常数，Vf是电介质的形成电压。由于α一般为nm/V级别，因此，电解电容器的电介质厚度一般比陶瓷电容器、有机薄膜电容器小一个数量级以上。另外，铝电解电容器的阳极箔通过电化学腐蚀后其表面积提高数十甚至百倍，钽电解电容器通过金属粉末烧结获得的阳极体同样具有极高的比表面积。因此，电解电容器的比电容量比其它电容器高一个多数量级。

（2）在电解电容器的工作过程中，它的阴极即电解质具有自动修补或隔绝氧化膜中的疵点的性能使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力，而不致遭到连续的累积性破坏，这种性能称为自愈特性。

（3）工作电场强度非常高。由于电介质的形成系数α一般为nm/V级别，它的倒数就是电介质的工作场强，约达几百kV/mm；这约是陶瓷、有机薄膜工作场强的几十倍。

（4）可以获得很大的额定电容量。铝电解电容器通过铝箔卷绕方式可以方便实现的体积，因此，可以获得非常大的额定电容量。比如，在较低的工作电压范围内，可以方便地获得法拉级数值的电容量，即使高压电解电容器也可以很容易获得数千微法的电容量，这是其它电容器无法实现的。

（5）具有单向导电性，即所谓有“极性”。应用时应按电源的正、负方向接入电路。电解电容器的阳极（正极）接电源的“+”极，阴极（负极）接电源的“—”极；如果接错不仅电解电容器发挥不了作用，而且漏电流很大，短时间内芯子就会发热，破坏氧化膜，随即失效损坏。如果需要短期应用在完全是交流电源或交流成分较强的直流电路中。可以采用一种称为“双极性”的电解电容器就是将阴极引出箔换成与具有氧化膜的阳极相同的电极，这样实际上是两个电解电容器背对背串联的结构，不仅容量减少一半，而且总体也随之增加。“双极”电解电容器仅是改变了电容器的结构，并没有改变氧化膜的单向导电本质，这也是电解电容器的不足。

（6）工作电压有一定的上限。由于电解电容器的电介质是通过电解过程形成的，其形成电压不能无限升高，而电解电容器的工作电压必须小于电介质的形成电压，因此，电解电容器的工作电压有一定限制。例如单个铝电解电容器的工作电压一般最高值为700 V，而固体钽电解电容器的上限值为150 V。

（7）绝缘性能较差。由于电解电容器电极的比表面积比其它电容器高数十倍，且其工作场强同样高数十倍，因此，电解电容器的相对绝缘性能比其它电容器差。但并不妨碍电解电容器的大量使用。

（8）损耗角正切值较大，而且温度、频率特性亦差。主要是由于电解电容器的一个电极是电解质，其电导率较低，导致其等效串联电阻较大；另外由于电解电容器电容量较大，因此其损耗角正切值较大。如果采用液体电解质作阴极，由于液体材料受温度变化影响大，电解电容器的温度特性较差。同时液体电解质中离子迁移率较低，电容量大，因此频率特性也较差。

（9）铝电解电容器易老化，性能的可靠性将逐年下降。这也是与所使用的液体电解质等原材料有密切的关系。如果采用固体电解质，老化性能会得到明显改变。

（10）铝电解电容器最大的特点是容量大、价格便宜。

3 电解电容器的技术进展

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关键词：铝电解质 熔点 数字模型 意义

1.前言

随着近几年世界经济、环保要求动态，国内能源供给现状，对于目前的铝电解质熔点条件主要是取决于设备安全的主要问题。但由于铝电解质熔点条件不够理想，就会给工业带来很多困难问题。我国曾在铝电解质熔点数学模型中采用过各种各样的方法，从而就达到减少铝电解质熔点数学模型的工作和维护铝电解质熔点数学模型获得成功。

2.铝电解电容的内涵

2.1铝电解质的性质

（1）冰晶石比

（4）电解质的密度

电解质的密度大小影响金属铝与电解质的分离。1812时金属铝的密度为2.7g/cm3，纯冰晶石密度为2.95g/cm3。但在电解温度下，熔融铝比冰晶石重，尤其当冰晶石中溶解有大量氧化铝时。例如，在电解炼铝的工业条件下，电解温度为950℃，铝的密度为2.308g/cm3，而含有5%A1203的冰晶石熔体密度为2.102，可见在电解温度下，熔融铝要比电解质重约10%。按此密度差是可以很好分层的，所以电解过程中，析出的铝聚集在电解槽底部。

（5）电解质的黏度

电解质的黏度随温度增高而降低，随熔体中A1203含量增加而增加。在工业生产上要求电解质具有适当的黏度。如果黏度过大，则阳极气泡不易逸出，加入电解质内的氧化铝不易沉降，而呈悬浮状态，这些都对电解过程发生不良影响。反之，如果黏度过小，则电解质的循环运动加快，从而加速铝滴和溶解了的铝的转移，影响电流效率。所以，有的铝厂为了获得高效率，宁愿采取比较高的A1203浓度和比较低的电解温度，以增大电解质的黏度。

