[发明专利]一种自愈式金属化膜电容器自愈性能的测试方法

说明书

本发明公开了一种自愈式金属化膜电容器自愈性能的测试方法，包括测试装置，所述测试装置包括脉冲抽取单元M1和与脉冲抽取单元M1并联的试品电容Cs、由电阻分压器及电压表组成的直流电压测量单元PV1和数据采集及处理单元M2，所述方法包括数据采集及处理单元M2在试品电容Cs发生自愈时，采集脉冲抽取单元M1输出的向下跳变的脉冲电压信号波形，得到自愈前的试验电压、自愈持续时间、自愈能量和自愈频次测试数据。这种方法成本低、基于自愈时电压降落的直接测量，自愈参数的测量简单方便，同时能在试品电容自愈失败时，数据采集及处理单元不会被过电压损坏。

技术领域

本发明属涉及于自愈式金属化膜电容器性能测试技术，具体是一种自愈式金属化膜电容器自愈性能的测试方法。

背景技术

自愈式金属化膜电容器具有自愈特性，当金属化膜电容器介质局部发生击穿时，击穿点周围的金属镀层受热蒸发，并在极短时间内恢复绝缘性能。自愈发生时总是伴随着能量的消耗，自愈能量越大，自愈持续时间越长，则金属镀层蒸发面积越大，电容损失越大，自愈失败的概率越高；单位时间内自愈发生的次数越多，则电容损失速度越快。因此，检测自愈式金属化膜电容器的自愈能量、自愈时间和自愈频次是检测自愈式金属化膜电容器性能的重要手段。

自愈测试方法主要有声测法和电测法：声测法是检测自愈时发生的声音，并以检测到的声音作为自愈式金属化膜电容器发生自愈的依据，该方法只能检测自愈的频次，难以准确地测量自愈能量、自愈时间的大小；电测法是检测自愈发生时电容器端电压的下降幅度，并以此作为自愈式金属化膜电容器发生自愈的依据。根据自愈式金属化膜电容器的电容Cs、自愈发生前的端电压U₁及自愈发生后的端电压U₂来计算自愈能量W:

W=Cs*(U₁²- U₂²)/2 （1）

由于自愈式金属化膜电容器较频繁发生自愈时的直流试验电压一般在数千伏，而自愈发生时端电压下降幅值仅为数百毫伏至数十伏，因此用常规的交直流阻容分压器配合数字示波器难以准确测量自愈发生时端电压下降幅值。

目前常用的电测法是基于电荷补偿的测试方法。文献见：李化等人所著的《自愈式金属化膜电容器自愈理论及规律研究》（《电工技术学报》2012年第27卷第9期）；毛伟等人所著的《基于电荷补偿的自愈式金属化膜电容器自愈测试方法》（《太赫兹科学与电子信息学报》2018年第16卷第6期）。基于电荷补偿测试方法，是将试品电容Cs与采样电阻串联，再与补偿电容并联，然后接入直流充电回路。在试品电容Cs发生自愈时，其端电压降低，补偿电容向其补偿电荷并形成电流，在采样电阻上产生脉冲电压信号。通过对脉冲信号进行积分运算，得到信号曲线与时间轴所包络的面积，根据此面积间接求得自愈时的电压降幅，然后用式（1）计算自愈能量。

电荷补偿法虽然能够准确测量自愈能量，但自愈发生时端电压下降幅度不是直接测量得到，而是通过计算间接得到，测量原理和数据分析计算都非常复杂，还需用到积分运算，此外，该方法不能准确测量自愈持续时间。

发明内容

本发明的目的是正针对现有技术的不足，而提供一种自愈式金属化膜电容器自愈性能的测试方法。这种方法成本低、基于自愈时电压降落的直接测量，自愈参数的测量简单方便，同时能在试品电容自愈失败时，数据采集及处理装置不会被过电压损坏。

实现本发明目的的技术方案是：

一种自愈式金属化膜电容器自愈性能的测试方法，包括测试装置，所述测试装置包括脉冲抽取单元M1和与脉冲抽取单元M1并联的试品电容Cs、由电阻分压器及电压表组成的直流电压测量单元PV1和数据采集及处理单元M2，其中，直流电压测量单元PV1、脉冲抽取单元M1、试品电容Cs并联后串接充电限流电阻Rx1与直流试验电源G1连接，脉冲抽取单元M1的输出端连接数据采集及处理单元M2，数据采集及处理单元M2直接测量自愈式金属化膜电容器即试品电容Cs自愈发生前的端电压、自愈持续时间及自愈发生后端电压的变化幅度，数据采集及处理单元M2为示波器或数据采集卡与计算机组成的装置；