高压电容（精选9篇）
一． 高压金属化薄膜电容器发展状况及市场状况
随着电力、电子技术的普及和提高，高频脉冲电容器、直流高压电容器、高压并联电容器等特种电容器的需求量越来越大。其用途主要有以下几个方面。
1．高压并联电容器：该电容器是为输压、变压线路使用的高压开关柜专门配套的高压电力电容，以改善线路功率因素为目的。
2．高频脉冲电容器：该电容器功能是利用电容器储存的能量产生脉冲大电流。主要用于电磁加速器、核聚变、脉冲激光电源等性能试验装置。
3． 直流高压电容器：该电容器主要在高电压大容量电压换流电源中作滤波电容器用。
二、国外、国内高压金属化薄膜电容器的发展状况及市场状况
近几年来，国外一些厂家开发、研制出的该类型电容器已形成批量生产和投放市场使用。而我国虽然有众多的电容器生产厂家，但该类型的电容器在生产方面还刚刚起步，其品质也无法与国外一些厂家生产的产品进行比较，其品质差别和市场占有率主要如下；
1．国外该类型电容器的发展及市场状况：现在国外具有先进水平的生产厂家有ABB、GE、METAR等公司，这些公司生产的电容器主要特点是在恒定容量和恒定电压下，其尺寸和重量均为国产的一半，其使用寿命确保在20年以上。现METAR公司已开发、研制出50万伏高压并联电容器并投入使用，现占领国内100%市场。
2．国内该类型电容器的发展及市场状况：现在国内的生产家生产的同类型电容器产品其尺寸和重量均比国外的产品要大得多和重得多，其使用寿命在5年到10年之间。30到50万伏的高压并联电容器还在研制中，未能进行批量生产并投入使用。
三、投产电容器的目的及项目：
1．投产目的：为了满足国外、国内市场对具有高电压、大电流负载承受能力、高安全性的金属化薄膜高电压电容器越来越大的市场需求，对该类型的电容器的开发、研制和对现有电容器生产设备及工艺技术的改造也势在必行。针对此现像，公司经研究自身在国际上的销售网 络优势，决定出资引进国外先进设备，以满足国外、国内市场对该类型电容器越来越大的需求，填补国内空白、不足之处。
2．电容器项目及其用途如下：
2.1 高电压并联电容器：该电容器是为30到50万伏输压、变压线路使用的高压开关柜专门配套的高压电力电容，全世界需求量非常大。我国在此方面尚属空白。如：中国的三峡工程、平顶山，沈阳和西安高压开关厂为50万伏输压、变压线路项目配套的开关柜采用电容全部从国外进口。
2.2 小型化高频脉冲电容器及直流高压电容器：可用于电磁加速器、核聚变脉冲激光电源等性能试验装置及冲击电压、电流发生装置。
四、高压金属化薄膜电容器投产后市场预测：
因国内对金属化薄膜高电压并联电容器、高频脉冲电容器、直流高压电容器的需求量越来越大且其现在供给状况为全部依靠进口，故如该类型产品在国内生产，将具备很强的市场竞争力。其市场销售预测为：
1.高电压并联电容器：现国内为50万伏输变线项目配套采用该电容100%全部从国外进口。预计我公司产品推出市场后3年到5年内将占领国内一定的份额。
2．高频脉冲电容器、直流高压电容器: 现国内电力机车配套采用该电容100%全部从国外进口。预计我公司产品推出市场后3年到5年内将占领国内一定的份额。
五、投产所需引进的全自动卷绕机设备及其技术要求
1．金属化薄膜高压并联电容器、高频脉冲电容器、直流高压电容器因其使用强场非常高，承受的冲击电流非常大，所以对电容器的耐电压强度、电晕起始电压特性要求非常高，因此电容器元件在卷制过程中应尽可能保持恒张力和尽可能避免膜层间有空隙和皱纹产生。
