Силовой конденсатор – это устройство, которое используется в силовой электрической цепи как накопитель электрического заряда. Основной характеристикой такого устройства является емкость, показывающая, какое количество заряда может в нем накопиться. За счет этой емкости стабилизируется поток электричества, повышается и компенсируется мощность установки. Силовые конденсаторы могут устанавливаться как по одной, так и по несколько единиц, параллельно-последовательно соединенных в комплектные установки.
Общие сведения
Любой электрический конденсатор – это устройство для накопления электричества, аналогичное аккумуляторной батарее, но отличающееся от нее способностью к одномоментной отдаче накопленного заряда. Силовые конденсаторы выделяются в отдельную категорию несколько условно, так как по конструкции и компонентам изоляции они имеют много общего со всеми остальными. При этом существует ряд особенностей и ограничений, в частности по используемым изоляционным материалам и некоторым другим компонентам.
Конструкция силового конденсатора включает:
- две проводящие ленты-обкладки;
- диэлектрик (изолятор) для их разделения.
В отличие от аналогичных «несиловых» приборов (для связи, радиотехники и т.п.), в данных устройствах для разделения обкладок используются только некоторые виды изоляторов:
- особая конденсирующая бумага;
- искусственно-полимерные ленточные пленки, намотанные в рулоны.
При этом изоляция является слоистой и предполагает применение одного материала или их сочетания. Возможны такие варианты:
- только бумага – бумажный изолятор;
- бумага и пленка (послойное чередование бумаги и пленки) – пленочно-бумажный;
- только пленка – пленочный (единственный из всех может быть однослойным).
Чтобы устранить воздух, который присутствует в бумажной или межслойной структуре, применяется пропитка специальными жидкими веществами, обладающими высокими изоляционными свойствами, обеспечивающими максимальную наполняемость и не дающими усадки.
Обкладки изготавливаются из таких материалов:
- алюминиевая фольга;
- цинковое или алюминиевое покрытие одной стороны бумажного или пленочного изолятора;
- бумажная лента, с двух сторон имеющая металлическое покрытие.
При этом у каждого материала есть свои преимущества: использование фольги обеспечивает наилучшие тепловые характеристики, а остальные два варианта способны самостоятельно восстанавливать емкость в случае пробоя. Применение двух типов обкладок в одном устройстве – одной из фольги и второй с металлическим покрытием – позволяет обеспечить высокие тепловые характеристики наряду со способностью к самовосстановлению.
С учетом указанных особенностей наибольшую распространенность имеют силовые конденсаторы, конструкция которых состоит из таких элементов:
- обкладки – из фольги или комбинированные;
- изоляция – пленочная или пленочно-бумажная.
Применение чередующихся пленочных и бумажных слоев за счет пористости бумаги, которая при этом выполняет еще и функции фитиля, способствует отличной пропитке диэлектрика. Пленочные изоляторы начали применяться лишь после того, как был разработан метод, позволяющий создавать на пленке микро-капилляры для проникновения пропитки.
Каждый вид указанной изоляции имеет разные рабочие напряженности:
- бумага – 22 МВ/м;
- пленочно-бумажные – 40 МВ/м;
- пленка – свыше 50 МВ/м (при 50 Гц ) с удельной характеристикой от 6,5 киловар-часов/куб.дм.
Новейший вид силового конденсатора, обладающего способностью к самовосстановлению и характеризующегося соответствующими показателями в 70 МВ/м и 9,4 киловар-часов/куб.дм, был создан, благодаря возможности использования конструкции с мягкими обкладками и одного из вида изоляции: однослойной пленочной, пропитанной нефтяным маслом, или металлопленочной, частично либо совсем не пропитанной. За счет двукратного снижения мощности потерь по сравнению с пленочно-бумажным изолятором и достижения показателя в 0,05 Вт/киловар такие системы практически не нагреваются, что делает возможным их использование в среде с более высокими температурными режимами.
Виды силовых конденсаторов
Данные приборы классифицируются по сферам применения. Они могут быть предназначены для электроустановок и сетей разной частоты, устройств линий электропередач, фильтровых и импульсных приборов. У каждого есть свои особенности.
Промышленной частоты
Такие устройства призваны повышать мощности установок переменного электротока с показателем частоты в 50 Гц. Они могут эксплуатироваться в пределах температурного режима, не превышающего +50°С как в помещении, так и на открытом воздухе. Бывают одно- или трехфазными.
Чтобы в случае перегрузки электросети из-за повышения напряжения питание конденсатора прерывалось автоматически, устанавливается реле тока. Наличие плавких предохранителей позволяет защитить его от последствий короткого замыкания. Включаются и отключаются такие приборы с помощью магнитных пускателей. Также есть возможность регулирования и отслеживания рабочего состояния по установленным индикаторам.
Повышенной частоты
Данный вид электроконденсаторов предназначается для увеличения мощности в специально-охлаждаемых установках с частотой в пределах 0,5–10 кГц. Комплект составляется из нескольких автономных секций с параллельным или при необходимости с последовательным соединением.
К одной поверхности обкладок методом пайки прикрепляется змеевидно-изогнутая охлаждающая трубка из меди для подачи хладагента. Она же используется как токоподвод, при этом остальные обкладки с другой стороны конденсаторного комплекта изолируются и подсоединяются к токоподводам. При параллельном соединении секции располагаются ступенчато и имеют отдельные выводы на крышку корпуса по диэлектрикам из фарфора.
