+7 (495) 981-9839
+7 (495) 642-5882

Rus Eng
Заказ обратного звонка
заказать звонок тел.: +7 (495) 981-9839
+7 (495) 642-5882
+7 (498) 653-4068
sales@khomovelectro.ru
Отправить заявку
Компания «Хомов электро» — завод-изготовитель, имея многолетний опыт работы на рынке электротехнического оборудования по производству конденсаторных установок и налаженные прямые поставки комплектующих высокого качества для компенсации реактивной мощности от мировых производителей, — признанных лидеров в своих отраслях бизнеса, готова оперативно и качественно выполнить ваш заказ на изготовление и поставку оборудования в срок.
большой опыт работы
качество продукции
оперативность выполнения
индивидуальный подход

Конденсаторы RTR ENERGIA сухого типа


	
		
			 

ВВЕДЕНИЕ

Низковольтные силовые конденсаторы для коррекции коэффициента мощности самовосстанавливающегося типа появились на рынке примерно в 1980 году, когда в качестве диэлектрика стали использовать металлизированную полипропиленовую пленку. До этого в бумажных конденсаторах, а потом в конденсаторах с комбинированным диэлектриком, в качестве пропиточного вещества и хладагента применялось масло. В самых первых поколениях металлизированных полипропиленовых (MPP) конденсаторов также в качестве пропиточного вещества использовалось масло.

По мере развития технологии выполнения металлизированных полипропиленовых (MPP) конденсаторов, они стали более компактными, а с ростом применения систем автоматической коррекции коэффициента мощности в коммерческих и промышленных целях повысилось и внимание к использованию так называемой "сухой технологии".

Главным определяющим фактором распространения конденсаторов сухого типа была устойчивая тенденция к применению конструкций низковольтного электрооборудования без использования жидкостей, что было обусловлено изменением требований по безопасности, потенциальной пожароопасностью из-за наличия легковоспламеняющегося изоляционного масла, а также повышением расходов на страхование.

С момента появления "сухой технологии" производители испробовали различные способы изготовления конденсаторов без применения жидкости – использовали разнообразные типы полимерных систем, наполнителей, парафинов и гелей, а также различные газы.

Однако по прошествии некоторого времени, технология сконцентрировалась на двух разных направлениях, а именно: полиуретановая смола и инертный газ.

В итоге существуют две технологии выполнения конденсаторов, различия между которыми в части режимов и характеристик далеко не очевидны.

Поэтому потребителю зачастую непросто сделать осознанный выбор между двумя типами конденсаторов.

Настоящая статья имеет целью внести ясность по этому вопросу и содержит:

  • Краткий обзор проблем, связанных с проектированием и изготовлением конденсаторов сухого типа, а также их тепловыми режимами и стабильностью емкости при использовании в устройствах для коррекции коэффициента мощности при имеющихся условиях окружающей среды и режимах электросети, и, следовательно, сроком службы.
  • Сравнение рекламных материалов различных производителей, выпускающих оба типа конденсаторов,
  • Результаты выполненных сравнительных испытаний.

ОБЗОР ВОПРОСОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ СУХОГО ТИПА

12121.jpg

Как известно, эксплуатационные характеристики конденсатора и его срок службы во многом определяются видом используемых материалов, конструктивными решениями, оказывающими влияние на тепловые режимы, технологией производства и т.д.

Для сухих конденсаторов проблема оптимизации теплового режима приобретает особое значение, что делает важными следующие вопросы:

Тепловые режимы и срок службы

Стабильность емкости

Возникновение неисправностей

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ

Полимерные смолы или газы, используемые в конденсаторах, необходимы для защиты активных частей конденсатора на протяжении всего срока службы, т.е. они должны защищать намотку от кислорода, влаги и прочих воздействий со стороны окружающей среды. Это жизненно важно для обеспечения стабильности емкости на протяжении всего срока службы конденсатора.

Здесь важно подчеркнуть, что силовые конденсаторы подвержены воздействию температурных колебаний в очень широком диапазоне. Это обусловлено тем, что они работают не только в номинальном режиме, но и в условиях значительных перегрузок, возникающих из-за наличия гармоник в системе электроснабжения, которые могут вызвать близкие к резонансу явления и создать дополнительные перенапряжения. И все это – в сочетании с изменяющейся температурой окружающей среды, зависящей от условий охлаждения в месте расположения установки.

