[发明专利]一种高场强下金属化膜电容器绝缘电阻测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于电阻测量领域，具体涉及一种金属化膜电容器绝缘电阻测量方法及装置，适用于恒温、恒湿、高电场强度下大容量电容器绝缘电阻的测量。

背景技术

高场强下的金属化膜电容器泄漏电流的存在是影响脉冲功率电源系统中储能电容器性能的重要因素，绝缘电阻是反映泄漏的基本电气参数。

绝缘电阻是施加于绝缘体上两个导体之间的直流电压与流过绝缘体的泄漏电流之比。在一定湿度条件下，对绝缘材料施加直流电压，在绝缘材料内部和表面将产生以下电流：1)位移电流，即对绝缘材料的几何电容进行充电的电流；2)吸收电流，即由于绝缘介质的吸收产生的电流；3)泄漏电流，指由于绝缘材料内部或表面的带电粒子移动产生的传导电流。泄漏电流一般不随时间变化而改变，位移电流和吸收电流随时间延长而衰减。

绝缘体的绝缘电阻由两部分组成，即体积电阻与表面电阻，绝缘体电阻是体积电阻与表面电阻并联组成的。在绝缘电阻测量中需要排除表面泄漏电流的影响。因此获取一定电压下流经电容器的泄漏电流是测量绝缘电阻的关键。

由于金属化聚丙烯膜电容器的绝缘电阻高达几百甚至上千兆欧，等效时间常数高达数万秒甚至数十万秒，且不同场强下、不同温度下其绝缘电阻相差巨大。目前常规绝缘电阻测量仪测量金属化膜电容器绝缘电阻存在测量电压大小有限、耐压时间不足和绝缘电阻测量不稳定等问题，无法准确测量电容器的绝缘电阻。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高场强下金属化膜电容器绝缘电阻测量方法及装置，准确测量不同温度不同场强下金属化膜电容器的绝缘电阻。

一种高场强下金属化膜电容器绝缘电阻测量方法，将电容器置于恒温恒湿环境下，对电容器串接一兆欧级采样电阻R_S，再对电容器和采样电阻施加直流高压，进入稳态后测量采样电阻的电压U_S和直流高压实际值U₀，计算电容器绝缘电阻R_G为测量采样电阻电压U_S所采用的高压探头的输入电阻。

进一步地，还包括用于测量电容器电容的电容测量仪。

进一步地，计算电容器等效绝缘电阻τ＝R_PC(MΩ·μF)，其中C为电容器的电容量；将等效绝缘电阻作为衡量同一批次金属化膜电容器的参数。

进一步地，还通过导线将电容器表面接地，消除电容器表面电流对绝缘电阻的影响。

进一步地，包括恒温恒湿箱、与电容器串接的兆欧级采样电阻、用于对电容器和采样电阻施加直流高压的直流高压耐压仪、用于测量直流高压耐压仪输出值的直流分压器以及用于测量采样电阻电压的高压探头。

进一步地，还包括用于泄放电容器能量的泄能电路。

本发明的技术效果体现在：

本测量方法通过直流高压下采样电阻和电容器的分压比计算出高场强下金属化膜电容器的绝缘电阻。由于金属化膜电容器的绝缘电阻与其承受的电压密切相关，且电容器等效时间常数很长，电容器充电至某一电压下需要长达数十个小时甚至更长时间，所以准确测量器绝缘电阻需要长期加压。本发明可以通过长期加压试验以获取其绝缘电阻。

本发明可以准确测量高场强下金属化膜电容器的绝缘电阻，解决了常规绝缘电阻测量仪输出电压大小有限、耐压时间不足和绝缘电阻测量不稳定等缺点。该测量方法具有试验方法简单、测量重复性好等优点，能够准确测量不同温度、不同湿度、不同场强下金属化膜电容器绝缘电阻，解决了长期以来电容器绝缘电阻测量不准确的难题。

附图说明

图1为本发明测量方法的示意图；

图2为测量回路的等效电路图。

具体实施方式

下文根据附图和实例具体说明本发明。

如图1所示，本发明测量回路包括：直流高压耐压仪，用于向被测量设备提供稳定直流高压；兆欧级采样电阻(R_S)，用于获取直流高压下电容器泄漏电流；直流高压分压器，用于测量直流高压耐压仪的输出电压(U₀)；电容测量仪，用于测量金属化膜电容器的电容量；高压探头，用于测量采样电阻上的电压(U_S)。为了消除电容器表面电流对绝缘电阻测量的影响，通过导线将电容器表面接地，将表面电流引入地，防止电容器表面电流流入采样电阻而产生误差。图2给出了测量回路的等效电路图。