3.铝电解质熔点的数学模型分析

根据质量守恒定律，进入铝电解糟的物质有冰晶石，氟化铝，萤石，氧化铝及不同厂家根据相应管理理念加入少量锂盐等添加剂和各种材料中的微量杂质，可以推断铝电解质液体由NaF、Al2O3、AlF3、CaF2、 MgF2、LiF等六种化合物及少量杂质积累物混合而成，由以上六种化合物凝固形成的固态物即是测量用的铝电解质样品。

热力学第二定律表明混合物熔点和其中各成份浓度存在相应关系。本文据此利用实测数据，建立电解质熔点计算数学公式，给电解工艺管理工程师提供直观数据，帮助其更快、更准确地判断槽况，定量精确控制能量输入、物流出入，保持良好动态平衡，减少浪费，达到能源利用最大化和最佳工况目的。

此工作需要实验室与生产车间共同完成，步骤如下：

1）电解工艺管理工程师提供所有电解槽当天实测温度的平均值，实验室计算当天全部电解槽所有成份平均值，连续多次后，建立方程组，解出各成份浓度与槽温的相关系数和常数值。

2）应用相关系数和常数值，在仪器分析软件虚拟元素项内设立温度计算公式，分析其它成份时同时算出温度值。

3）测试多个在电解槽内发粘（接近熔点）的电解质样品，把计算温度与实测的温度相比较，减去多余量，得出熔点计算公式常数值。

实际计算时选取的是所有336台电解槽中工况良好率很高时的7组数。

解出来的常数M实际包含两个常量，一个是与熔点有关的常量，用N表示，另一个是为了保持混合物良好流动性的过量的管理量（经验值），用P表示。通过步骤3，计算出来的大于实测值的数，就是P值。M减去P即得N值。经步骤4用N代替M，完成整个工作流程。

4.铝电解质的熔点意义

目前，电解铝行业中间过程分析仪器化已经完全普及，但是存在一个非常大的问题，没有统一的电解质光谱分析样品！各铝厂均宣称自己的内控标样是准确的、可靠的 ，可是应用到别的厂家时却一律变成了参考样，工艺管理与实验室数据往往是经过很长时间的磨合，而电解槽是一个一直在变化的对象，所以，工艺管理与实验室数据也随着这个变化建立动态的磨合再磨合，这些过程内消耗了大量能源和材料，造成极大浪费。磨合度能够量化，将极大缩短这个过程的时间，节约大量资源。提供样品熔化温度电解质标准样品应用范围将扩大，整个电解铝行业使用统一标样变成可能。

5.结论

铝电解工业清洁工艺的研究开发是一项系统工程，不仅要加强单项新技术的开发研究，更重要的是要加强该工艺的综合协调研究。今后工作的重点应该是：

（1）对低温铝液上浮式电解进行中试研究，为工业化应用积累经验；

（2）推广在石墨化炉上生产TiB2技术及使用新型T，E2涂层阴极技术；

（3）研究降低氮化硅结合碳化硅材料的成本，为工业电解槽上应用创造条件；

（4）开展工业电解槽电场、磁场和热场的研究，设计新型的工业电解槽；

（5）开展利用人工智能技术控制电解过程的开发研究；

（6）开展阳极材料的研究；

（7）在单项技术研究的基础上进行综合研究。

参考文献：

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膜电容器（特别是金属化膜电容器）基于由两层金属化聚丙烯构成的绕组。聚丙烯薄膜（绝缘体）的厚度决定额定电压的大小（可达若干kV）。聚丙烯的一个特殊特征是其自愈能力。由于通常使用的聚丙烯薄膜非常薄，所以此能力对避免闪络之后的短路极其重要。其他与设计有关的性质包括低ESR、ESL和相对宽的工作温度范围。

铝电解质电容器由两层铝薄膜和夹在其间的一层或两层用导电液（电解液）浸过的纸张组成。由于第一层铝薄膜的氧化层的厚度和电解液的性质，其工作电压限于约500V。重要器件性质包括非常高的电荷储存容量和相对容量而言的小尺寸。但是，由于电解质电容器是极化的，所以其在交流电环境中的用途有限。虽然铝电解质电容器在单位体积下的电容值较高，但由于其特定结构，该电容值会随温度和频率的变化而变化。欧姆损耗和频率相关损耗会造成充电/放电期间的发热，这会限制可能的纹波电流。另外，由于化学过程的作用，电性质也会随时间而变化，这会导致故障率在规定使用寿命结束后增加。

陶瓷电容器由于使用陶瓷绝缘材料而能耐受极高电压。将磨得非常细小的顺电铁电基础材料在高温下烧结成电容性元件，其可作为电介质用作电极支柱。陶瓷电容器只能储存少量电荷，且通常用于高频电压条件下的滤波用途。在这些应用中，相导线和中性导线通过电容器与大地短接。目前市场上的高压电容器能够承受若干kV的过电压。

