金属化薄膜电容器电晕放电缺陷检测方法

毛利刚

（宁波新容电器科技有限公司 浙江省宁波市 315016）

金属化薄膜电容器是大多数电子整机装置、电力设备等不可缺少的基础元件之一，由于其具备避免电网受到污染的优越性，因此被称之为绿色环保的安全电容器，随着电子工业的快速发展，金属化薄膜电容器在市场中的需求量不断增加。由于高科技水平的不断提高，对于金属化薄膜电容器的性能、品种以及可靠性等均提出了更高的要求，其中，影响金属化薄膜电容器综合性能的主要因素是电容器的电晕放电缺陷问题。因此，开展有关金属化薄膜电容器的电晕放电缺陷问题研究，对于提高电容器的生产制造水平以及产品的全面升级具有十分重要的经济和社会价值。

金属化薄膜电容器局部放电通常是在电场作用下，由于无法贯穿电极所产生的放电现象，局部放电累积到一定程度很容易出现绝缘击穿事故，直接影响金属化薄膜电容器的正常运行[1]。目前，传统电晕放电缺陷检测方法主要包括脉冲电流法、超声波检测法等，但由于存在检测灵敏度以及误检率等影响因素，使得这些检测方法在实际应用过程中无法适应现场的检测环境，造成检测结果与实际出现较大误差[2]。基于此，本文结合dianyun 软件，提出一种全新的金属化薄膜电容器电晕放电缺陷检测方法，通过超声波法测量局部放电原理，提高局部放电定位精度。

1 金属化薄膜电容器电晕放电缺陷检测方法设计

1.1 金属化薄膜电容器电晕放电光信号波段图像采集

本文针对金属化薄膜电容器进行放电缺陷检测问题，主要利用电晕放电测定装置完成，该装置适用于绝大多数的MLC 型电容器，可对其部分放电进行测定[3]。在进行对金属化薄膜电容器电晕放电缺陷检测之前，首先应当将用于检测的电晕放电测定装置的各个开关调节到指定位置上，图1 为电晕放电测定装置四个基本开关结构示意图。

图1 中A 表示为电晕放电测定装置的主电源开关，在测定前，将开关A 调节到ON 状态；B 表示为联动锁开关，在测定前将开关B 调节到ON 状态；C 表示为与电脑相连接的电源开关，在测定前，将开关C 调节到ON 状态；D 表示为电晕放电测定装置的电源开关，在开始检测前，需要将开关D 调节到ON 状态。利用电晕放电测定装置，将电容器电晕放电光信号发送到日全盲紫外成像装置中进行分光处理，经过分光装置将其分为日盲紫外波段以及可见光波段的图像。再分别将信号传输到全日盲成像系统以及可见光成像系统当中，最终输出各个波段的视频图像，图2 为电晕放电测定试验中示意图。

1.2 基于dianyun软件的电晕放电缺陷检测

图1：电晕放电测定装置四个基本开关结构示意图

图2：电晕放电测定试验中示意图

利用电晕放电测定装置完成对各个波段的电晕放电光信号视频图像采集后，利用dianyun 后台软件，根据电力行业标准《带电设备紫外诊断应用规范》，完成对金属化薄膜电容器电晕放电缺陷的检测。首先点击电脑中的dianyun 测定软件，选择V-Q-t 特性试验模式[4]。在弹出的窗口中设定相应的电晕放电检测条件，在PDIV/EV 中设置输入阈值为10pC；在电晕NG 中设置输入阈值为10pC；在限制电压值中设置输入为3.2kV；设置容许电压范围输入为1kW；设置输入电压印加条件如表1 所示。

