电容器损耗角分解

电容器消耗角分解电容器消耗角分解电容器消耗角分解电力电容器的消耗、消耗角正切和等值电路电力电容器是一种实质电容器、不是理想电容器，在外施交流电压的作用下，除了会输出必定容量的无功功率Q以外，在电容器的内部介质中、在电容器的极板（铝箔）中、引线等导体中，以及在瓷瓶间的漏漏电流等都会产生必定的有功消耗功率P。平时把电容器的有功功率P与无功功率的比值称做为该电容器的消耗角正切，并用下式表示：Q式中：tanδ—电容器的消耗角正切（％）；P—电容器的有功功率（W）；Q—电容器的无功功率（var）正因为电力电容器不是理想电容器，所以平时要用一个等值电路来表示。（1）串通等值电路在此等值电路中，理想电容器C产生的无功功率为：式中：QC—电容器的无功功率（var）；XC—电容器C的容抗（Ω）；IC—流过电容器的电流（A）而在此电路中由电阻r产生电容器的消耗功率为：式中：Pr—由r产生的等值消耗功率Ir—流经等值电阻r的电流由式（1）、（2）、（3）可得：由式（6）可知，当tanδ值很小（比方全膜电容器），XC也很小时（比方大容量会集式电容器），其等值串通电阻也十分细小（平时只有10－3～10－4Ω）。所以在丈量大容量全膜介质电容器时，必定要尽全部可能降低丈量回路中的接触电阻和导线电阻，以减小丈量偏差。（2）并联等值电路电力电容器除了可用图1所示的串通等值电路来表示外，也可用图2所示的并联等值电路来表示。由图2可得：式中：UR—等值电路两端的电压（V）；UC—理想电容器两端的电压（V）；XC—电容器的容抗（Ω）从图2中可知：UR＝UC，所以由式（9）可以看出，对于低消耗的全膜电容器其并联等值电阻是相当大的，当在电容器内部并联放电电阻会降低其等值电阻R，从而使电容器的实质消耗和消耗角正切增大。在实质工作中，如能依据详尽状况灵巧的使用电容器的串通等值电路和并联等值回路，们的工作带来方便。可以给我薄膜电容电气参数定义及特征（等效电路，问独到性，绝缘电阻）等效电路及等效参数的特征薄膜电容一般拥有以下的等效电路模式：标称电容L:等效串通电感(端脚，金属敷片，绕组等所寄生)ESR：等效串通电阻（端脚，金属敷片等所致）IR:等效并联电阻（决定其绝缘阻抗，电介资料特征）PR:电介质极化电阻△C:变化之容量（随温度，DC电压，频率变化而变化）L、R和C之值随频率不一样而不一样；IR指直流电压下的绝缘阻抗值1.1ESR及消耗角特征在必定频率条件下，等效电路可简化如右图。消耗角定义成阻抗值与容抗值之比。在远低于谐振频率的范围内（即忽视等效电感Ls），实质电容器的电压和电流相位会因为ESR的存还而稍细小于90度。消耗角一般以1KHz作为测试 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。对于容值小于1uF的MKT，MFP，MKP类电容还额外进行10KHz及100KHz频率处的消耗角测试。消耗角之频率、温度、湿度及电压（DC）特征频率特征：薄膜类电容的消耗角在高频段一般会跟着频率的上升而有不一样程度的变大。以下是典型的薄膜电容消耗角频率特征曲线图：温度特征：以下右图所示，聚丙烯类（P类）电介质拥有极稳固的温度特征；而聚酯类（N和T类）却有较大的温度影响性，并在80degC周边时拥有最小的消耗角。（测试频率1KHz）不一样电解材质的薄膜电容消耗角温度特色曲线（1KHz）湿度及电压（DC）特征：消耗角会随湿度的增大而有所增大；但正常工作范围内几乎看不到电压大小变化对消耗角的影响。的频率特色薄膜类电容拥有以下右图所示的表示特色曲线：在低频段，ESR值随频率的增大呈近似ESR＝1/f关系的降落趋向。在中频段ESR值拥有较安稳的曲线。C)在高频段ESR值随频率的增大呈近似ESR＝f1/2关系的增大趋向。1.2薄膜电容的绝缘电阻薄膜电容的绝缘电阻Rins被定义为电容对DC电压的阻抗值。其丈量值平时是以DC电压值除以漏电流量而得。IEC60384-1对20degC温度下所施用的电压进行了以下规定，其他温度下需要乘以以下以下修正因子以获取等同于20degC参照温度点的量值：仲裁测试定于20degC及50（＋/-2）％湿度。从修正因子可知，同种规格薄膜电容漏电流在低温时会有增大趋向。