Оценка параметров HV конденсаторов

[Alexandr96]

На рынке появляется все больше зарубежных производителей высоковольтных конденсаторов и возможностей в их приобретении. Особенно made in China
В datasheet-ах зарубежных производителей информацию о допустимых уровнях пульсаций не наблюдал. В связи с этим вопрос к знающим:
Как оценить допустимый уровень пульсаций для зарубежных керамических HV конденсаторов ? (в полулабораторных условиях)
И еще вопрос:
Как повысить надежность конденсаторов (в составе умножителя), если пробои воздушного пространства (однократные и серии пробоев ) присутствуют при техпроцессе.
Речь идет об использовании в электросепарации : раб.напряжения 30-40кв , токи нагрузки 1-2 ма.
Токоограничительный резистор 1Мом присутствует. Применяемыев умножителе конденсаторы с раб напряжением 15кВ. Умножение на 6.

[gt-e]

Для конденсаторов нормируется Dissipation Factor (D.F.). Его можно измерить на требуемой частоте.
Соответственно, можно посчитать выделение тепла в конденсаторе. При этом надо учитывать изменение емкости от температуры и рабочего напряжения. Не стоит использовать конденсаторы с характеристикой типа Y5U и им подобной.

При наличии пробоя в нагрузке в первую очередь надо защищать высоковольтные столбы от пикового тока. А ограничительный резистор от перегрузки при серии пробоев. 1 МОм это слишком большой токоограничительный резистор. При 2 мА на нем будет выделяться 4 Ватта от среднего тока. И то, если пульсации очень небольшие. При резисторе 1 МОм про конденсаторы можете не заботится. Но вот покупать конденсаторы у неизвестных производителей не стоит. В любом случае ориентируйтесь на соизмеримые габариты известных производителей.
При наличии пробоев в нагрузке на токоограничительном резисторе будет выделяться энергия конденсаторов (CU2/2) помноженная на частоту пробоев.
В наших источниках число пробоев за единицу времени отслеживается и при превышении допустимой энергии происходит выключение источника.

[Alexandr96]

Для конденсаторов нормируется Dissipation Factor (D.F.). Его можно измерить на требуемой частоте.
К сожалению могу только промерять на 120Гц и 1000Гц, а чем мерять для частоты 30кГц?

Не стоит использовать конденсаторы с характеристикой типа Y5U и им подобной.
DF -Z5V, Y5V -5% Y5P,Z5U,Y5U - 2.5% В частотном плане Y5P гораздо стабильнее в чем все остальные впереди указанные.
И все таки Y5P подойдет к данному приложению? или все таки имп. аналоги наших К15-4 (боксидкой залитые)? Прельшают конечно -размеры, цена, хоть кокая-то вменяемая доступность.

При 2 мА на нем будет выделяться 4 Ватта от среднего тока.
Стоят 10Вт - вроде болeе-менее держаться (принудительно должны охлаждаться воздухом - если потребитель по каким-то причинам не подает воздух бывает и горят, и то по подозрению за счет осаждения на резисторах проводящего материала.) И вообще пробои при электросепарации вредный фактор - снижают качество деления, но в силу субъективных причин случаются и даже сериями.

При резисторе 1 МОм про конденсаторы можете не заботится.
А при каких номиналах следует заботится? каковы критерии?

[gt-e]

Для конденсаторов нормируется Dissipation Factor (D.F.). Его можно измерить на требуемой частоте.
К сожалению могу только промерять на 120Гц и 1000Гц, а чем мерять для частоты 30кГц?

Есть недорогие RCL метры за 4000-5000т.р. с частотой измерения 10кГц и 100 кГц. Могу померить изменяется ли у Y5U на разных частотах. Некоторое количество Y5U есть.

Не стоит использовать конденсаторы с характеристикой типа Y5U и им подобной.
DF -Z5V, Y5V -5% Y5P,Z5U,Y5U - 2.5% В частотном плане Y5P гораздо стабильнее в чем все остальные впереди указанные.
И все таки Y5P подойдет к данному приложению?