现代电源和转换器的功率密度日益增加，目前已可达到兆瓦范围。现代半导体支持在日益增加的频率下进行高负载切换，使得以可接受成本实现紧凑的高功率转换器设计成为可能。但是，随着功率密度的不断增加，对电容器的要求也在提高。

通常，转换器输入电路（或多或少延伸的结构）是以能源来区分的。特别是在太阳能转换器的情况下，输入值取决于阳光强度，因而可能存在很大差异，使最好工作点的安排变得困难。因此，必须在输入位置提供DC能源储存器件。由于高DC电压分量、所需要的高储存容量以及输入电路电容器能够相应地提供超大尺寸的特点，输入电容器是用电解质电容器来实现的。由于不大可能有非常高的交流分量，所以电容器几乎不受压力。

对中间电路电容器（亦称直流链电容器）的要求明显更为复杂。它们在DC/DC转换器和DC/AC逆变器之间充当储能器件，且其输入电流包含非常高的交流分量（纹波）。输出侧电压必须非常平稳，以确保向逆变器提供稳定的直流电压。低电容转换器的典型例子是MKP1848系列金属化聚丙烯电容器，而HDMKP系列电容器则适用于更大的转换器。

如果可用空间太小或必须储存更多能量，则铝电容器是合适的替代方案。对于负载范围达到100kW或更大的应用，可使用中间电路电容器（常常是较大的铝电容器）。

在元件成本方面，铝电容器有明显优势；470μF/450V铝电容器的成本只有类似膜电容器的五分之一。但是，薄膜电容器只需较少的保护电路来限制其故障效应。高开关频率和陡开关侧面需要使用阻尼电容器（缓冲器）。吸收电容MKP386M的任务是减小或消除电压和电流尖峰及开关损耗。通过抑制由半导体的开关所造成电压和电流过冲可减少噪声发射（EMI）。

作为替代方案，开发人员越来越多地在电力电子应用中使用复杂的开关算法来进行脉冲宽度调制，以提高效率和改善网络质量。这些设计使用更高的频率和谐波，所以必须在输出位置使用LC和LCL滤波器进行滤波。交流滤波电容器（女IMKP1847系列）提供更大的电容值范围、各种连接配置，并为提高安全性而提供符合UL810标准要求的所谓分段式薄膜技术。

由于功率密度的日益增加，对过载和故障行为的考虑受到重视。损害形式可能是短路、开路或居于二者之间（更高的漏电流）；如果出现过热，电解质会由于压力减小和绕组干燥而泄漏。

不受负载变化影响的稳定高电压

可再生能源（如风能和太阳能）的日益整合使电网面临新的挑战。用于稳定高压电网电压的电容器的使用环境完全不同于通常的电容器，并具有不同的设计要求和尺寸。它们用于维持标准要求，按照这些要求，最终用户获得的电网电压偏差不可超过230VAC±10%。

附加提供电容性无功功率能够稳定电压；向电容区或电感区的轻微相移可以提高电压。为此，可按照需要连接并联电抗器或电容器组。架空线路在高负载条件下会表现出电感特性。电压会下降并在电容性无功功率造成相移时再次增加。

除了电压稳定性，电压质量也是电网运营者考虑的一个重要事项。在电网工作期间，会有谐波（频率为基波频率倍数的叠加电压）叠加于基波。通常，第三谐波（150Hz）在重负载电网中最显著，所以必须显著予以降低。对应的滤波器安装通常是在200～300MVA的功率范围之内。

无功功率的减小由带阻尼功能的机械开关电容器组（MSCDN）来提供。如果由于电网中出现大负载而必须保持电压水平，可通过将电容器连接至每个相来实现。利用高电压电抗器L调节电容器C1和C2会使50Hz电流分量不受阻碍地流过C2。但接近中心频率的频率流过电阻器并转化为热，因此干扰频率显著减小。

单个电容器的设计

电容器由绕线元件构成。这些器件可在约2kV电压的范围内保持最好工作状态，所以必须将大量元件串联起来，以实现所要求的250～300kV耐受电压。为使这些巨型电容器易于运输和进行模块化安装，专业制造商现在能够将绕线元件装配在不锈钢外壳之中并予以焊接，以提供一个密封接头。这些装置称为中压电容器。

连接至第一电容器（C1）的高电压分配在30～40个电容器上，使每个电容上的电压约为7.5kV。电容器的重量最大不能超过100千克，每个并联电容器串不超过10个。一个C1电容器的电容值为35～40μF。这些电容器由若干绕组元件组成，这些元件在内部进行连接，形成串联绕组群。在第二电容器（C2）中，所连接的30～40kV电压分配到约5个电容器串上，使每个电容器上的电压约为7kV，电容值约为45μF。

技术实现会产生非常大的设备。一个电容器绕组元件的电极由一张铝薄膜和电介质（由若干层聚丙烯薄膜组成）构成。如果将这种设计需要的所有薄膜依次排列起来，会产生一条800万米长的薄膜带，远超过地轴长度的一半，薄膜面积可覆盖350个标准FIFA足球场。以重量来表示，这需要超过10吨铝和约25吨聚丙烯。为了将这么大的有效面积的薄膜压紧，铝薄膜和聚丙烯薄膜首先要绕成圆形，然后被压平。然后将这些扁平绕组堆叠、连接、绝缘，并装配和密封在矩形外壳中。仅电容器（包括外壳和连接器）的总重就可远超50吨。

