劉人燦

（北京萊頓電器廠 北京 100011）

正確選用微波爐電容器

劉人燦

（北京萊頓電器廠 北京 100011）

本文列舉了全膜電容器和現(xiàn)行微波爐用的膜紙復(fù)合電容器相比的優(yōu)越性能及其在交流、電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用。認(rèn)為微波爐行業(yè)仍在用電容器行業(yè)已淘汰20年的膜紙電容器，而不采用性能優(yōu)越、發(fā)展前景廣闊的全膜電容器是一個技術(shù)上的重大誤區(qū)。

全膜電容器；膜紙電容器；局放

0 引言

微波爐電容器是微波爐上的一個重要元件，它連接于磁控管主電源回路，用于穩(wěn)定磁控管主電源用。電容器上的工作電壓，與一般的純直流和純交流不同，是在交流電壓上疊加一直流成分，直流電壓不超過0.8Hz交流額定電壓，但額定電壓仍標(biāo)為2.1kV(50Hz)。在進(jìn)行電性能測試時(shí)也參照交流電壓進(jìn)行，如極間耐壓為直流4.3Un,作耐久性試驗(yàn)時(shí)為1.25Un(50Hz)交流。

1 簡介

電容器外形結(jié)構(gòu)是按照微波爐的安裝要求設(shè)計(jì)的，無法改變，因此電容器性能的好壞主要取決于內(nèi)部的芯子質(zhì)量。電容器芯子極板為鋁箔，介質(zhì)是電容器紙、聚丙烯膜、浸漬劑（浸漬劑一般為二芳基乙烷）。

電容器介質(zhì)有三種情況。一種是全部為電容器紙（全紙），一種是聚丙烯膜與電容器紙復(fù)合（膜紙復(fù)合），一種是全聚丙烯膜（全膜）。在微波爐行業(yè)中，全紙結(jié)構(gòu)電容器是已淘汰的結(jié)構(gòu)不用，只用膜紙復(fù)合結(jié)構(gòu)電容器。

2 討論

（1）微波爐行業(yè)不用全膜結(jié)構(gòu)電容器，而只用膜紙復(fù)合電容器，究其主要原因是因?yàn)樯鲜兰o(jì)90年代初使用這種電容器造成微波爐屢出事故，用戶因此而索賠的現(xiàn)象，廠家至今心有余

悸。即使現(xiàn)在全膜電容器早已出現(xiàn)，也寧可用膜紙復(fù)合電容器，而不用全膜電容器。

（2）從本人從事電容器研制四十多年的經(jīng)驗(yàn)來看,這是對全膜電容器的一個極大的誤解。交流電容器技術(shù)經(jīng)歷從全紙——膜紙——全膜轉(zhuǎn)變的過程，大約花了三、四十年時(shí)間。而膜紙復(fù)合結(jié)構(gòu)只是全紙——全膜轉(zhuǎn)變的一個中間階段。

電容器紙是一種極性介質(zhì)，它損耗大，耐壓低，不適合大功率交流電器用。而聚丙烯膜是非極性介質(zhì)，是化學(xué)合成，不用砍伐樹木，而且損耗小，（約為油浸紙的1/3～1/4），耐壓高，不易老化，性能優(yōu)越。但缺點(diǎn)是浸漬性不好，因表面光滑，浸漬劑無法浸透，使兩層膜之間形成封閉氣隙，給電容器運(yùn)行帶來極大的隱患，極易發(fā)生事故，故采用膜紙復(fù)合結(jié)構(gòu)。紙?jiān)谥虚g的作用實(shí)際上相當(dāng)于燈芯的作用，將油吸入膜與膜之間的整個縫隙中，這樣，造成隱患的封閉氣隙就不復(fù)存在，大大改善了電容器的性能。但因電容器紙性能差，在膜紙復(fù)合結(jié)構(gòu)中大大影響了聚丙烯膜優(yōu)良性能的發(fā)揮。例如，因膜紙介電系數(shù)比是1:2。故膜紙上承擔(dān)的電場強(qiáng)度比是2:1。膜上場強(qiáng)是紙上的2倍，但膜的耐壓程度遠(yuǎn)比紙的2倍高。因?yàn)榧埖木壒?，總體工作場強(qiáng)都不能取得很高，不能充分發(fā)揮膜耐壓高的特性，因此全膜電容器一直是電容器，特別是交流、電力電容器技術(shù)上的追隨著單面粗化和雙面粗化聚丙烯薄膜的相繼出現(xiàn)，膜的浸漬性得到解決，用紙吸油已沒有必要了，全膜電容成為可能。

