Что такое бумажный конденсатор и где его применяют
Бумажный конденсатор — это электрический компонент, в котором две проводящие обкладки разделены бумажным диэлектриком, пропитанным специальным составом (например, жидким маслом или соволом). Основная сфера его применения — техника сильных токов и высоких напряжений, где он служит для коррекции коэффициента мощности (увеличения cos φ).
Из-за относительно высокого тангенса угла диэлектрических потерь (tg δ) эти конденсаторы эффективно работают на частотах до 10 кГц (10⁴ Гц). В радиотехнике их можно встретить в цепях как низкой, так и высокой частоты. Для использования в особых условиях — например, в телефонной аппаратуре, радиоприёмниках или автотракторной технике — бумагу пропитывают твёрдыми составами на основе церезина и хлорнафталина, что повышает надёжность.
Конструктивные особенности и материалы
Особой разновидностью являются герметизированные металлобумажные конденсаторы. В них вместо традиционной фольги в качестве обкладок используются тончайшие слои металла, нанесённые непосредственно на бумагу методом вакуумного напыления. Это позволяет достичь большей удельной ёмкости и улучшить электроизоляционные характеристики.
Сердцевина устройства — конденсаторная бумага. Её производят из высококачественного сырья: льняного волокна или сульфатной древесной целлюлозы. В процессе изготовления строго запрещено использование клеев, наполнителей и красителей. Бумага выпускается в катушках толщиной от 7 до 30 микрометров и шириной от 19 до 750 мм.
Строгие требования к качеству
К конденсаторной бумаге предъявляются повышенные требования. Она должна быть абсолютно чистой: недопустимы металлические включения, механические загрязнения, пятна, а также дефекты вроде складок, морщин, надрывов или проколов.
Физико-химические свойства также жёстко регламентированы: влажность не более 8%, отсутствие щелочности, следов хлоридов, сульфатов и железа. Механическая прочность (разрывное усилие для полосы шириной 15 мм) должна быть не менее 1 кг, а электрическая прочность (пробивное напряжение при 50 Гц) — не ниже 275 В.
Пропиточные составы и безопасность
Выбор пропиточного диэлектрика зависит от условий эксплуатации. Если критически важны пожарная и взрывобезопасность, применяют синтетическую жидкость — совол. Реже используют высокоочищенное конденсаторное минеральное масло, которое должно соответствовать ряду технических норм:
- Плотность при 20°C — не более 0,896 г/мл.
- Температура вспышки паров — от 135°C и выше.
- Температура застывания — не выше -45°C.
- Кислотное число — максимум 0,02 мг КОН на 1 г.
- Зольность — не более 0,0015%.
- Электрическая прочность (пробивное напряжение) — минимум 50 кВ.
Таким образом, бумажный конденсатор — это сложное устройство, эффективность и надёжность которого определяются качеством специализированных материалов и соблюдением строгих технологических стандартов.