正确选用微波炉电容器

刘人灿

（北京莱顿电器厂 北京 100011）

正确选用微波炉电容器

刘人灿

（北京莱顿电器厂 北京 100011）

本文列举了全膜电容器和现行微波炉用的膜纸复合电容器相比的优越性能及其在交流、电力系统中的广泛应用。认为微波炉行业仍在用电容器行业已淘汰20年的膜纸电容器，而不采用性能优越、发展前景广阔的全膜电容器是一个技术上的重大误区。

全膜电容器；膜纸电容器；局放

0 引言

微波炉电容器是微波炉上的一个重要元件，它连接于磁控管主电源回路，用于稳定磁控管主电源用。电容器上的工作电压，与一般的纯直流和纯交流不同，是在交流电压上叠加一直流成分，直流电压不超过0.8Hz交流额定电压，但额定电压仍标为2.1kV(50Hz)。在进行电性能测试时也参照交流电压进行，如极间耐压为直流4.3Un,作耐久性试验时为1.25Un(50Hz)交流。

1 简介

电容器外形结构是按照微波炉的安装要求设计的，无法改变，因此电容器性能的好坏主要取决于内部的芯子质量。电容器芯子极板为铝箔，介质是电容器纸、聚丙烯膜、浸渍剂（浸渍剂一般为二芳基乙烷）。

电容器介质有三种情况。一种是全部为电容器纸（全纸），一种是聚丙烯膜与电容器纸复合（膜纸复合），一种是全聚丙烯膜（全膜）。在微波炉行业中，全纸结构电容器是已淘汰的结构不用，只用膜纸复合结构电容器。

2 讨论

（1）微波炉行业不用全膜结构电容器，而只用膜纸复合电容器，究其主要原因是因为上世纪90年代初使用这种电容器造成微波炉屡出事故，用户因此而索赔的现象，厂家至今心有余

悸。即使现在全膜电容器早已出现，也宁可用膜纸复合电容器，而不用全膜电容器。

（2）从本人从事电容器研制四十多年的经验来看,这是对全膜电容器的一个极大的误解。交流电容器技术经历从全纸——膜纸——全膜转变的过程，大约花了三、四十年时间。而膜纸复合结构只是全纸——全膜转变的一个中间阶段。

电容器纸是一种极性介质，它损耗大，耐压低，不适合大功率交流电器用。而聚丙烯膜是非极性介质，是化学合成，不用砍伐树木，而且损耗小，（约为油浸纸的1/3～1/4），耐压高，不易老化，性能优越。但缺点是浸渍性不好，因表面光滑，浸渍剂无法浸透，使两层膜之间形成封闭气隙，给电容器运行带来极大的隐患，极易发生事故，故采用膜纸复合结构。纸在中间的作用实际上相当于灯芯的作用，将油吸入膜与膜之间的整个缝隙中，这样，造成隐患的封闭气隙就不复存在，大大改善了电容器的性能。但因电容器纸性能差，在膜纸复合结构中大大影响了聚丙烯膜优良性能的发挥。例如，因膜纸介电系数比是1:2。故膜纸上承担的电场强度比是2:1。膜上场强是纸上的2倍，但膜的耐压程度远比纸的2倍高。因为纸的缘故，总体工作场强都不能取得很高，不能充分发挥膜耐压高的特性，因此全膜电容器一直是电容器，特别是交流、电力电容器技术上的追随着单面粗化和双面粗化聚丙烯薄膜的相继出现，膜的浸渍性得到解决，用纸吸油已没有必要了，全膜电容成为可能。

在上世纪90年代中期，电力电容器行业已经全面淘汰了膜纸复合电容而代之以全膜电容，其结果是电容器性能大大提高，不仅是成本下降，体积缩小，单台电容器电容量也比以前大几十倍以上，其安全性能也超过了膜纸电容器。

（3）对微波炉来说，却始终在用膜纸复合电容器，仍采用电力电容、交流电容领域已淘汰了20年的结构。这种现象一直让电容器制造厂困惑不解，是微波炉行业的认知误区。造成这种误区的原因可能为以下两点：