对于大于0.33uF规格的电容，常常以自放电常数作为其绝缘参数：τ＝Rins×CR（unit:s）(比方：τ＝1MΩ×1uF=1s)绝缘参数的温度特征自放电常数－τ（unit:s）的温度特征曲线薄膜电容器的自感（串通等效电感）Ls薄膜电容器拥有极低的自感值，其由流经金属箔片及连接脚端所感生的磁场造成。故主要由其绕组构成、几何构造及连接脚端长度等决定。一般以为每毫米脚端感生最大1nH的自感。自感量还可以从电容器的谐振频率计算而得。薄膜电容器的总阻抗总阻抗表达式：阻抗的频率特征：以以下图的阻抗的频率特征曲线表示了薄膜电容总阻抗拥有明显的频率变化性。a)低频段，容抗占主要影响地位，故总阻抗会跟着频率上升而减小.高频段，感抗占主要影响地位，故总阻抗会跟着频率上升而增大。c)在中间一频率处（即谐振频率），感抗和容抗互相抵消，总阻抗只剩下量值极小的ESR。较大容量的薄膜电容拥有更低的谐振频率点，各额定容量薄膜电容的谐振频率关系以下：谐振频率与容量关系表示曲线2容量参数2.1额定电容及测试方法额定电容即电容的设计值，常常标于电容本体。IEC60068－1对电容的丈量了以下定义:2.2容量的温度特征薄膜电容拥有可逆的温度漂移特征。温漂系数（TemperatureCoefficient）αC定义以下：C1：在温度T1时测试获取的容量C2：在温度T2时测试获取的容量C1：在20(＋/-2)degC时测试获取的参照容量决定薄膜电容温漂系数的主要要素有：电介质种类，构造种类及工艺参数。电介质PP电容温漂系数αC(单位：10－6/K)－250聚丙烯电容（PP）拥有负的温度系数，而聚乙烯（PETPEN＋600＋200PET，PEN）拥有正的温度系数相对电容变化量的温度系数曲线在高低温多循环以后薄膜电容的容量会出现一个不行逆的温度漂移（即恢复到参照温度点时容量却不再是本来参照温度时的容量表现）。薄膜电容的这类不行逆温漂常常特别小。2.3容量的湿度特征薄膜电容拥有可逆的湿度漂移特征。湿度漂移系数βC定义以下：C1：在湿度F1时测试获取的容量C2：在湿度F2时测试获取的容量不一样电介质拥有以下典型的湿度漂移系数电介质PPPETPEN电容湿度漂移系数βC(单位：10－610070090040500700/%r.h)聚丙烯类电容（PP）拥有极小的湿度影响系数相对电容变化量的湿度曲线2.4容量的频率特征常常以相对容量变化量与频率的关系作为特色曲线相对容量变化频率特征聚丙烯（PP：MKP，MFP）在较宽广的范围内拥有极小的相对容量变化特征。聚乙烯对苯二酸盐(或酯)（PET：MKT，MFT）拥有相对较大的负频率相对容量变化特征。聚乙烯石脑油（PEN：MKN）在高频范围时会有极大的正频率相对容量变化特征消耗因数计量用具检定系统本国家计量检定系统经国家技术督查局于1990年9月14日同意，并自1991年5月1日起推行。草拟单位：中国计量科学研究院本检定系统技术条则由草拟单位负责解说。本检定系统主要草拟人：王晓超（中国计量科学研究院）阮永顺（中国计量科学研究院）本检定系统规定从国家计量基准用具传达消耗因数目值至工作基准用具、标准计量用具及工作计量用具的传达程序、传达偏差和基本的检定方法，还规定了消耗角单位（rad）国家基准用具的任务，基本的计量学特征及其配套的主要丈量装置。一、计量基准用具1、国家基准1.1国家基准用于复现和保存消耗角单位，并且经过工作基准用具和标准计量用具向工作计量器具传达消耗角单位或消耗因数目值，以保证全国消耗因数目值丈量的正确、一致。1.2国家基准复现的消耗角单位（或消耗因数目值）应作为全国丈量电容性对象消耗因数的依照。1.3国家基准由以下计量用具构成：真空可变缝隙电容器组（1-10pF，10-100pF，100-1000pF各1只）；环形交织电容器；变压器电桥。1.4在频率为1kHz（或1.592kHz），由本基准复现的消耗角范围为1×10-7～1×10-5rad，电容值为1pF，10pF及100pF三个量值。1.5国家基准复现单位的不确立度（标准偏差σ）为5×10-7rad（对1pF），0.75×10-7rad（对10pF）及0.5×10-7rad（对100pF）。1.6为了保证以上述正确度复现消耗角单位值，一定遵守按规定程序同意的基准器操作、保存及保护规则。