这许多例子都证明了电容器在电力电子和电力工程中的广泛应用。它们还可作为辅助组件用于更多应用，如混合动力车和电动车、电表及大功率驱动装置的控制。

ST、CIOilit以及斯帕兰扎尼传染病研究所合作研发高精度的病毒分析仪，

帮助提早发现埃博拉病毒

意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）、Clonit以及意大利拉扎罗斯帕兰扎尼国家传染病研究所（NationalInstitute for Infectious Diseases LazzaroSpallanzani）经过几个星期的合作，开发出一款能够在75分钟内检测出埃博拉病毒的便携分析仪原型设计。

该便携分析仪基于实时聚合酶链反应（RT-PCR，RealTime Polymerase Chain Reaction）的分子生物学技术。这项合作的下一步开发任务是将定点保健站（point-of-care）的埃博拉病毒检测方案最佳化，包括最大限度降低在处理生物样品过程中可能受到感染的风险，同时降低成本，使其能够大规模广泛推广应用，以加快实现快速诊断埃博拉以及其它传播性较强的病毒铺平道路。

意大利拉扎罗斯帕兰扎尼国家传染病研究所是意大利卫生部指定的两家埃博拉护理治疗中心之一；该分析工具套件原型设计通过了该中心制定的国际标准测试，能够准确地发现血液中的埃博拉病毒，而整个化验过程中只需几毫升人类血液样品，并可用稀释100万倍的血液样品验证了化验结果的精确度。因为检测灵敏度及准确度极高，该解决方案可用于病症早期的病毒检测，有助于大幅度抑制致命性传染病传播与蔓延。

该工具套件有4个主要组件：

・提取器（extractor）：存放血液样品，提取RNA病毒；

・微型硅芯片（silicon microchip）：意法半导体的AgrateBrianza和Catania实验室研发、尺寸仅为邮票大小的微型硅芯片可充当微型反应器，重现提取遗传物质的微米级放大筛选过程。被提取的RNA放入反应器内，可根据RT PCR检测方法逆转成DNA并被放大。

・专门试剂（specific reagents）：Clonit开发的反应试剂，预置于微型芯片上，按照国际质量控制法规规定的标准和控制方法，执行量化实时PCR（病毒装载）过程；

・便携光学读取器（portable optical reader）：意法半导体开发的解决方案，检测血液样本是否存在病毒DNA，并将数据发送到相连的电脑主机，由电脑主机软件处理检测数据.并以图表形式显示处理结果。

除了检测准确外，快速的检测速度和小尺寸也使该分析套件非常适用于急救和医院外的现场诊断。

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【关键词】平行板电容器；圆柱形电容器；球形电容器；电介质；电容

电容器电容的计算是大学物理课程中最基本的内容之一，而各向同性电介质电容器电容的计算方法也是多样的，大学物理教材中主要从定义公式来介绍电容器的电容，学生在做课后习题时，不能举一反三，很少考虑到用其他方法来求解电容器的电容，本文介绍了用三种方法求解大学物理学中常见的电容器的电容，并对三种方法进行了讨论分析。

1 利用定义公式来计算各向同性电介质电容器的电容

这种方法是大学物理书上介绍的较多的也是学生比较熟悉的的一种求解方法，具体的解题步骤可归纳如下：

（1）运用高斯定律求解电容器极板之间的电位移矢量D的大小。

（2）根据各向同性电介质中电位移D与电场强度E的关系E=■，求出两极板之间的电场强度E的大小。

（3）再利用电位差U与场强E的关系式U=■■.d■，求解两板之间电位差U。

（4）应用定义C=■，求解电容器的电容，其中公式中的Q表示一块极板所带的电量的大小。

[例1]平行板电容器两板之间的距离为d，极板面积为s，两板之间的电势差为 U，左右两部分空间分别充满介电常数为ε1和ε2的电介质，ε1充满的空间的极板面积为s1，求电容器的电容C。

图1 平行板电容器示意图

[解]：直接应用定义[1] C=■=■+■这种方法比较容易，不做详细解答。

球形电容器和圆柱形电容器也能够采用此方法来求解电容器的电容，这种方法比较简单，本文不再具体讨论。

2 利用叠加法来计算各向同性电容器的电容

这种方法在大学物理书上介绍的很少，学生做课后习题时往往忽略了这种方法，也很少有学生想到这种方法，用叠加法来求解电容器的电容，具体步骤可归纳如下：

（1）把电容器看成是由两个或者多个电容器的串联或者并联而成，先求各个电容器的电容 ，C1，C2…Cn。

（2）根据叠加原理[2]，利用电容器串联公式■=■+■+…■或者电容器的并联公式C=C1+C2+…Cn来求解电容器的电容C。

[例2] 如图所示，圆柱形电容器由两个同轴的圆柱面构成，长度均为l，半径分别为R2和R1（R2>R1），且l>>R2-R1两柱面之间充有介电常数ε的均匀电介质，当两圆柱面分别带等量异号电荷+Q和-Q时，求：圆柱形电容器的电容。