Фильтровые
Такие электроконденсаторы устанавливаются в контуры высокочастотных фильтров в специальных источниках электропитания всех видов электротранспорта. Они эксплуатируются при наличии любого вида напряжения с частотой 100–1600 Гц и не более 1 кВ переменного напряжения. Кроме того, такие устройства могут устанавливаться в преобразователи постоянного тока с тиристорно-импульсной системой управления.
Применение электросиловых конденсаторов фильтрового типа позволяет сглаживать перепады в выпрямителях напряжения в электросети, в системах с удвоенным напряжением в электроизоляционном трансформаторном масле и в указанных выше контурах высокочастотных фильтров.
Импульсные
Специфика работы таких конденсаторов заключается в том, что заряд в них накапливается медленно, а разряд осуществляется быстрыми импульсами. Импульсно-силовые электроконденсаторы применяются в импульсных трансформаторах высокого напряжения, устройствах для магнитной штамповки и сейсморазведки, в дробилках горных пород.
Они позволяют создавать и использовать в таких приборах плазму высокой температуры и максимально сильные импульсные токи. Также импульсно-силовые электроконденсаторы устанавливаются в устройства, создающие мощные световые импульсы, и лазерные исследовательские приборы.
Другие типы
Чтобы обеспечить стабильную мощность связи по линиям электропередач, а также телемеханику и защиту при частоте 36–750 кГц, применяются электросиловые конденсаторы с напряжением 36–500 кВ. Они изготавливаются в корпусах из фарфора и оснащены бумажной изоляцией с пропиткой минеральным маслом. Спецификой такой конструкции является наличие покрышек и крышек из фарфора, являющихся выводами, а также уплотнителей для обеспечения герметичности и масляных расширителей.
Устройства с максимальным из указанного предела напряжением также могут использоваться в качестве измерительных приборов для определения напряжения на линиях электропередач или с целью отбора мощности для электроснабжения пунктов управления/переключения, расположенных вдоль высоковольтных ЛЭП.
DUCATI – лидер среди производителей силовых конденсаторов
Лидером среди производителей силовых конденсаторов является итальянская компания Ducati Energia.
Итальянская компания DUCATI образовалась в Болонье в 1926 году. Три брата – Адриано, Бруно и Марчелло Дукати – увлекались радиотехникой и хотели её выпускать. Так появилась компания DUCATI. К выбору направления компаньоны подошли с практической стороны: в то время фашистское правительство в Италии транслировало пропагандистскую информацию по разным каналам, спрос на радиоточки в домах превышал предложение. Братья решили, что рынок сбыта их продукции обеспечен. Так и получилось – дела пошли хорошо. Уже в 1939 году на заводе DUCATI в Болонье работали 7000 человек.
Вторая мировая война сказалась на промышленном производстве. В 40-е годы братья переориентировали производство на выпуск раций и оптических прицелов. Итальянское правительство регулярно давало им заказы, но после войны заказы иссякли, а предприятие национализировали. Национализация была вынужденной мерой – только так можно было сохранить рабочие места и обеспечить людей работой.
В 1946 году начался новый виток развития бренда. DUCATI разделили на две компании: DUCATI Elettrotecnica и DUCATI Meccanica (ныне – DUCATI Motor). Первая специализировалась на производстве электроники, вторая – мотоциклов. Компания DUCATI energia образована в 1985 году путем слияния DUCATI Elettrotecnica и Zanussi Elettromeccanica. Она входит в число крупнейших промышленных производств Болоньи. В мире работают 6 её заводов, общая штатная численность – 1250 человек.
Обзор лучших моделей DUCATI
Ассортимент продукции Дукати состоит из моделей, применяемых цепях самого разного – от низкого до самого высокого – напряжения. Силовые конденсаторы Ducati используются для повышения и компенсации мощности в энергетических, радиотехнических, электротехнических, импульсных и резонансных установках и приборах. Производитель гарантирует срок службы в 130 000 часов при температурном режиме в пределах от -25 до +75⁰С.
Среди моделей марки Ducati выделяются такие серии:
- GPX 84 – устройство общего назначения. Подходит для установок, работающих с высокой электронагрузкой в условиях повышенного температурного режима. Сохраняет стабильную емкость на протяжении всего периода эксплуатации. Преимущества модели заключаются в максимально прочной конструкции, которая усилена с помощью шинных соединений, а также в использовании особого пленочного диэлектрика, обеспечивающего работу с большим напряжением при высоких температурах и сохранение при этом неизменного уровня емкости.
- DC-85C и DC-86 PS – электроконденсаторы высокой плотности, созданные на основе инновационной пленки с повышенной кристалличностью, обеспечивающей самую высокую в данной отрасли емкость. Кроме того, в данных моделях расширен и диапазон допустимого температурного режима, который составляет от -40 до +105 °C, с гарантией срока службы в 100 000 часов.
- Modulo XD-416.46 – трехфазный фильтровый электроконденсатор переменного тока. Корпус из алюминия, соединительный зажим и добавочная крышка обеспечивают высокоэффективную работу в самых сложных условиях.
Также следует отметить новые серии силовых конденсаторов Ducati – DC-3 и DCH-83. Это – устройства постоянного тока, отличительной особенностью которых является корпус из пластика в форме призмы и особая внутренняя конструкция, которая сводит к минимуму эффект поля и, соответственно, уровень ESL. В моделях сохранены все преимущества фирменной пленочной технологии с повышенной кристалличностью, обеспечивающей сохранение начального уровня емкости на весь период эксплуатации при максимальной нагрузке.
DUCATI Energia Каталог Часть 1
DUCATI Energia Каталог Часть 2