Учитывая значительное увеличение удельной мощности современных силовых конденсаторов, описанные выше факторы вызывают значительные тепловые нагрузки, особенно в случае крупных конденсаторов.

Поэтому очень важно обеспечить, чтобы тепловые режимы проектируемого устройства были оптимизированы при максимально возможном уровне тепловых нагрузок. Это позволит обеспечить более долгий срок службы.

На термическую стойкость устройства оказывает влияние следующее:

  • расположение источников тепла;
  • пути передачи тепла, по которым тепло должно отводиться от устройства
  • скорость, с которой тепло может быть рассеяно во внешнюю атмосферу (поскольку низковольтные силовые конденсаторы выполняются всегда с воздушным охлаждением)

Из перечисленных выше факторов наиболее сложен второй, поскольку здесь много влияющих переменных.

Практически все газонаполненные конденсаторы, выпускаемые для низковольтных устройств коррекции коэффициента мощности, имеют цилиндрическую конструкцию. Важно понимать, что в таких конденсаторах путь отвода тепла из-за необходимости выдерживания необходимых зазоров содержит большие участки, заполненные газом.

Кроме того, в конденсаторах, имеющих несколько намотанных катушек, промежутки между катушками также заполнены газом.

Учитывая термические свойства инертных газов и их характеристики теплопередачи, в таких конденсаторах это приводит к появлению "горячих пятен" с несовпадающими температурами. Кроме того, в этом случае разные обмотки в конденсаторе имеют различные температуры.

В результате тепловое сопротивление газонаполненного конденсатора становится многомерной переменной, что приводит к различным термическим характеристикам, особенно в условиях тепловых перегрузок.

В конденсаторах, герметизированных смолой (особенно там, где герметизация происходит в вакууме), эти вопросы не стоят так остро, поскольку смола заполняет все зазоры в конструкции конденсатора. Это приводит к большой и однородной удельной теплоемкости, а также лучшей теплопередаче.

Это приводит не только к уменьшению разницы температур в структуре конденсатора, но и способствует равномерному теплообмену. Следовательно, тепловое сопротивление такой структуры конденсатора не только ниже, но и, по своей природе, более стабильно.

EA RTR однофазный конденсатор (1).JPG

Это позволяет обеспечить более эффективный отвод тепла и снижение температур горячих пятен.

Это дает несомненные преимущества при более высокой тепловой нагрузке, т.е. состоянии, которое встречается в процессе эксплуатации конденсаторов чаще всего. Вследствие этого обеспечивается более продолжительный срок службы конденсатора.

СТАБИЛЬНОСТЬ ЕМКОСТИ

Другим важным вопросом является стабильность емкости. Как было указано ранее, она зависит от качества защиты активных частей конденсатора.

Конденсаторы герметично закрыты для предотвращения доступа воздуха и попадания загрязняющих веществ, которые будут негативно влиять на рабочую часть конденсатора и, следовательно, на срок службы. Это крайне важно для обеспечения большого срока службы и правильного функционирования механизма отключения.

Современные низковольтные конденсаторы изготавливаются с использованием различных технологий выполнения швов корпуса и их герметизации. В качестве примера можно привести такие варианты, как фальцевание, закатка и т. д.

Несмотря на то, что такие технологии удовлетворения потребностей в различных отношениях, важно помнить, что все герметично закрытых корпусах всегда есть скорость утечки.

И хотя такие технологии формально удовлетворяют техническим требованиям, важно помнить, что любые герметично закрытые оболочки обладают некоторой степенью негерметичности (наличием утечки).

Это подразумевает, что спустя некоторое время составляющие атмосферного воздуха проникнут внутрь оболочки.

EA RTR однофазный конденсатор (2).JPG

Состав атмосферного воздуха может быть различным в зависимости от места установки и может включать в себя влагу, агрессивные разъедающие вещества и т.д.

В газонаполненных конденсаторах это может привести к постепенному разрушению рабочей части конденсатора, что приводит к снижению емкости, т. е. материал будет подвергаться коррозии, будут чаще возникать частичные разряды, и конденсатор будет постепенно терять все больше и больше емкости, иметь повышенные диэлектрические потери, что в итоге приведет к уменьшению срока службы.

Скорость разрушения, очевидно, зависит от степени негерметичности и состава окружающей среды.

Поскольку степень негерметичности является важнейшим параметром работоспособности газонаполненного конденсатора и очень тщательно контролируется путем проверок и измерений в процессе производства. Даже неправильное обращение при транспортировке или эксплуатации может вызвать изменения в степени негерметичности и снижение емкости. Степень важности проектного решения здесь очень высока, а подобные проблемы могут негативно повлиять на работоспособность устройства в целом.

