超级电容器简介
超级电容器是近几年才发展起来的一种专门用于储能的特种电容器,有着法拉级的超大电容量,比传统的电解电容器的积能密度高上百倍,漏电流小近千倍,它的放电比功率较蓄电池高近十倍,不需要任何维护和保养,寿命长达十年以上,是一种理想的大功率物理二次
电源,已成功的用作内燃
发动机的启动电源;电动车的起步、加速、爬坡电源;高压开关的分合闸操作电源及用于电传动装甲车和大型充磁设备中。
目前我国(北京金正平公司)已成功开发、生产出此类电容器。其系列技术指标为:电容量:0.2F-600F,工作电压:14V-400V,最大电流400A-2000A。
我国六十~八十年代建设的35KV变电站及10KV开关站,绝大多数高压开关(断路器)操动机构是CDX型电磁操动机构。在这些站的
配电室中专门配有相应的直流系统,作为分、合闸操作、控制、保护用的直流电源。这些直流电源设备,主要是电容储能式硅整流分合闸装置和部分由蓄电池组构成的直流屏。
由于电容储能式硅整流分、合闸装置具有结构简单、成本低、维护量小的特点,因此在当时的这些末端站得到了广泛的应用,但是这些装置在实际使用中暴露出一个致命的令用户不可容忍的缺陷:事故分闸的可靠性差,其原因是使用的储能电解电容器组的容量有限(只有几千个微法),漏电流较大。有限的储能及停电后较大的漏电,使其无法在任何情况下保证事故分闸所需要的能量,由此造成的严重事故时有发生。不得已有些用户将其换成小容量的蓄电池组,其目的就是为了能保障分闸的能量,然而先抛开蓄电池组价格昂贵、寿命有限不说,单就从必须按规定对其进行维护保养才能正常工作这一点来说,就是让人头疼的问题,因为这里的蓄电池组不承担合闸任务,长时间处于备用状况,有些问题(如单个电池不良,记忆效应)不象蓄电池组直流屏那样从合闸操作中发现,这就要求工作人员主动定期的对蓄电池进行维护保养,由于工作量大,实际上这些工作在现场很难做到百分之百落实,甚至有些工作人员编造工作记录蒙哄过关,因此蓄电池组的内部状况是否时刻正常已很难保证,比如不及时发现蓄电池组中有问题的蓄电池进行更换,以及不定期消除镉镍电池的记忆效应。一旦供电线路出现事故需迅速分闸时,就有可能提供不了足够的能量,有可能造成更大的事故。这些现象在有些站特别是大行业的用户站,已不止一次发生过。
由蓄电池组成的直流屏,能存储很大的电能而实现停电后的长时间的直流供给,在一些重要站(如110KV及以上级别的变电站)这是必要的功能,然而象有些不重要的末端站及用户站,实际上并不需要停电后长时间的直流供给。考虑到要保证事故分闸的可靠性而使用了这样的设备,然而带来的却是很高的运营成本。经常的维护保养以及不长的使用寿命。另外故障率也因其电池的多节串联而增加(任何一节电池有问题,都将影响整个蓄电池组的照常工作。
对上述设备不尽如人意的问题,人们迫切希望有较好的办法来解决,超级电容器的出现及其具备的优良性能为解决这一问题带来了希望。
超级电容器使用注意事项
1、超级电容器具有固定的极性。在使用前,应确认极性。
2、超级电容器应在标称电压下使用:
当电容器电压超过标称电压时,将会导致电解液分解,同时电容器会发热,容量下降,而且内阻增加,寿命缩短,在某些情况下,可导致电容器性能崩溃。
3、超级电容器不可应用于高频率充放电的电路中,高频率的快速充放电会导致电容器内部发热,容量衰减,内阻增加,在某些情况下会导致电容器性能崩溃。
4、超级电容器的寿命:
外界环境温度对于超级电容器的寿命有着重要的影响。电容器应尽量远离热源。
5、当超级电容器被用做后备电源时的电压降:
由于超级电容器具有内阻较大的特点,在放电的瞬间存在电压降,ΔV=IR。
6、使用中环境气体:
超级电容器不可处于相对湿度大于85%或含有有毒气体的场所,这些环境下会导致引线及电容器壳体腐蚀,导致断路。
7、超级电容器的存放:
超级电容器不能置于高温、高湿的环境中,应在温度-30+50℃、相对湿度小于60%的环境下储存,避免温度骤升骤降,因为这样会导致产品损坏。
8、超级电容器在双面线路板上的使用:
当超级电容器用于双面电路板上,需要注意连接处不可经过电容器可触及的地方,由于超级电容器的安装方式,会导致短路现象。
9、当把电容器焊接在线路板上时,不可将电容器壳体接触到线路板上,不然焊接物会渗入至电容器穿线孔内,对电容器性能产生影响。
10、安装超级电容器后,不可强行倾斜或扭动电容器,这样会导致电容器引线松动,导致性能劣化。
11、在焊接过程中避免使电容器过热:
若在焊接中使电容器出现过热现象,会降低电容器的使用寿命,例如:如果使用厚度为1.6mm的印刷线路板,焊接过程应为260℃,时间不超过5s。
12、焊接后的清洗:
在电容器经过焊接后,线路板及电容器需要经过清洗,因为某些杂质可能会导致电容器短路。
13、将电容器串联使用时:
当超级电容器进行串联使用时,存在单体间的电压均衡问题,单纯的串联会导致某个或几个单体电容器过压,从而损坏这些电容器,整体性能受到影响,故在电容器进行串联使用时,需得到厂家的技术支持。
14、其他:
在使用超级电容器的过程中出现的其他应用上的问题,请向生产厂家咨询或参照超级电容器使用说明的相关技术资料执行。
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