表1：dianyun 软件中置输入电压印加条件列表

表2：实验结果对比表

图3：部分放电设定面板设定

表1 为金属化薄膜电容器基准值为1250V 的场合下，对应的输入电压印加条件。除此之外还应当将金属化薄膜电容器的部分放电设定面板设置为如图3 所示的设定条件。

图3 中具体设定值为，INPUT：1/1；PPS：50；显示：1/1。

在检测前，还需要利用假品代替需要进行测定的金属化薄膜电容器，其目的是确定其在测定过程中的动作变化情况。将假品精准摆放在测定装置架子上，接通配线，并关闭装置门。按压电荷校正按钮，根据校正用脉冲发生选择「20pC」，再利用测定装置的GAIN ADJ.将显示屏中表的指针设定在数值为20 的位置上，并点击“OK”按钮。如图4 为电荷校正局部放电定位示意图。结合图4所示，为在局部放电中获得高精准的时频分辨率，就必须最大限度上减小信号损失，尽量保证局部放电超声波信号的声发射信号是完整、有效的[5]。

待完成对确定金属化薄膜电容器动作后，点击加压按钮，利用装置自动启动和停止[6]。待测定完毕后，软件中显示部分会出现“电晕NG 检出”字样，若测定完毕后，并未显示“电晕NG 检出”字样，则应当立即终止作业内容，联络相关检测人员接受指示。同时，在实际检测过程中应当保证测定最多并联5 台金属化薄膜电容器，如图5 所示，并且在连接配线后应当立即将装置门关闭。

完成测定后，若显示屏上未显示任何字样，则说明检测合格，即被检测的金属化薄膜电容器并未出现电晕放电缺陷问题；若显示“电晕NG 检出”字样，则说明并联的5 台电容器中存在电晕放电缺陷问题，为保证检测结果的精度，还应当将这5 台电容器分别进行再次检测，重复本文上述步骤，直到分别得出5 台电容器电晕放电缺陷检测结果为止。最后将显示“电晕NG 检出”字样的电容器作为不良产品放入到红箱内进行统一收纳。

图4：电荷校正局部放电定位示意图

图5：测试装夹方式

2 实验分析

2.1 实验准备

为验证本文提出的金属化薄膜电容器电晕放电缺陷检测方法在实际应用中的性能，实验选用工具和设备包括：部分放电实验装置；电源B101；测定器框体D91，以及测定治具，和选择某生产厂家同一批次生产的593 个MLC 金属化薄膜电容器作为实验对象。

已知这593 个电容器当中包含30 个存在电晕放电缺陷问题的电容器，分别利用本文提出的检测方法与传统检测方法分别对这593 个电容器进行电晕放电缺陷检测，设置本文方法为实验组，传统方法为对照组，完成对比实验。

2.2 实验结果与分析

分别采用实验组与对照组的检测方法对593 个电容器进行检测，记录检测结果，得到如表2 所示的实验结果对比表。

根据表2 中的实验结果可以看出，在四次检测中，实验组检测出来的存在电晕放电缺陷的电容器个数与实际存在缺陷个数完全相同，而对照组检测出存在电晕放电缺陷的电容器个数与实际个数相差较大。因此，通过对比实验可以证明，本文提出的金属化薄膜电容器电晕放电缺陷检测方法可以有效提高电容器电晕放电缺陷的检测精度，误检率基本为0，具有更高的实际应用价值。

3 结束语

本文根据金属化薄膜电容器电晕放电缺陷特点，提出一种全新的检测方法，并通过实验证明了该方法在实际应用过程中的性能。但在实际检测中，为了进一步提高金属化薄膜电容器的运行质量，在外包处理工序中必须将喷金条残留清理干净，并在焊接之前需要进行再次检测。结合本文检测方法，在装配前提前检测出不合格的产品。本文不足之处在于没有对金属化薄膜电容器造成电晕不良进行深入分析，这一点将作为金属化薄膜电容器电晕放电方面日后的研究方向之一。希望通过本文设计的应用实践后进行推广，将会给金属化薄膜电容器局部放电的巡检带来良好的范例，从而进一步提高电容器的综合性能。