Конденсатор с пленочным диэлектриком

 

Изобретение относится к электротехнике и позволяет повысить направление пробоя конденсатора. Между обкладками 1 размещены слои 3 пленки, имеющие с обеих сторон шероховатую поверхность. Слой 2 полимерной пленки с гладкой поверхностью расположен между слоями 3 пленки. Конструкция предусматривает возможность выполнения пленочного диэлектрика из двух слоев 2 полимерной пленки, соответственно размещенных между слоями 3 пленки с шероховатой поверхностью. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим конденсаторам, и может быть использовано при создании высоковольтных импульсных конденсаторов для емкостных накопителей электрической энергии генераторов импульсных токов. Целью изобретения является повышение напряжения пробоя конденсаторов за счет того, что в конденсаторе с пленочным диэлектриком, содержащем обкладки и расположенный между ними пропитанный пленочный диэлектрик, включающий слои полимерной пленки с шероховатой и гладкой поверхностями, пленочный диэлектрик выполнен из двух слоев пленки, с двух сторон имеющей шероховатую поверхность, между которыми размещен слой пленки, имеющий с двух сторон гладкую поверхность. Между слоями шероховатой пленки так же может быть размещено не менее двух слоев гладкой пленки, которые отделены друг от друга слоем пленки, имеющей с двух сторон шероховатую поверхность. На фиг.1 изображен поперечный разрез конденсатора, содержащего в предлагаемом пленочном диэлектрике два слоя пленки, имеющей с двух сторон шероховатую поверхность, между которыми размещен слой пленки, имеющей с двух сторон гладкую поверхность; на фиг.2 - поперечный разрез конденсатора, в котором с целью увеличения рабочего напряжения, между слоями шероховатой пленки размещено не менее двух слоев гладкой пленки, которые отделены друг от друга слоем пленки, имеющей с двух сторон шероховатую поверхность. Конденсатор с пленочным диэлектриком содержит обкладки 1 и пропитанный пленочный диэлектрик, включающий два слоя полимерной пленки 2, имеющей с двух сторон шероховатую поверхность, между которыми размещен слой пленки 3, имеющей с двух сторон гладкую поверхность. Увеличение напряжения пробоя конденсатора, изображенного на фиг.1, достигается тем, что в данном конденсаторе пленочный диэлектрик выполнен из двух слоев пленки, имеющей с двух сторон шероховатую поверхность, между которыми размещен слой пленки, имеющей с двух сторон гладкую поверхность. Увеличение напряжения конденсатора, изображенного на фиг.2, достигается тем, что в пленочном диэлектрике между слоями шероховатой пленки размещено не менее двух слоев гладкой пленки, которые отделены друг от друга слоем пленки, имеющей с двух сторон шероховатую поверхность, что позволяет при одинаковой общей толщине пленочного диэлектрика применять более качественные тонкие слои пленок, имеющих более высокую диэлектрическую прочность по сравнению с более толстыми слоями полимерных пленок. Сущность изобретения поясняется следующим. Связь между напряжением, приложенным к обкладкам конденсатора, и напряженностями в отдельных компонентах пропитанного пленочного диэлектрика описывается известными формулами, которые применительно к предлагаемому конденсатору могут быть записаны в виде U = E_ж˙d_ж + Е_пш˙d_пш + Е_пг ˙d_пг, (1) d = d_ж + d_пш + d_пг, (2) ε _ж˙Е_ж = ε _пш˙Е_пш = ε _пг˙ Е_пг, (3) Е = U/d, (4) где U - напряжение, приложенное к обкладкам конденсатора; Е_ж, Е_пш, Е_пг - напряженности электрического поля в прослойках жидкого диэлектрика, слоях шероховатой и гладкой пленок соответственно; d_ж, d_пш, d_пг - суммарные толщины прослоек жидкого диэлектрика, слоев шероховатой и гладкой пленок, соответственно; d - общая толщина пленочного диэлектрика; ε_ж, ε _пш, ε _пг - относительные диэлектрические проницаемости жидкого диэлектрика, слоев шероховатой и гладкой пленок соответственно; Е - среднее значение напряженности электрического поля в пленочном диэлектрике. Решая совместно уравнения (1) - (4), нетрудно определить напряженность электрического поля в слоях шероховатой пленки и прослойках жидкого диэлектрика
E_пш=
(5)
E_ж=
(6)
Проведенные по формулам (5) и (6) расчеты показывают, что напряжение пробоя предлагаемого конденсатора в 1,4 раза превышает напряжение пробоя прототипа. Таким образом, изобретение обеспечивает увеличение напряжения пробоя конденсаторов с пленочным диэлектриком.

Формула изобретения

1. КОНДЕНСАТОР С ПЛЕНОЧНЫМ ДИЭЛЕКТРИКОМ, содержащий обкладки и расположенный между ними пропитанный пленочный диэлектрик, выполненный из слоев полимерной пленки с шероховатой и гладкой поверхностями, отличающийся тем, что, с целью увеличения напряжения пробоя, слой полимерной пленки с гладкой поверхностью расположен между двумя слоями пленки, имеющими с обеих сторон шероховатую поверхность. 2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что пленочный диэлектрик состоит из двух слоев с гладкой поверхностью, каждый из которых расположен между слоями, имеющими с обеих сторон шероховатую поверхность.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2