В герметизированных смолой конденсаторах подобные явления разрушения исключены, поскольку рабочая часть конденсатора полностью защищена смолой. Следовательно, описанные выше проблемы не влияют на стабильность емкости.

Важнейшая проблема здесь состоит в выборе смолы, ее консистенции, для обеспечения полной защиты рабочей части конденсатора и обеспечения нормальной работы механизма отключения, и в то же время, чтобы тип конденсатора оставался соответствующим своему названию – СУХОЙ.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ

Характеристики конденсаторов, выполненных по технологии с заполнением газом, уже были рассмотрены выше, т. е. рассмотрены проблемы разрушения, коррозии и т. д. из-за утечки. Другой важный вопрос заключается в том, что эти явления приводят к расплавлению и растеканию пленки, поскольку конденсаторы состоят в основном из полипропилена (до 90%).

Такое истечение материала из катушки конденсатора, неограниченное в случае газонаполненных конденсаторов, может вызвать соприкосновение обкладок с металлическим корпусом конденсатора и стать причиной короткого замыкания фазы на землю.

В случае заполненных смолой конденсаторов, смола предотвращает соприкосновение обкладок с корпусом конденсатора (поскольку она окружает катушки полностью), а также обеспечивает изоляцию от земли, тем самым сводя к минимуму вероятность возникновения короткого замыкания между фазой и землей.

АНАЛИЗ РЕКЛАМНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В следующей таблице показано сопоставление опубликованных характеристик газонаполненных конденсаторов и конденсаторов, заполненных смолой, в отношении перегрузочной способности и срока службы, по информации, приведенной в распространенных материалах различных производителей.

EA RTR однофазный конденсатор (3).JPG

Эта информация позволяет выявить ряд интересных моментов:

  • Утверждается, что заполненные смолой конденсаторы имеют такой же или больший срок службы, и такую же или более высокую перегрузочную способность, по сравнению с газонаполненными конденсаторами.
  • Такая закономерность наблюдается даже тогда, когда оба типа конденсаторов предлагаются одним и тем же производителем.
  • Дополнительная характеристика – это предельные возможности по пусковому току. Очевидно, что максимальные возможности по этому параметру наблюдаются у заполненных смолой конденсаторов.

Кроме того, следует отметить, что заполненные смолой конденсаторы позиционируются как конденсаторы для тяжелых режимов работы с более высокой перегрузочной способностью и более пригодные для применения в фильтрах с отстройкой от резонансных частот.

Это говорит о том, что производители ставят заполненные смолой конденсаторы на более высокий уровень, уровень премиум-класса, по сравнению с газонаполненными конденсаторами.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ СТАРЕНИЯ КОНДЕНСАТОРОВ

Таблицы и графики показывают особенности поведения конденсаторов, заполненных смолой, и газонаполненных конденсаторов при проведении испытаний на долговечность. Результаты свидетельствуют, что приведенные выше факторы, влияющие на характеристики конденсаторов, являются актуальными и важными.

Очевидно, что в условиях больших перегрузок отклонение значения емкости газонаполненных конденсаторов выше, так же, как и выше значение угла диэлектрических потерь. Кроме того, очевидно, что и время наработки на отказ у таких конденсаторов меньше, чем у конденсаторов, заполненных смолой.

ВЫВОДЫ

Глубокое понимание сложных технических проблем, связанных с влиянием различных факторов на характеристики конденсатора, имеет важнейшее значение для обеспечения надлежащего баланса свойств и оптимальных характеристик.

Приведенные выше сведения позволяют понять разницу между конденсаторами, выполненными по двум различным технологиям.

Хотя пользователь должен руководствоваться в своем выборе требованиями применения, важно отметить, что правильно спроектированные конденсаторы с заполнением смолой могут обеспечить более высокие рабочие характеристики по сравнению с газонаполненными конденсаторами.

143405, Московская область, г. Красногорск, ул. Ильинский тупик, д.6, Бизнес-центр "Березовая роща", офис 5.
Тел.: +7 (495) 981-98-39, +7 (495) 642-58-82, +7 (498) 653-40-68, факс:+7 (498) 653-40-69.
E-mail: sales@khomovelectro.ru. Время работы: с 8:00 до 17:00. © 2017 «Хомов электро»