1.7国家基准用完整代替法向工作基准传达消耗角单位量值。2、比较基准和工作基准组2.1采纳消耗角小于3μrad，电容标称值为10pF的电容器作为比较基准，使用频率为1kHz（或1.592kHz）。2.2比较基准与国家基准比对的标准偏差不大于0.1μrad。2.3比较基准用于国际比对2.4工作基准组由以下固定电容器构成：采纳消耗因数范围在（1-20）×10-6之内，电容值为1，10，100及1000pF的三端电容器各4只及10000pF三端电容器3只构成工作基准组，此中某一量具可分别应用于50-100Hz，1-10kHz范围。2.5工作基准与国家基准比较结果的不确立度△（3σ）为（0.3-3）×10-6（置信概率0.99）。2.6工作基准用比较法检定0.1级消耗因数标准器（单值或多值的）和标准电容器的消耗因数；用直接丈量法检定0.1级交流电桥（必需时应给出不一样地1kHz的消耗因数修正当）。二、计量标准用具3、计量标准用具的正确度级别分类依照消耗因数的正确度分类为：0.1，0.2，0.5，1级四个正确度级别。正确度低于1级的为工作计量用具。4、计量标准用具的基本偏差4.1多值消耗因数标准器和交流电桥，按消耗因数的正确度级别，用公式（1）表示其同意基本偏差：（1）式中：△--同意的消耗因数绝对偏差极限；B--用百分数表示的消耗因数正确度级别指数；Dx--消耗因数示值或丈量值；DN--定标值，除非制造厂还有规定，对某一给定的量程的定标值为该量程内最大的10的整数幂，用于规定计量标准用具的正确度；KD--系数，取10-100，或由制造厂规定，但不得小于10。4.2不吻合式（1）所示基本偏差表达式的计量用具，则应逐盘（或分段）计算出各示值的偏差，不可以用一致的正确度级别指数表示。4.3对于单值消耗因数标准器和标准电容器的消耗因数值的基本偏差，用绝对偏差表示，暂不按正确度的级别分类。5、计量标准用具的量值范围消耗因数计量标准用具复现的消耗因数目值范围为D=1×10-5～1，依据需要和可能，制造厂可扩大或减小该量值范围。消耗因数标准器大部分均为电容器和电阻器组合而成一整体，所用电容元件的电容值可在1pF-100μF范围内任选1个或几个标称值。电容值超出此范围时，暂由制造厂规定。6、消耗因数计量标准用具使用频率范围消耗因数计量标准用具规定在1kHz或50Hz下检定和校准。在其标称使用频率范围内使用并加修正当（或修正公式）后，同意附带变差应不大于其同意的基本偏差。不然应在各使用频率下进行检定并给出各频率下D值。7、检定传达的不确立度规定被测消耗因数D≤1×10-4时，同意采纳正确度高1级的计量标准用具，使丈量不确立度为被测器具同意基本偏差的0.5倍。当被测消耗因数D＞1×10-4时，须采纳正确度级别高两级的计量标准器具，使丈量不确立度为被测用具同意基本偏差的0.33倍。8、消耗因数计量标准用具实质值（证 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 值）的年变化应小于其同意偏差极限。9、工频高压标准电容器的消耗因数对于1-104pF的工频高压（≤1kV）标准电容器的消耗因数值，可采纳实测其介质消耗因数电压系数的方法，由低压标准电容器传达至高压标准电容器。9.1工频高压电容器消耗因数的电压系数用直接丈量法测定，其不确立度为（3-5）×10-6。9.2工频高压标准电容器消耗因数的同意绝对偏差△=（1-10）×10-5。9.3工频高压标准电容器用比较法检定电力容器或绝缘资料的介质消耗因数。三、工作计量用具10、消耗因数工作计量用具的正确度级别分为2，5和10三级。10.1工作计量用具丈量（或给定）消耗因数的范围为1×10-4～10，电容范围为1pF-1mF，对＞1mF电容值的容性元件暂不规定，由制造厂给出技术要求。10.2工作计量用具的使用频率范围为40Hz-100kHz，也可以只采纳此中1-2个固定频率点，如50Hz，100Hz，1kHz或10kHz。10.3在遵守生产厂规定的使用、保存条件下，在一年内（或检定周期内）应吻合正确度级别规定的基本偏差极限。四、消耗因数计量用具检定系统框图11、消耗因数计量用具国家检定系统表分成计量基准用具、计量标准用具和工作计量用具三部分。