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在电子产品中,电容器是必不可少的电子器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源|稳压器的退耦、交流信号的旁路、交 直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了 解在给定用途下各种元件的优缺点,以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。

3.额定电压(UR)。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直 流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在 空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。对于所有的 电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。 4.损耗角正切(tgδ)。在规定频率的正弦电压下,电 容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路 如附图所示。对于电子设备来说,要求RS愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。

我们知道,晶闸管有一个重要 特性参数-断态电压临界上升率dlv/dlt。它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下,使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。若电压 上升率过大,超过了晶闸管的电压上升率的值,则会在无门极信号的情况下开通。即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压,也 可能发生这种情况。因为晶闸管可以看作是由三个PN结组成。

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为了限制电路电压上升率过大,确保晶闸管安全运行,常 在晶闸管两端并联RC阻容吸收网络,利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感 ),所以与电容C串联电阻R可起阻尼作用,它可以防止R、L、C电路在过渡过程中,因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。同时,避 免电容器通过晶闸管放电电流过大,造成过电流而损坏晶闸管。

配电系统的容量越小,对应着电网的阻抗越高,同样的谐波电流产生的谐波电压越大,也就是电压畸变越大;

3. 电压的波形质量,即三相电压波形的对称性和正弦波的畸变率,也就是谐波所占的比重。

数据中心离不开电,没有电能数据中心的任何设备都无法运转,而且数据中心对电能的需求是巨大的,一个中型数据中心运行一天 就要消耗掉十几万度的电。很多人只关注数据中心的高能耗问题,想方设法减少数据中心电的使用量,但是都忽略了一个问题,就是电的质 量。

美国曾经做过这样的实验,得出一般低压配电线在14个月内在线发生超出原工作电压一倍以上的浪涌电 压次数可达到800次,这样每个月差不多57次,其中超过1000V的浪涌就有300多次,在我国由于电网质量本身就差,出现高浪涌的频率就更高 了。除了电网本身质量对数据中心供电造成了波动,数据中心供电波动也有相当一部分原因来自于雷电,我国也是一个雷电高发地区,数据 中心设备的电力线路上很容易遭受到直击雷和感应雷的冲击,这样加剧了电网的波动。当雷击中高压电力线路后,经过变压器耦合到低压测 ,进而入侵到数据中心的供电设备上。按照标准要求,一切数据中心里运行的设备必须接地,并具有防雷装置,避免雷击。表1列举了造成电 网波动的几大来源,这样的电压波动显然会对设备造成冲击,影响设备的正常运行。

美国曾经做过这样的实验,得出一般低压配电线在14个月内在线发生超出原工作电压一倍以上的浪涌电 压次数可达到800次,这样每个月差不多57次,其中超过1000V的浪涌就有300多次,在我国由于电网质量本身就差,出现高浪涌的频率就更高 了。除了电网本身质量对数据中心供电造成了波动,数据中心供电波动也有相当一部分原因来自于雷电,我国也是一个雷电高发地区,数据 中心设备的电力线路上很容易遭受到直击雷和感应雷的冲击,这样加剧了电网的波动。当雷击中高压电力线路后,经过变压器耦合到低压测 ,进而入侵到数据中心的供电设备上。按照标准要求,一切数据中心里运行的设备必须接地,并具有防雷装置,避免雷击。表1列举了造成电 网波动的几大来源,这样的电压波动显然会对设备造成冲击,影响设备的正常运行。

2.失电。一般是由气 候恶劣、变压器故障造成的。失电是指由于线路故障而引起的失电开关跳闸,又在很短的时间内迅速消除,这个过程往往在几个毫米内就完 成。失电比跌落要严酷,相当于在短时间内设备完成没有供电,只是持续的时间要比跌落短。设备要做到不受失电的影响,就需要设计有一 个大电容。在失电发生时,电容接管供电进行短时的放电,维持设备运行,当然具有这样功能的基本都是承载核心业务、关键业务的高端设 备。

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4.电气噪声。一般是由雷达、无线电信号、工业设备生产的弧光、转换器和逆变器造成的。数 据中心里都是清一色的用电设备,在运行时必然会产生一些非本意用途的无规则的微弱电流、电压或电磁场等。为了消除这些噪声对周围设 备的影响,都会要求设备运行时漏电流、电压不能过大,对设备的漏电流大小也有明确要求。当我们用手触碰一些设备时,有时会被电到, 要么是设备没有很好的接地,要么是设备的漏电流过大,不符合标准要求。

5.浪涌。一般来自雷电、用电负载突然增加或减 少、变压器抽头不恰当等。浪涌一般是指电压向上波动,突然升高。就我国目前的电网质量,这种情况几乎无法避免,浪涌随时都可能发生 ,所以只能从设备上想办法来应对浪涌,提升设备对浪涌的冲击能力。