Utilisation des condensateurs dans les stations de conversion de tubes électroniques : technologie clé des condensateurs de bus DC

S'appuyant sur l'expérience en matière de recherche et développement de Condensateur de support CCPour la transmission CC flexible, nous avons proposé une méthode de test pour l'ESL des inductances série équivalentes de classe nH destinées aux condensateurs de support CC, et nous en avons vérifié la validité, résolvant ainsi le problème de la méthode de test des inductances de classe nH. À partir de cette méthode de test, la méthode de calcul de l'inductance de niveau nH basée sur la ligne conductrice du condensateur de support CC a été validée, offrant une nouvelle piste de conception pour réduire l'inductance de niveau nH de ce condensateur. Nous avons également analysé et synthétisé le problème des décharges partielles CA entre les pôles et l'enveloppe, un problème complexe des condensateurs de support CC, et fourni des pistes pour la résolution des décharges CA locales de ces condensateurs. Des suggestions pour l'étude des décharges CC locales entre électrodes sont proposées. En nous appuyant sur l'expérience acquise lors des tests et de l'exploitation, nous avons réalisé des tests de résistance de contact, d'échauffement, de faible et de fort courant d'appel sur les bornes de sortie de courant des condensateurs de support CC. Les résultats des tests montrent que seul l'écrou rond à denture fine épaissie peut réussir le test de courant d'appel élevé, ce qui constitue une référence précieuse pour améliorer le fonctionnement sûr des condensateurs à courant continu.

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Avec le développement de la technologie de transmission CC flexible en Chine, le problème du condensateur de support CC, l'un des composants clés utilisés dans l'ingénierie flexible et droite, est devenu prépondérant.

Depuis 2017, la recherche et le développement de condensateurs de support CC pour la transmission CC flexible figurent parmi les priorités de la Chine. Non seulement les principaux fabricants de condensateurs du pays ont investi massivement dans la production de ces condensateurs, tant en ressources humaines que matérielles, mais la State Grid Corporation, la China Southern Power Grid Corporation et les grandes universités et institutions de recherche ont également lancé des études thématiques sur les condensateurs de support CC. Ces condensateurs, ainsi que leurs principaux composants (granulés de polypropylène), ont été intégrés à des projets de recherche et développement clés, voire à des projets nationaux prioritaires. Ces mesures ont fortement stimulé le progrès technique dans ce domaine. À l'échelle internationale, grâce au développement de l'électronique de puissance, la norme CEI 61071 a été considérablement mise à jour, offrant une meilleure adéquation à la recherche et au développement des condensateurs de support CC. La révision de la norme GB/T 17702, quant à elle, a enregistré un nombre record de participants (fabricants et experts) et de contributions (commentaires et suggestions).

La tension nominale et l'intensité du champ magnétique de conception d'un condensateur sont ses paramètres les plus importants. La norme GB/T 24123 exige une tension de claquage CC médiane ≥ 350 V/µm pour le film de polypropylène de 5,8 µm d'épaisseur le plus couramment utilisé dans les condensateurs supportés en courant continu. La norme GB/T 13542.3 (modifiée selon la norme IEC 60674-3-1) impose des exigences encore plus faibles, de seulement ≥ 190 V/µm, ce qui ne répond pas aux exigences actuelles en matière d'intensité du champ magnétique de conception des condensateurs supportés en courant continu. Selon la référence [1], l'intensité du champ magnétique de conception d'un film métallisé en polypropylène pour condensateurs supportés en courant continu ne doit pas être inférieure à (220)-250 V/µm. La tension de claquage du film métallisé sert de base à la détermination de l'intensité du champ magnétique de conception des condensateurs supportés en courant continu. De nombreuses publications traitent de la technologie des condensateurs supportés en courant continu, notamment de la théorie de l'auto-réparation, des lois de vieillissement et des modes de défaillance, du problème de l'échauffement et du calcul des pertes. Les principaux points techniques de cet article sont la méthode de test et l'idée d'amélioration de l'inductance série équivalente ESL du condensateur supporté par courant continu, le test de décharge partielle et la conception et la vérification de la borne d'extraction de courant.

1. Conception et vérification des inductances nH

1.1 Recherche sur la méthode d'essai de l'inductance de classe nH

1.2 Estimation de l'inductance de Nachen

2. Recherche sur les problèmes de décharge partielle

2.1 Problème de décharge partielle CA entre la borne et la coque

2.2 Problème de décharge locale en courant continu entre électrodes

3. Conception et vérification des terminaux

3.1 Conception des bornes de câblage

3.2 Vérification des bornes de câblage

2) En fonction de la taille et de la disposition de la ligne de courant du condensateur de support CC, l'auto-inductance et l'inductance mutuelle de la ligne de courant peuvent être estimées afin d'obtenir l'inductance série équivalente du condensateur.

3) L'expérience acquise en recherche et développement montre que le test de décharge locale en courant alternatif des condensateurs supportés en courant continu permet de détecter la présence d'un potentiel de suspension à l'intérieur du condensateur, la bonne polymérisation de la colle de remplissage et la présence de vides. Toutefois, les indicateurs de décharge locale doivent être rationalisés et d'autres indicateurs de performance doivent être pris en compte de manière globale. Le nombre d'impulsions de décharge partielle en courant continu entre les électrodes est déterminant pour l'auto-réparation et les performances des condensateurs supportés en courant continu.

4) Les tests de vérification montrent que la borne ne présente aucun problème de résistance de contact, d'Imax ni même de courant de surtension d'environ 100 kA. Cependant, pour un courant de surtension d'environ 300 kA, seule la structure à filetage fin épaissi réussit le test. Par conséquent, pour déterminer si la borne répond aux exigences, le concepteur doit tenir compte des spécifications de l'acheteur.

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