11.1各符号的意义：σ--标准偏差；γ--年稳固度；--绝对偏差极限，置信度为99%（3σ）。11.2计量标准用具只示出0.1级与0.5级两级，而0.2级与1级未画出，原则上0.2级亦由工作基准组传达，即应采纳高两级的标准用具。0.2级用于检定1级标准用具。电容器有陶瓷、电解、钽电解、聚脂膜、聚丙烯和纸介电容等。电容器的主要电参数特征：标称容量及同意偏差。电容器上的标值为标称容量。对于不一样量级电容器的同意偏差均有相应的规定。电容量的频率特征：随频率上升，一般电容量器的电容量呈降落趋向。容量的温度特征：对于有温度特征要乞降温度稳固性较好的电容器，如云母、玻璃釉、聚苯乙烯、特种复合膜电容、瓷介I型等，平时用容量温度系数表示它的特征。但对于瓷介II型、纸介及纸介金属化、涤纶、电解电容器等，平时用容量温度变化百分率表示。电容器的额定电压。指最低环境温度和额定环境温度之间的任一温度下，连续加在电容器上的最高直流电压或交流电压的有效值。平时电容器的工作电压以直流为基础，假如施加的为脉动电压，应远低于换算后标称直流电压，它将随交流重量频率的增高而递减。同时考虑到功率消耗的增添会直接影响电容器的使用寿命，为此交流重量的同意值都选得比较低，要求交流重量与直流重量的和不得超出标称额定电压。为了保证电容器质量，还规定电压核查参量：即电容器的击穿电压和试验电压，作为产品出厂前的标准检测项目之一。电容器的漏电流电容器的绝缘电阻：当直流电压加到电容器上并产生漏电流时，二者之比称为它的绝缘电阻。绝缘电阻的大小主要取决于介质体积、漏导电阻和表面漏导电阻。电容器的时间常数；为了正确地议论大容量电容器的绝缘质量，利用和电容器几何尺寸与形态没关的参量为绝缘电阻。电容器消耗角，又称消耗因数。电容器在电场作用下，所储蓄或传达的一部分电能转变为热能称为消耗，它会使电容器发热，引起温度高升。因而可知，消耗愈大，则发热愈严重，所以说电容器消耗技术指标是徇其质量好坏的重要标记。平时在直流电场作用下，电容器消耗是以漏导消耗形式存在的，所以较小。当在交流电场作用下，则影响要素许多，此时电容器消耗不但与漏导有关，并且还与周期性的极化建立过程有关。一般电容器的消耗角正切，用有功消耗功率与无功消耗功率之比来表示。电容器的消耗功率P=U2ωCtgδ不但与消耗角有关，并且与外加电压和电容量以及频率有关。一旦容量、频率和外加电压为定值后，则消耗角成为决定要素。电容器消耗主若是因为介质消耗和电导消耗以及它的全部金属部分电阻（包含引脚电阻和接触电阻）消耗所造成。工频耐受电压即工频耐压,是电气绝缘(或资料)在额定工作频率下所能承受的电压。工频过电压就是频率为50Hz的过电压，差别于谐振、操作、雷电过电压。工频过电压的形成，主若是以下原由：空载长线路的电容效应；2.不对称短路引起的非故障相电压高升；3.甩负荷引起的工频电压高升。谐振过电压是在开关操作或故障所引起的过渡过程的作用下，系统的某些部分形成自振回路，其频率与电网频率满足必定关系，而发生谐振，所引起的周期性过电压。谐振过电压可分线性谐振过电压、参数谐振过电压和铁磁谐振过电压。铁磁谐振有并联铁磁谐振和串通铁磁谐振两种，所谓并联铁磁谐振是指在中性点不接地系统中，母线系统的对地电容与母线电压互感器的电感构成谐振回路；所谓串通铁磁谐振是指在中性点直接接地系统的母线系统中，断路器断口均压电容与母线电压互感器的电感构成谐振回路50Hz工频电路中使用的一般电容器，其脉动电压频率仅为100Hz，充放电时间是毫秒数目级。为获取更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万μF，所以一般低频电容器的目标是以提升电容量为主，电容器的电容量、消耗角正切值以及漏电流是鉴别其好坏的主要参数。入采纳开关电源时，输出滤波电解电容器其锯齿波电压频率高达数10kHz，甚至是数10MHz，这时电容量其实不是其主要指标，衡量高频铝电解电容好坏的标准是“阻抗-频率”特征，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号拥有优异的滤波作用。入采纳低频电路电动工具移相启动时是依据所选额定工况下额定频率f的2～（2+1.414）fe倍。