在上世紀(jì)90年代中期，電力電容器行業(yè)已經(jīng)全面淘汰了膜紙復(fù)合電容而代之以全膜電容，其結(jié)果是電容器性能大大提高，不僅是成本下降，體積縮小，單臺電容器電容量也比以前大幾十倍以上，其安全性能也超過了膜紙電容器。

（3）對微波爐來說，卻始終在用膜紙復(fù)合電容器，仍采用電力電容、交流電容領(lǐng)域已淘汰了20年的結(jié)構(gòu)。這種現(xiàn)象一直讓電容器制造廠困惑不解，是微波爐行業(yè)的認(rèn)知誤區(qū)。造成這種誤區(qū)的原因可能為以下兩點(diǎn)：

一是20多年前微波爐廠使用全膜電容器出現(xiàn)了重大事故。原因一是技術(shù)問題。當(dāng)時(shí)的微波爐電容器制造廠大多是小企業(yè)，技術(shù)力量低，不懂全膜與膜紙電容器在工藝上重大的區(qū)別。在浸漬工藝沒有完全解決的條件下采用全膜電容，造成重大質(zhì)量事故。而當(dāng)時(shí)電力電容器行業(yè)，雖然雙面粗化膜還沒有出現(xiàn)，但他們在工藝上設(shè)備上采取了多種措施，解決了浸漬問題，已開始采用全膜結(jié)構(gòu)，單臺電容器電壓達(dá)10kV，電容量達(dá)上百微法，并開始批量應(yīng)用在電力系統(tǒng)中。原因二是管理問題。當(dāng)時(shí)微波爐制造廠在全膜電容還未完成投產(chǎn)前的技術(shù)準(zhǔn)備條件下，僅僅只做了樣品試驗(yàn)就貿(mào)然大批量生產(chǎn)，嚴(yán)重違反了新產(chǎn)品試制生產(chǎn)程序。后來隨著雙面粗化膜的出現(xiàn)，全膜電容器專用的浸漬劑試制成功，這些問題已經(jīng)全部解決。電力電容器行業(yè)內(nèi)以全膜電容器取代膜紙復(fù)合電容距今已經(jīng)20多年了。

第二個誤區(qū)是認(rèn)為全膜電容安全性不如膜紙電容，但事實(shí)卻完全相反。全膜電容器性能保證關(guān)鍵在是否浸透了，而此問題在電容器制造廠早已全部解決?，F(xiàn)在許多大型變電站都采用全膜結(jié)構(gòu)電容器，工作電壓高達(dá)10kV，電容量高達(dá)上千上萬微法，至今已運(yùn)行20年，并未發(fā)生安全事故。他們對安全性也有較高的要求。因此，筆者認(rèn)為，只要通過相關(guān)認(rèn)證試驗(yàn)，完全可以使用全膜電容器。