图2 圆柱形电容器串联示意图

[解]：把整个圆柱形电容器看成由很多个半径为r，厚度为dr，高度为l的圆柱体微元电容器构成，整个圆柱形电容器可看成是由这些圆柱体电容器串联而成，微元电容器的电容：

dC=■（2.1）

因为r>>dr微元电容器的电容为：

dC=■（2.2）

电容器的串联方法得出电容器的总电容满足：

■=■■（2.3）

圆柱形电容器的总电容为

C=■（2.4）

平行板电容器、球形电容器的电容的计算也可以采用此方法来求解，[例1]就可以看成左右两个电容器的并联，利用并联公式求解C，本文不再讨论。

3 利用能量法来求解各向同性电介质中电容器的电容

用这种方法来求解电容器的电容要求学生熟悉能量与电容的关系式，很多时候是能量已经在前一步骤已经计算出来了或者题目中已提供能量的大小，这个时候可以直接运用公式C=■来求解电容器的电容，具体求解步骤可归纳如下：

（1）运用高斯定律求解电容器极板之间的电位移矢量D的大小。

（2）在各向同性电介质中，电位移D与电场强度E的关系为E=■，利用这个式子求出两极板之间的电场强度E的大小。

（3）利用电位差U与场强E的关系式U=■■.d■，求出两板之间电位差U的大小。

（4）利用公式W=■QU求出整个电容器的能量W。

（5）利用公式C=■求出电容器的电容C。

[例3] 如图所示，两个同轴球面半径分别为R2和R1（R2>>R1），带有等量异号电荷+Q和-Q，两球面之间充满介电常数为ε的电介质，求球形电容器的电容。（下转第34页）

图3 球形电容器示意图

[解]：根据介质中的高斯定律两球面之间的电位移大小为：

D=■（3.1）

由电位移与电场强度的关系求出电场强度E的大小为：

E=■=■（3.2）

利用电势与场强的关系U=■Edr，求出两板之间的电位差为：

U=■（3.3）

整个电容器的能量为：

W=■QU=■（3.4）

整个电容器的电容为：

C=■=■（3.5）

电容器的能量除了用上述方法来求，通常采用W=■ωdV来求能量，或者把电容器分割成一系列小的电容器，把每部分的能量叠加起来求出电容器的总能量，然后再求电容器的电容C，这里不再一一介绍。这种方法也可以用来求平行板电容器和圆柱形电容器的电容。

总之，上面用了三种方法来讲述电容器电容的计算，三种方法各有自己的优缺点，具体采用哪种方法要视情况而定，用定义公式和用叠加法较简单计算各向同性电介质的电容过程比较简单，但定义直接计算非线性的各向异性电介质比较复杂，能量法一般是题中已经提供了能量或者前一步骤已经计算出能量才运用能量法求解，要不反倒会使问题变得复杂。学生在做课后练习时，要做到举一反三，能够运用不同的方法来解决同一个问题。

【参考文献】

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【关键词】单片机，555多谐振荡电路，LED动态显示模块，电容三点式振荡

【中图分类号】TM53【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0400-02

【基金项目】 本文为《大学生创新创业训练计划项目》 项目编号：0205-02010008，指导老师：赵波、郝武帮。

1、设计的背景及意义

目前，常见的高精度L、C、R电桥均采用阻抗―矢量电压测量L、C、R参数。通常这些仪器都设置了高精度差动放大器、精密鉴相电路、高性能的滤波器、比较器、积分器、高分辨率的双斜式A/D等一系列功能电路。因正弦信号源直接影响测量精度，所以在正弦电路中均采取了一系列稳频、稳幅和降低失真的措施[1]。虽然这类仪器的精度较高，但整个仪器结构复杂，对元器件要求高，选配和调试困难，生产成本高，体积较大，需220VAC供电等，使其推广受到限制。

本设计开发的这测试仪采取阻抗―相角法测量L、C、R参数。这测试仪以MCS―51单片机[2]为核心，采用过零鉴相填充计数法[3]进行测相，由程序控制定时实测正弦信号频率，从而大大降低了仪器对正弦信号电路的要求，故不必像阻抗―矢量电压法仪表那样对正弦发生电路采取专门的稳压、稳频措施。仪器采用自行设计的低成本、高精度测相电路和正弦发生电路，并由程序控制定时实测正弦信号频率，采用多次测量中值滤波等，既保证了仪器的精度，又降低了仪器的生产成本，适应了普通测量的需要。