Вопрос, в данном случае, даже не в потерях. Вы посмотрите по графикам как уменьшится их емкость при рабочем напряжении и при температуре градусов 60-70. Прослезитесь.

При 2 мА на нем будет выделяться 4 Ватта от среднего тока.
Стоят 10Вт - вроде болeе-менее держаться (принудительно должны охлаждаться воздухом - если потребитель по каким-то причинам не подает воздух бывает и горят, и то по подозрению за счет осаждения на резисторах проводящего материала.) И вообще пробои при электросепарации вредный фактор - снижают качество деления, но в силу субъективных причин случаются и даже сериями.

При продувке желательно использовать вентиляторы с фильтрами.

При резисторе 1 МОм про конденсаторы можете не заботится.
А при каких номиналах следует заботится? каковы критерии?

Увы, приходится производить расчеты. Для каждого варианта источника высоковольтная часть считается в LTspice при различных режимах.

[Alexandr96]

Могу померить изменяется ли у Y5U на разных частотах. Некоторое количество Y5U есть.

Будть-те любезны - если можно и не только Y5U (ну что под рукой).

Для каждого варианта источника высоковольтная часть считается в LTspice при различных режимах.

[/quote]
Скачал LTspice - буду изучать. Может открыть тему : "Модели в LTSpice- примеры, ошибки, практика, обмен опытом и т.д."
Будет наверное всем интересна.

[gt-e]

Нашел Y5U Hitano 2200пФ, сделал замеры и понял, что для этого диэлектрика измеренное значение не имеет практического смысла. Лучше ориентироваться на максимальные значения в описании производителей и соответствующие графики зависимости характеристик от температуры и напряжения. Что я обычно и делаю.
Y5U Hitano 2200пФ имеют потери
100 Гц - 0,004-0,005
1 кГц - 0,002-0,003
10 кГц - 0,002
100 кГц - 0,003-0,004
При том, что для Y5U DF нормируется от 2,4% до 4% у разных производителей.
Все дело в том, то этот параметр для данного диэлектрика очень сильно изменяется от величины переменного напряжения и температуры, а по частоте в требуемом диапазоне изменяется не сильно.
Вот пример для диэлектрика X7R, а он лучше чем Y5U

DF.JPG (8.23 Кб) Просмотров: 7611

Но перед использованием стоит проводить измерения для выбраковки отдельных конденсаторов по относительным показаниям.
Y5U я не советовал брать, в первую очередь, из за сильной зависимости емкости от температуры.

Скачал LTspice - буду изучать. Может открыть тему : "Модели в LTSpice- примеры, ошибки, практика, обмен опытом и т.д."
Будет наверное всем интересна.

Если хотите, пожалуйста.
Я возвращаюсь к этому вопросу по мере потребности расчетах новых схем. Я сейчас много времени на это уделять не смогу.
Применительно к высоковольтным источникам специфичными являются трансформаторы, высоковольтные столбы и конденсаторы.
Первые должны отражать реальный трансформатор и, в принципе, для оценочных расчетов умножителя, без них можно обойтись.
Модели высоковольтных столбов, к сожалению, у производителей практически отсутствуют. Но их можно тупо заменить соединенными последовательно диодами с близкими параметрами к моделируемым столбам по Trr, емкости, утечки, пробивному напряжению и прямому падению напряжения.
Модели емкостей можно сделать или, в упрощенном виде, взять худшие параметры для предельных условий.
Но в последнем случае не удастся хорошо смоделировать поведение при переходных процессах. пробоях в нагрузке, например.

[gt-e]

DF -Z5V, Y5V -5% Y5P,Z5U,Y5U - 2.5% В частотном плане Y5P гораздо стабильнее в чем все остальные впереди указанные.
И все таки Y5P подойдет к данному приложению?

Сразу не заметил вопрос.
Для Вашего умножителя Y5P вполне подойдет.