2．国外瑞士麦塔全自动卷绕机在设备上采用了新型的接触压辊、避震系统和张力自动跟踪系统。在保持恒张力卷制元件的同时，接触压辊压在卷制元件上面，这样可以除去膜层间空隙和膜皱纹。通过该技术，结果电容器元件的电晕起始电压大大提高，从而使电容器在保持同等寿命或更高寿命的条件下增加了产品的可靠性并减少了元件的体积，提高了使用电压，完全满足了生产金属化薄膜高压并联电容器、高频脉冲电容器、直流高压电容器所必需具备的条件。
关键词：随机振动,有限元,仿真,疲劳断裂
1引言
随机疲劳是服役工程构件的主要失效形式[1]。某产品电路板在随机振动试验过程中出现了高压电容脱落的现象,而且脱落时均从管脚根部折断。随机振动引起的损伤的准确定量分析一直是个难点。本文通过UG NX6高级仿真中新工具的应用,通过高压电容的随机振动仿真分析找出故障产生的原因。
2故障描述
2.1产品及其安装
高压电容尺寸示意图见图1,质量小于5g。高压电容两端用铜丝(铜丝直径0.6mm)焊接后焊接在印制板上,并在周围堆粘硅橡胶加固,见图2。
2.2振动条件及故障描述
振动功率谱密度0.03g2/Hz,振动图谱见图3。
故障模式为电路板上电容管脚断裂,同时电容周边的硅橡胶也与印制板脱粘。在电子显微镜下对断裂电容引脚进行观察,引脚断裂后形貌见图4。断裂引脚形状完整,断口表面呈熔融态。防护涂层向四周翻开,有向外“溅射”痕迹,断口放大后局部有圆形孔洞存在,为电弧放电产生的高温熔化引脚基体所致。由于大部分被熔融后Pb-Sn焊料覆盖,不能够观察到焊料下方是否存在机械损伤特征。
3随机振动有限元分析
3.1有限元分析软件
UG NX6的高级仿真模块是一种综合性有限元建模和结果可视化产品,旨在满足资深分析员的需要。高级仿真包括一整套预处理和后处理工具,并支持多种产品性能评估解法。高级仿真提供对许多业界标准解算器的无缝、透明支持,这样的解算器包括NX Nastran、MSC Nastran、ANSYS和ABAQUS。NX响应仿真是一个高级仿真,可与NX Nastran一起使用的解法处理,它可用来评估受到各种载荷条件限制的结构模型的静态或动态响应(包括频率响应、随机振动、响应谱分析、瞬态响应等)。
3.2有限元模型及工况
电容及管脚有限元模型见图5,所有单元均为六面体单元。共3008个单元,3958个节点。模态计算及动响应分析时,采用单节点与管脚与印制板焊接面的RBE2连接的蜘蛛单元,并在单节点上施加6个自由度的强迫运动约束。
3.3模态仿真分析
首先进行模态计算,计算结果第一阶固有频率为459.7Hz,二阶固有频率已经达到10320Hz。
3.4随机振动仿真及分析
在模态分析的基础上,建立响应仿真,并按图3施加随机振动激励。工程上,阻尼的准确选取是困难的,通常金属结构阻尼较小,一般可取阻尼比2%～3%,复合材料阻尼较大,一般可取选取5%～8%[2]。考虑到电容周围有硅橡胶固定起到一定的阻尼作用,取阻尼0.08。
首先进行应力均方根响应仿真,得到VONMISE应力均方根响应云图见图6。最大均方根应力为89.08MPa,最大应力点(危险点)在管脚根部的7355单元的4580节点上。这也与高压电容实际管脚断裂位置相吻合。
然后,针对危险点7355单元进行了响应应力谱计算,响应应力谱功率密度函数曲线见图7。由图可见危险点在一阶频率附近有最大响应,这也表明高压电容这样立式安装设计不合理。