新型R、L、C测试仪设计的创新点：成本低、体积小、便于携带、测试方便、双电源模式。

2、系统的原理框图

本设计中，考虑到单片机具有物美价廉、功能强、使用方便灵活、可靠性高等特点，拟采用MCS -51系列的单片机为核心来实现电阻、电容、电感测试仪的控制[4]。系统分四大部分：测量电路、控制电路、通道选择和显示电路。通过P1.3和P1.4向模拟开关送两位地址信号，取得相应的振荡频率，然后根据所测频率判断是否转换量程，或者是把数据进行处理后，得出相应的参数值。系统设计框图如图2-1如下所示。

框图各部分说明如下：

1）控制部分：本设计以单片机为核心，采用AT89C52单片机，利用其管脚的特殊功能以及所具备的中断系统，定时/计数器和LED显示功能等。LED灯：本设计中，设置了1盏电源指示灯，采用红色的LED以共阳极方式来连接，直观易懂，操作也简单。数码管显示：本设计中有1个74HC02、2个74LS573、1个2803驱动和6个数码管，采用共阳极方式连接构成动态显示部分，降低功耗。键盘：本设计中有Sr，Sc，SL三个按键，可灵活控制不同测量参数的切换，实现一键测量。

2）通道选择：本设计通过单片机控制CD4052模拟开关来控制被测频率的自动选择。

3）测量电路：RC震荡电路是利用555振荡电路实现被测电阻和被测电容频率化。电容三点式振荡电路是利用电容三点式振荡电路实现被测电感参数频率化。通过51单片机的I/O口自动识别量程切换，实现自动测量。

3、电阻、电容、电感测试仪的系统硬件设计

3.1 MCS―51单片机电路的设计

在本设计中，考虑到单片机构成的应用系统有较大的可靠性，容易构成各种规模的应用系统，且应用系统有较高的软、硬件利用系数。还具有可编程性，硬件的功能描述可完全在软件上实现。另外，本设计还需要利用单片机的定时计数器、中断系统、串行接口等等，所以，选择以单片机为核心进行设计具有极大的必要性。在硬件设计中，选用MCS-51系列单片机，其各个I/O口分别接有按键、LED灯、七位数码管等，通过软件进行控制[5]。

MCS-51单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、定时/计数器、并行I/O口、串行口和中断系统等几大单元，以及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。

3.2 测量电阻电路的设计

由于555定时器是一种中规模集成电路，只需外接少量R、C元件，就可以构成多谐、单稳及施密特触发器[6]。电阻的测量采用“脉冲计数法”，由555电路构成的多谐振荡电路，通过计算振荡输出的频率来计算被测电阻的大小。

555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：

参考文献

[1] 邱关源主编.电路[M].4版.高等教育出版社，2009

[2] 张毅刚.MCS―51单片机应用系统[M].哈尔滨工业大学出版社，1997

[3] 余孟尝主编，清华大学电子学教研组编.数字电子技术基础简明教程[M].3版.高等教育出版社，2010

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电容器检测方法主要分为三个大类：可变电容器的检测、电解电容器的检测、固定电容器的检测。

1、可变电容器的检测

A用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。

B用一只手旋动转轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。

C将万用表置于R×10k挡，一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端，另一只手将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有时指向零，说明动片和定片之间存在短路点;如果碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象。

2、固定电容器的检测

A检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。

B检测10PF～0.01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。

C对于0.01μF以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。

3、电解电容器的检测

A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。

B将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路;如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。

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1、电机的C线接到电容的火线；

2、电机的M线接到电容的零线；

3、电机的R线串联电容后，接到零线上面。

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[关键词]电容充放电 原理 结构

中图分类号：R197.39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0252-01

[Abstract]Capacitor charging and discharging radiation X-ray machine is an essential equipment， it has the use of flexible and convenient， simple structure， easy operation， less investment characteristics. This article describes a specific type of equipment， working principle and structural characteristics.

[Key words]Capacitor charging and discharging Principle Frame

1 概述

电容充放电X线机，是医用诊断X线机中另一型的机器，它是将电能储存于高压电容器内，通过X线管瞬间释放电能而产生X线。这种机器有许多独特的优点：

1.1 使用栅控三极X线管

电容充放电X线机的X线发生控制属次级控制式。高压电容器充电的同时，X线管两端就加上了电容器的充电电压，但不发生X线，这是因为三极X线管的栅极上加有约1kV的负电位。控制X线的发生，仅控制栅极负电位的有无即可。实际上，栅极负电位的控制不是绝对的，即在栅极加有负电位时，仍有少量X线产生，此X线称为潜生X线。为此，电容充放电X线机的缩光器除具有通常的遮线板外，还设有转动式遮线板。在通常状态下，它进入X线通道，遮断潜生X线的外漏。X线发生前将它转出X线通道，使X线仅受缩光器的限制。

1.2 对光源的要求低

高压发生器具有两个大容量的高压电容器，曝光前，由电源对电容器充电；曝光时，电容器通过X线管放电。电容器容量一般为1uF，充电开始由面板的充电按钮控制。一般对电源的要求在220V、200W左右，在普通照明插座即可正常工作。由于高压电容器的使用，使得X线发生时，X线发生装置主电路与外电源脱离关系，所以，X线的输出不受电源波动的影响，X线的发生也不会引起电源的波动。X线管的灯丝电路和控制电路是一直由电源供电的。由于这种X线装置设有mAs限时器，即使X线发生时偶然的电源波动引起灯丝温度变化，最终的X线输出也会自动得到补偿。