事實(shí)上，現(xiàn)正用在微波爐上的膜紙電容器存在設(shè)計(jì)上的安全隱患，即在作老化試驗(yàn)時(shí)，內(nèi)部已出現(xiàn)了局部放電現(xiàn)象，其表現(xiàn)形式是當(dāng)電容器中途斷電冷卻至室溫再加電壓試驗(yàn)時(shí)就有擊穿現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)說明電容器設(shè)計(jì)場強(qiáng)過高，也是電容器老化的前兆，是電容器存在的一個安全隱患。特別值得指出的是，電容器制造廠在作認(rèn)證老化試驗(yàn)的樣品的介質(zhì)膜厚度比實(shí)際產(chǎn)品厚6微米。這就意味著電容器在正常工作電壓下內(nèi)部已經(jīng)可能有局放產(chǎn)生了。而全膜電容器在工作電壓下卻沒有局放，不存在這種隱患，其安全性顯然比工作電壓下就有局放的膜紙復(fù)合電容器高得多。遺憾的是，因?yàn)槲⒉t制造業(yè)長期存在的誤解，電容器制造廠只能用已淘汰多年、安全性較低的膜紙復(fù)合結(jié)構(gòu)來生產(chǎn)微波爐電容器。有的為滿足微波爐制造廠降低電容器高度的要求，但又不能用全膜結(jié)構(gòu)，只得減少內(nèi)部必要的空隙，使放電電阻幾乎貼近芯子，電阻發(fā)熱使芯子局部溫度偏高；或者減少膜的厚度，增大了局放的可能，這也是一種隱患。還有的微波爐制造廠要求電容器芯子外起保護(hù)芯子和對外殼絕緣用的包芯紙兩邊各剪一個口子，其結(jié)果是破壞了包芯紙的絕緣作用，使電容器增加了隱患。

3 結(jié)論

綜上所述，全膜電容比膜紙復(fù)合電容存在以下優(yōu)勢：

（1）全膜電容不用紙，減少了紙的消耗，也就減少了樹木的砍伐，有利于環(huán)境保護(hù)。

（2）全膜電容不用紙，生產(chǎn)中的能源消耗減少30%，有利于節(jié)能減排。

（3）從電性能來看，沒有紙的拖累，膜的局放起始電壓遠(yuǎn)比膜紙的高，安全性能高。全膜電容的損耗比膜紙電容低（2～4）×10ˉ-4。

（4）因全膜電容電性能優(yōu)越，生產(chǎn)成本大大降低，芯子的介質(zhì)、極板、浸漬劑的單支消耗按當(dāng)前價(jià)格計(jì)算，以2.1kV～1μF為例，就降低了0.6～1元。這些成本的降低必然帶來銷售價(jià)格的降低，給微波爐制造廠帶來切實(shí)利潤。

（5）全膜電容器其技術(shù)水平屬于電容器行業(yè)內(nèi)先進(jìn)水平，它的廣泛應(yīng)用有利于這項(xiàng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。目前全行業(yè)對浸漬劑的研究一直在進(jìn)行，但這種浸漬劑的性能只對全膜的性能提高有幫助，對電容紙的性能卻幫助不大。因此使用全膜電容器有利于微波爐電容器技術(shù)跟上行業(yè)的步伐，分享到該技術(shù)進(jìn)步帶來的好處。

（6）全膜電容器在微波爐上的使用有利于提升微波爐的技術(shù)水平。

[1] GB/T 18939.1-2003《微波爐電容器》 第一部分 總則

[2] 沈文琪.全膜介質(zhì)電力電容器的研究和發(fā)展.電力電容器. 1990.3:7-16

[3] 房金蘭.《加速發(fā)展國產(chǎn)高壓全膜電容器的意見》.電力電容器. 1992.4:1-5

Correct selection of capacitors for microwave ovens

LIU Rencan
(Beijing LAIDUN electrical appliance factory Beijing 100011)

This paper listed the advantages of full-film capacititors compared with film-paper capacitors used in microwave ovens currently. The wide rang of applications of full-film capacitors in the AC and power system was introduced too. Ponited out that it is a big misunderstanding of using film-paper capacitors eliminated 20 years ago in microwave ovens at present instead of using the advanced full-film capacitors with bright prospect.

Full-film capacitor; Film-paper capacitor; Partial ex-charge