NX6高级仿真模块提供了一个很好用的工具,可以将功率谱密度曲线变换后得到对应的时间历程样本曲线。根据抽样定律[3],如果抽样频率大于2倍最高频率,抽样后的信号就包括原信号的全部信息。取抽样频率f=4000Hz,时间间隔△t=0.25ms,得出应力/时间历程载荷谱。图8为危险点7355单元时间历程前16s随机应力/时间历程载荷谱。
由图可得应力响应最大值为144.7MPa。这只是对应功率谱密度曲线的无数时间历程样本中的一个,若取无限个子样本并计算出每个子样本的疲劳寿命,其均值就是真实的疲劳寿命。工程实际中,只要取足够多的子样本,计算寿命就可以满足精度要求[4]。为避免偶然因素,共计算了5条应力/时间历程样本,得平均最大应力为150.14MPa,见表1。
根据金属材料手册[5]数据:T2铜丝M状态σb=196MPa,σ-1=88MPa;可见电容管脚在随机振动条件下其最大应力还未达到破坏应力,但已经达到材料疲劳极限的1.7倍。实际电路板是在交付中经历了数次随机振动后才出现了电容脱落故障,也证明了其疲劳破坏模式。
4结论
通过对某产品电路板高压电容在随机振动条件下的响应分析,发现原高压电容的安装方式下振动时在一阶固有频率处发生共振,电容管脚将发生疲劳破坏,这也与实际情况相吻合。因此有必要更改电容的安装方式,如电容由立式安装改为平放及增加管脚直径等措施。另外还应该指出,硅橡胶的辅助固定的阻尼作用很大,其粘接质量对高压电容的抗疲劳影响不容忽视。
参考文献
[1]吴启鹤,叶笃毅,杨英.一种估算结构件随机疲劳寿命的新方法[J].工程力学,1995,12(2):87-94.
[2]袁家军.卫星结构设计与分析[M].北京:宇航出版社,2004.
[3]沈元隆,周井泉.信号与系统[M].北京:人民邮电出版社,2003.
[4]王明珠,姚卫星,孙伟.结构随机振动疲劳寿命估算的样本法[J].中国机械工程,2008(8):972-975.
关键词：电容型；高压电气设备；绝缘；在线监测；技术
中图分类号：U226.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0023-02
1 概 述
随着我国的经济发展和居民生活对电力的需求逐渐增大，高压电气设备在电力的输送过程中使用比较广泛。电容型高压电气设备作为当前电力系统使用最为广泛的电气设备之一，对我国电气发展的安全性和稳定性具有重要的影响作用。对电容型高压设备的绝缘进行在线监测和诊断，可以及时发现设备运行过程中的运行状态和损坏情况，提高电气设备的管理水平，确保客户的用电安全和供电可靠性。
2 监测内容与研究现状
2.1 监测内容
当前的高压电气设备绝缘在线监测的主要内容包括：自动连续检测流过绝缘介质的电流、介质损耗角正切（tanδ）、局部放电、绝缘油中含有的气体、发电机过热点、高压断路器和SF6全封闭组合电器，以及电力系统的全工况等。随着计算机技术和电力技术的进步，这些监测技术逐步形成，并给电力设备的维护和管理提供了重要的技术保障。
2.2 研究现状
在电力发展过程中，电力设备的故障大多发生在设备的绝缘问题上，而且绝缘问题会造成电力运行中的安全事故，对电力运维人员也会造成巨大的安全威胁。绝缘在线监测可以通过对检测对象的把握和控制，实现电力管理的自动化和科学化。在当前的高压电气设备的绝缘监测过程中，还存在监测仪器和监测方法的问题，导致相关数值的监测不是特别准确，无法达到对电气设备的管理要求。
3 高压电气设备绝缘在线监测系统检验器的工作原理
高压电气设备绝缘在线监测系统高压标准检验器是一台可以带电改变介质损耗的电气设备，被测设备可以工作在系统电压下，其介质损耗的改变是已知的，而且是经过标准测试的。该高压标准检验器主要由高压无损标准电容器、低压可调无感标准电阻、切换装置等组成。