1.3 具有尾波切断功能， 免了软射线的影响

随着X线的产生，电容器经X线管放电，电容器两端的电压逐渐下降，即千伏值降落越甚。管电压在35kV以下所发生的X线都属于软射线，对摄影效果作用不大，但却增加了病人的受照剂量。所以，该设备上设有35kV以下自动切断曝光的功能。

1.4 可获得快速摄影效果， 摄影速度可达到0.001s。

1.5 放电电流无波动， X线输出量大于相同规格的单相或三相全波整流式X线机。

1.6 控制电路简单，操作方便。

虽然它具有上述优点，但由于早期技术水平所限，在设计理论及制造工艺等方面都存在着很多不足之处，直到20世纪60年代末电容冲放电X线机才逐渐完善。在这期间相继研制并投放市场的有：胸部间接摄影移动式X线机；病房移动式X线机等。以后又和电视系统相结合，研制成快速心血摄影机

2 基本结构

电容充电式X线机，主要是依靠小容量高压变压器对高压电容器充电，当电压达到一定数值后，高压电容器所积蓄的电荷，通过X线管放电，即产生X线。再次充电后既可进行第二次放电，而第二次充电比第一次充电时所需功率少，只需补足放电所耗功率即可。其组成的方框图如下所示。

2.1 高压发生器

包括高压变压器、X线灯丝加热变压器、高压归整流器及充电保护电阻。为了高压绝缘和防震，将这些元件均装入一个油浸的铁箱内。

2.2 高压电容器箱

包括高压电容器、残留电荷释放器、放电保护电阻和管电压测量去器元件等。这些器件，也都装在一个铁箱内，并注入绝缘油。移动式电容充放电X线机，大都将高压发生器和高压电容器装在同一个铁箱内。

2.3 控制台

包括各类开关、测量仪表、调节器、控制电路等。

2.4 线管头

包括栅控三极X线管、X线管套、旋转阳极定子绕组和遮光器等。电容充放电X线机的遮光器在不摄影时其叶片完全闭合，使暗电流X线不能射出。

2.5 机械装置

移动式一般制成台车型用蓄电池做能源驱动电机使台车移动。车船或室内固定型，其机械装置与一般X线机类似。

电容充放电X线机，按起结构形式分为两大类：一类是按其结构形式分巡回移动电容充放电X线机，另一类是胸部、胃肠普查用固定型间接摄影X线机。两者结构原理大致相同，只是使用目的的不同，机件结构形式有些差异。巡回移动式电容充放电X线机，在大医院中可作为病房内巡回诊断摄影用。而胸部胃肠普查用间接摄影机，系将高压电容器、高压变压器、控制台、X线机、摄影机以及一些其他附件、均装在车船上或医院的普查的诊断室，用于团体检查。

参考文献

[1] 梁振声.X线机构造及维修[M].山东科学技术出版社.1993.

[2] 黄殿中.医学影像学发展与技术设备[J].医疗装备，2007，4：51-52.

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[关键词]电容式电压互感器（CVT） 自激法 正接线 反接线

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0133-01

前言

介质损耗是测量CVT绝缘好坏手段，CVT绝缘受潮，老化内部损伤都可以通过tanδ值反应，测量同时可测出电容值并反应CVT内串联电容器组及连接部位是否牢固有无击穿，损坏及放电现象。CVT分为单元式结构和整体式结构，其中整体式结构有整体封闭式和瓷套上引出分压电容抽头两种类型，下文中将针对不同结构CVT介绍正接线，反接线和自激法，根据中国《电力设备预防性试验规程》对测量结果做出判定。

电容式电压互感器CVT主要由电容部分和电磁部分组成，电容部分由主电容器组（C1）和分压电容器（C2）构成电容分压器，电容器之间会有分压抽头引出以方便介损测量。电磁部分由中间变压器（T1），补偿电抗器（L），阻尼器（R0），保护间隙（P）组成。工作时，一次电压通过CVT中的电容分压器将一次高压将低到一定水平通过后面的中间变压器处理转变为可供二次设备保护，测量，计量用的小电压，这种内部结构从一次侧看CVT呈容性可有效避免如串级式电压互感器（电磁式互感器一次呈感性）与电源侧开关断口电容结构形成谐振回路防止了谐振过电压出现。电容分压器（C2）的低压端（δ）与地之间可接入载波耦合器（J）它的阻抗值在工频（50Hz）时极小可视为短路，δ端在不作载波通讯时必须接地。为补偿电容分压器（C2）的容性阻抗串入补偿电抗器（L）使CVT在工频下回路中电感和分压电容的等效电容处于谐振中从而减小CVT回路自身的阻抗提高了测量精度和带负荷的能力。中间变压器（T1）工作在磁化特性线性段输出低电压供给保护与测量设备其低压端（Xt）在设备运行时与接地端短接并禁止开路，阻尼器（R0）起抑制铁磁谐振保护设备绝缘作用它并联在二次绕组（af，xf）中，该绕组提供零序保护电压额定输出100V也称剩余电压绕组用作高压输电线路某相出现单相接地时给保护器零序电压报警。其余几个绕组可根据准确度分别使用‘0.2’级用作电能计量，‘3P’级用作继电保护额定输出电压都为‘100/√3’V。 根据叠装式CVT的两种结构型式：整体封闭和有分压抽头引出。分别针对不同结构介绍不同的现场停电测量方法。

