正確選用微波爐電容器

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)中的廣泛應用。認為微波爐行業(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，但額定電壓仍標為2.1kV(50Hz)。在進行電性能測試時也參照交流電壓進行，如極間耐壓為直流4.3Un,作耐久性試驗時為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計的，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合（膜紙復合），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，而只用膜紙復合電容器，究其主要原因是因為上世紀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、四十年時間。而膜紙復合結(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，給電容器運行帶來極大的隱患，極易發(fā)生事故，故采用膜紙復合結(jié)構(gòu)。紙在中間的作用實際上相當于燈芯的作用，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。故膜紙上承擔的電場強度比是2:1。膜上場強是紙上的2倍，但膜的耐壓程度遠比紙的2倍高。因為紙的緣故，總體工作場強都不能取得很高，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90年代中期，電力電容器行業(yè)已經(jīng)全面淘汰了膜紙復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，卻始終在用膜紙復合電容器，仍采用電力電容、交流電容領域已淘汰了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)的認知誤區(qū)。造成這種誤區(qū)的原因可能為以下兩點：

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。原因一是技術問題。當時的微波爐電容器制造廠大多是小企業(yè)，技術力量低，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。而當時電力電容器行業(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10kV，電容量達上百微法，并開始批量應用在電力系統(tǒng)中。原因二是管理問題。當時微波爐制造廠在全膜電容還未完成投產(chǎn)前的技術準備條件下，僅僅只做了樣品試驗就貿(mào)然大批量生產(chǎn)，嚴重違反了新產(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合電容距今已經(jīng)20多年了。

第二個誤區(qū)是認為全膜電容安全性不如膜紙電容，但事實卻完全相反。全膜電容器性能保證關鍵在是否浸透了，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10kV，電容量高達上千上萬微法，至今已運行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，筆者認為，只要通過相關認證試驗，完全可以使用全膜電容器。

事實上，現(xiàn)正用在微波爐上的膜紙電容器存在設計上的安全隱患，即在作老化試驗時，內(nèi)部已出現(xiàn)了局部放電現(xiàn)象，其表現(xiàn)形式是當電容器中途斷電冷卻至室溫再加電壓試驗時就有擊穿現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)說明電容器設計場強過高，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證老化試驗的樣品的介質(zhì)膜厚度比實際產(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合電容器高得多。遺憾的是，因為微波爐制造業(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。

（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前價格計算，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格的降低，給微波爐制造廠帶來切實利潤。

（5）全膜電容器其技術水平屬于電容器行業(yè)內(nèi)先進水平，它的廣泛應用有利于這項技術的持續(xù)發(fā)展。目前全行業(yè)對浸漬劑的研究一直在進行，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跟上行業(yè)的步伐，分享到該技術進步帶來的好處。

（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