其高压标准电容器电容量为1 000 PF，低压无感标准电阻配以不同的数值组合成介质损耗为0.33～1.337共7挡的高压标准损耗检验器，该高压标准损耗检验器可以在被测设备一直带有运行电压的情况下调节标准损耗检验器的档位。绝缘在线监测系统的传感器接在该高压标准检验器的低压端。
该高压标准检验器绝缘在线监测系统进行比对试验的原理图，如图1所示。校验器主要由交流滤波稳压电源、30 kVA调压器（B1）、80 kV串级式试验变压器1台（B2、B3）、高压标准电容器（C）、100 kV/100 V标准电压互感器（B4）、放电管（P-350）、标准无感电阻等元件构成。
4 电容型高压电气设备绝缘在线监测的关键技术
4.1 在线监测信号的提取
对监测信号的提取是对电容型高压电气设备进行绝缘监测的关键和基础依据。在线监测信号的提取，主要是提取电容设备的末屏电流信号，但是由于该信号在设备中的强度特别微弱，在实际信号提取过程中的难度较大。在传统的电流信号提取过程中，主要采用电流传感器测量电流信号，把电流传感器套装在电气设备的接地线或者末屏回路中，进而提取电流信号。
但是这种信号提取方式受现场环境的影响较大，受到的干扰因素较多，再加上电流信号本身比较微弱，造成信号提取比较困难。
当前，在电气设备的接地线或者末屏回路中直接串入监测电容成为一种更加有效的信号提取方式。电容型高压电气设备的电压不容易发生突变，只要选择合适的电容，并使输出电压在30～40 V之间，就可以有效降低干扰因素对电流信号的影响，确保测量过程中的稳定性和最终数值的正确性。
4.2 绝缘材料介损的数字化测量
绝缘材料的介损情况是电气设备绝缘性能的重要参考依据，对绝缘材料介损数值的测定也是电力管理过程中，确定电气设备的更换需求和运行状态的重要判定指标。
受电力运行情况的影响，介损测量对精确度和测量方法的要求较高。在当前的硬件处理方法中，过零法受谐波和零漂因素的影响较大，测量数值的准确性较差。而软件处理的方法，可以采用对波形进行分析，利用小波变换或双滤波器滤波提取基波信号，再计算其自相关函数与互相关函数，最终得到绝缘材料的介损数值。这种方法可以有效避免测量过程中的谐波干扰。
5 电容型高压电气设备绝缘在线监测的要点总结
在进行高压电气设备的绝缘进行监测时，监测结果受天气、环境、谐波和电磁干扰等因素的影响较大，在实际监测过程中，对这些影响因素的处理是保障监测数值正确性的重要措施，也是当前绝缘介损监测工作中的重要技术难题。
充分运用当前技术的进步和电力设备运行中的状态特点及电压电流的特点，采用先进的仪器设备，并采取科学的技术操作手段对测量数值进行科学的比对和试验，最终形成有效的监测技术，可以减少监测过程中的安全影响和干扰因素，确保监测结果的准确性。
6 结 语
高压电气设备是我国当前电力发展中普遍使用的电气设备，是电力管理工作中的重要检测对象。在电气设备的运行过程中，都会采用一定的绝缘材料以保障电力设备和输电系统的安全，但受变电因素的影响，这些绝缘材料都会受到一定程度的消耗损失，特别是高压变电设备中的绝缘材料，会受到更多的影响和消耗。对绝缘材料的介质损耗进行测量，是电气设备管理的重点工作，对输电变电系统的安全稳定运行和电气设备的更换具有重要的保障和参考意义。
参考文献：
[1] 路长禄，林刚.变电站高压电气设备绝缘在线监测技术探析[J].电子技术与软件工程，2015，（9）.