1、自激法

对整体封闭式电容式电压互感器因为没有分压抽头引出常规测量法已不能使用。用AI-6000E自动变频介损测试仪进行试验，被试品型号：TYD2 110/√3―0.01H桂林电力电容器厂，测量电压由剩余绕组（af xf）施加，这一绕组中并联有阻尼电阻（R0）可防分压电容与电感（L）形成谐振回路产生的过电压，中间变压器（T1）作为试验变压器从剩余绕组施加电压产生激磁在一次侧感应出高压作为测量用电压用来测量主电容，分压电容和耦合电容器的tanδ值和电容值。从剩余绕组加压除并联有阻尼电阻可防过电压损伤绝缘外还因为绕组容量大于电桥消耗功率考虑到电容器串联单元，介损测量时的电压效应，大容量二次绕组试验时可施加更高电压测量出的结果更真实。实际测量时应将一次线与避雷器拆开，悬空并根据二次绕组绝缘水平选择施加电压2.5KV。

2、正接线

对有分压抽头引出的CVT进行介损测量如被试品两端对地绝缘时使用此方法，这种方法易于排除高压端对地杂散电流带来的误差，对电容量测量误差较小，抗干扰性较强。试品型号：TYD 110/√3-0.01H试验前应拆除与避雷器相连一次线，从二次绕组分压电容低压端‘δ’上施加电压，‘δ’端应独立悬空，其余绕组短接并接地。施加试验电压时电桥处于低电位，试验电压不受电桥绝缘水平限制，实验电压规定为10kv以内根据加压绕组绝缘水平常采用8kv试验电压。

3、反接线

对于有分压点引出的CVT还有一种方法进行测量如被试品只有一端接地时采用，这种试验方法测量时电桥处于高电位试验电压受电桥绝缘水平限制，高压端对地杂散电流不易消除，干扰效大，为减少干扰提高测量精度降低试验风险可选择从二次绕组加压。如上图右所示，试验前一次绕组与避雷器的连线应拆开并挂上接地线保证其线路上工作人员的安全，试验电压从二次绕组‘δ’端施加，‘δ’端应独立并悬空，其余绕组短接并可靠接地，考虑到绕组绝缘水平施加试验电压应小于4kv工作中选择2kv作为试验电压。

案例分析：2012年5月初，在外线维修组完成线路检修后玉溪钢铁厂110kv降压站九龙线‘Ι回’复电，中控室发现三相电压采样值不一样。其中AC相都为110kv上下，B相在97～102kv之间做无规律变动，联系电调和上一级宝峰变询问110kv侧电压回复均为正常，排除上一级故障。进一步检查端子箱用万用表测量电压发现采样回路B相电压低于额定值（100/√3），再查综合保护器电压回路B相电压也低于额定值，且保护定值未被改动保护动作未触发通信无异常，排除保护器故障。最后怀疑B相CVT内部故障，申请停电试验。

预防性试验数据（温度：10度 相对湿度>35% 载波耦合电容C：9.97nF tanδ：0.052%

高压电容C1：12.48nF tanδ：0.057% 分压电容C2：60.05nF tanδ： 0.055%）

数据分析和整改建议：试验采用自激法进行测量由于当天气温低湿度大故测出的tan δ值比出厂值要大但符合标准，对比电容值发现分压电容C2电容量已超出额定值10%，考虑到二次采样电压与中间变压器变比，分压电容器电容量大小有关，二次电压降低但并未完全失压且有波动可以排除中间变压器一次侧故障重点排查中间变压器二次绕组引出线是否有断线或接地，分压电容器C2是否短路，有放电现象。返厂维修发现电容器元为纸介质在安装时介质有破损并有水份渗入在投运后在系统短时过电压冲击下发生过局部放电现象，经过一段时间出现个别电容元件击穿所以出现二次采样电压低于额定值。

整改方案：由于CVT电容量变化是一个量变到质变的缓慢过程且初期变化量小不易发现，所以值班人员密切监视采样值做好当班记录并修改上位机增加采样曲线日记录功能，以便日后做对比掌握发展规律。日常停电维修中禁止使用水管对CVT外表面进行冲洗防止水份沿安装缝隙浸入二次绕组及内部元件，引起短路，接地故障。有条件时，可用酒精对二次绕组瓷套进行擦拭以消除水气，防止元件受潮老化。

参考文献

[1] 王寅仲，陈天翔・电气试验（第四版），中国电力出版社，2005年.