一是20多年前微波炉厂使用全膜电容器出现了重大事故。原因一是技术问题。当时的微波炉电容器制造厂大多是小企业，技术力量低，不懂全膜与膜纸电容器在工艺上重大的区别。在浸渍工艺没有完全解决的条件下采用全膜电容，造成重大质量事故。而当时电力电容器行业，虽然双面粗化膜还没有出现，但他们在工艺上设备上采取了多种措施，解决了浸渍问题，已开始采用全膜结构，单台电容器电压达10kV，电容量达上百微法，并开始批量应用在电力系统中。原因二是管理问题。当时微波炉制造厂在全膜电容还未完成投产前的技术准备条件下，仅仅只做了样品试验就贸然大批量生产，严重违反了新产品试制生产程序。后来随着双面粗化膜的出现，全膜电容器专用的浸渍剂试制成功，这些问题已经全部解决。电力电容器行业内以全膜电容器取代膜纸复合电容距今已经20多年了。

第二个误区是认为全膜电容安全性不如膜纸电容，但事实却完全相反。全膜电容器性能保证关键在是否浸透了，而此问题在电容器制造厂早已全部解决。现在许多大型变电站都采用全膜结构电容器，工作电压高达10kV，电容量高达上千上万微法，至今已运行20年，并未发生安全事故。他们对安全性也有较高的要求。因此，笔者认为，只要通过相关认证试验，完全可以使用全膜电容器。

事实上，现正用在微波炉上的膜纸电容器存在设计上的安全隐患，即在作老化试验时，内部已出现了局部放电现象，其表现形式是当电容器中途断电冷却至室温再加电压试验时就有击穿现象。这种现象的出现说明电容器设计场强过高，也是电容器老化的前兆，是电容器存在的一个安全隐患。特别值得指出的是，电容器制造厂在作认证老化试验的样品的介质膜厚度比实际产品厚6微米。这就意味着电容器在正常工作电压下内部已经可能有局放产生了。而全膜电容器在工作电压下却没有局放，不存在这种隐患，其安全性显然比工作电压下就有局放的膜纸复合电容器高得多。遗憾的是，因为微波炉制造业长期存在的误解，电容器制造厂只能用已淘汰多年、安全性较低的膜纸复合结构来生产微波炉电容器。有的为满足微波炉制造厂降低电容器高度的要求，但又不能用全膜结构，只得减少内部必要的空隙，使放电电阻几乎贴近芯子，电阻发热使芯子局部温度偏高；或者减少膜的厚度，增大了局放的可能，这也是一种隐患。还有的微波炉制造厂要求电容器芯子外起保护芯子和对外壳绝缘用的包芯纸两边各剪一个口子，其结果是破坏了包芯纸的绝缘作用，使电容器增加了隐患。

3 结论

综上所述，全膜电容比膜纸复合电容存在以下优势：

（1）全膜电容不用纸，减少了纸的消耗，也就减少了树木的砍伐，有利于环境保护。

（2）全膜电容不用纸，生产中的能源消耗减少30%，有利于节能减排。

（3）从电性能来看，没有纸的拖累，膜的局放起始电压远比膜纸的高，安全性能高。全膜电容的损耗比膜纸电容低（2～4）×10¯-4。

（4）因全膜电容电性能优越，生产成本大大降低，芯子的介质、极板、浸渍剂的单支消耗按当前价格计算，以2.1kV～1µF为例，就降低了0.6～1元。这些成本的降低必然带来销售价格的降低，给微波炉制造厂带来切实利润。

（5）全膜电容器其技术水平属于电容器行业内先进水平，它的广泛应用有利于这项技术的持续发展。目前全行业对浸渍剂的研究一直在进行，但这种浸渍剂的性能只对全膜的性能提高有帮助，对电容纸的性能却帮助不大。因此使用全膜电容器有利于微波炉电容器技术跟上行业的步伐，分享到该技术进步带来的好处。

（6）全膜电容器在微波炉上的使用有利于提升微波炉的技术水平。

[1] GB/T 18939.1-2003《微波炉电容器》 第一部分 总则

[2] 沈文琪.全膜介质电力电容器的研究和发展.电力电容器. 1990.3:7-16

[3] 房金兰.《加速发展国产高压全膜电容器的意见》.电力电容器. 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