物理师范三班
沈亚南
*** 课型：新授课
课时：一课时
教材分析
《电容器、电容》是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。学情分析
通过这一堂课的教学，让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关。教 学 目 标
（一）知识与技能
1、知道电容器以及常用的电容器。
2、理解电容的定义式C=Q/U，并会进行有关的计算。
3、知道平行板电容器的电容与什么因素有关。
（二）过程与方法
通过本节教学，培养学生的科学研究能力、实验观察能力和抽象思维能力
（三）情感态度与价值观
电容器两极板带等量异种电荷，体现物理学中的对称美；渗透了事物的本质由自身的因素决定，即内因决定，不由外因决定的观点 教学重点、难点
电容的概念及决定电容大小的因素
电容的概念，电容器的电量与电压的关系，电容器的充放电过程 教 学 方 法
类比法、实验法探究、讲授、讨论、练习教 学 活 动
（一）引入新课
前边我们知道两块平行金属板间的电场是匀强电场，今天我们继续学习一种类似于平行金属板构造的元件——电容器。
（二）进行新课
1、电容器
教师：出示电容器示教板，放幻灯，使学生仔细观察，找出电容器的共同点，下一定义。
学生总结，教师评析，得出电容器的概念：
电容器：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体，组成一个电容器。［指出］前面提到的平行板电容器就是一种最简单的电容器。下面以平行板电容器为例来学习有关电容器的一些基本知识。
（1）充电：电容器两板分别接在电池两端，两板带上等量异种电荷的过程。（2）放电：充了电的电容器的两板用导线相连，使两板上正、负电荷中和的过程。
［指出］两过程分别有短暂的充电电流，放电电流。
讨论：充电后两板间有了电场，具有电场能，你能分析一下充电、放电过程能量如何转化？
［学生分析得］充电：电源能量→电场能；放电：电场能→其他形式能 ［指出］电容器所带电荷量：每个极板所带电荷量的绝对值.［过渡］电容器是容纳电荷的容器。一个电容器容纳电荷的本领如何描述呢？用电容器所带电荷量描述吗？
2、电容
［问题］甲电容器两板各带2 C电量，板间电压为2000 V，乙电容器两板各带3 C电量，板间电压为4000 V，能否说乙电容器容纳电荷的能力大呢？
［学生讨论得］不能。电容器所带电量越多，板间电压越大。对上述问题，不能在电压不同这种不对等情况下比较电量。应在相同电压下讨论。可取1 V电压下对比它们的电量。
［学生动手计算］甲： 乙：，所以甲容纳电荷的本领大。
［学生总结］可用电容器所带电量与两板间电压的比值来描述电容器容纳电荷的本领。
教师指出：引入一个新的物理量——电容来描述。
［投影］电容器所带电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容，在数值上等于使两板间电势差为1 V时电容器所带电荷量。
［提醒学生］这是比值定义法定义的。［问题］C由Q、U决定吗？
［学生思考回答］C不由Q、U这些外界因素决定，因为引入C是描述电容器容纳电荷本领的，是电容器本身的特性，故C由自身条件决定。
［板书］ 定义式：，C不由Q、U决定
Q=CU，Q由C、U决定 U= Q/C，U由Q、C决定
物理意义：电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量。单位：法拉 符号：F 1F=1 C/V 1 F=106μF=1012pF ［引导学生类比理解］ 电容器 水容器 ↓ ↓
容纳电荷的能力 容纳水的能力 ↓ ↓
单位电压电容器所带电量 单位深度水容器所带水量（体积V）↓ ↓
（横截面积）↓ ↓
确定的电容器C确定 确定的水容器S确定 即：C由电容器自身决定 即：S由水容器自身决定 ［问题］那C由电容器自身的哪些因素决定？
3、平行板电容器
［介绍］静电计：测量电势差。它的金属球接一导体，金属外壳接另一导体，从指针的偏角可测出两导体间的电势差。
［演示］将平行板电容器的一板A固定于铁架台上且与一外壳接地的静电计的金属球连接，手持有绝缘柄的板B，将B板接地，用电池组给电容器充电后断开电源，将B靠近A，静电计指针偏角反映A、B两板间电势差。
［现象］指针偏角减小。
［引导学生分析］给电容器充电后断开电源，电源不再继续对电容器充电，同时也没有导线将两板相连，电容器也不会放电.即此时，电容器所带电荷量不变。
［学生分析现象］根据，∴Q不变而U减小，∴C增大.即d越小，C越大。［告知学生］精确实验告诉我们，C和d成反比。［演示］减小两板正对面积。［现象］指针偏角偏大。
［学生分析］由，S越小，U越大，C越小。［告知学生］精密实验表明：C与S成正比。［演示］B板不动，在两板间插入一块电介质板。［现象］指针偏角减小。
［学生分析］板间插入电介质，U减小，由，则C增大。
［告知学生］板间充满某种介质时，C会变为板间为真空时的若干倍，这一倍数叫这种介质的介电常数，用ε表示。精确实验表明C与ε成正比。课本中给出几种电介质的介电常数。
［指出］电容器的电容是由两个导体的大小和形状，两个导体的相对位置及极板间的电介质决定的。
［引言］精确实验可得电容器的决定式。［出示板书］ 决定式：（平行板电容器），式中k为静电力常量。
说明：真空中介电常数，充满某种介质时，电容变大为真空时的 倍，是一个常数，与介质的性质有关，称为介质的相对介电常数。
所以上式又写为：
4、常用电容器
［出示电容器示教板］说明电容器从构造上看，分固定电容器和可变电容器。［投影片出示问题］让学生围绕问题看书。①电解电容器的电容为什么一般较大？ ②可变电容器通过改变什么因素来改变电容？
③课本图1.7－5甲、乙的电容器上写着两个数字，它们各表示什么？ ［学生答］
①因其介质为很薄的一层氧化膜，所以二极板可相距极近，所以电容值大。②正对面积。
③一个是电容值，一个是额定电压值。加在电容器两极上的电压超过某一值（击穿电压）时，板间电介质被击穿。额定电压应小于击穿电压，电容器工作时的电压不应超过额定值。
［指出］电容值及额定电压值是电容器的两个重要参量。使用前，应看清它的这两个参量才能正确使用。其他电器元件也有它的参量，学生应养成使用前先了解它们的参量的习惯。 电解电容器的正负极不能接错。如课本图1.7－5乙中的电解电容器两个引线一长一短，短者为负，使用时注意区分。
让学生注意各种电容器的表示符号。
（三）课堂总结、点评 通过本节学习，主要学了以下几点：
1、电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量→电场能 电容器的放电：电容器与导线相连，电场能→其他形式能
2、电容：描述电容器容纳电荷的本领。，C不由 Q、U决定，C由、S、d电容器自身因素决定。
3、学到了一种处理问题的方法：遇到不易理解的问题可以用熟知的东西类比理解
作 业 教 学 后 记
电容器虽不属本章教学的重点，但近年高考中平行板电容器的命题频率较高，且本章在高考考查中最频繁的带电粒子在匀强电场中的运动，其中的匀强电场一般就采用平行板电容器带电后产生。所以电容器这一节的教学也很关键。
课题：
《电容器、电容》 说课人：倪向新
一、教材分析
《电容器、电容》是高考的热点，是电场一章的重点和难点，在教材中占有重要地位。它是学完匀强电场后的一个重要应用，也是后面学习交流电路（电感和电容对交流电的影响）和电子线路（电磁振荡）的预备知识，在教材中起承上启下的作用。
从知识上要求学生了解电容器的构造、作用，明确电容器的两种工作方式，掌握电容的概念，并会用它们解决简单的问题。培养观察、分析、推理、空间想象、动手、语言表达等多种能力。根据所教学生的实际情况及所用的教材确定冲、放电的过程的建立为难点。
二、教材处理
新教材中《电容器、电容》一节把电容器的概念和平行板电容器两部分内容编排在一起，形成两个重点,课堂容量大，难点集中，考虑到学生的实际情况（基础差、能力低、空间想象能力差、注意力不集中的特点）在尊重教材，又不拘泥于教材的原则下,大胆进行改革，把教材的第二部分内容《平行板电容器》的典型例题放到了下一节进行，从而使本节内容紧凑、容量适中、难点分散重点突出。
对电容器带电量与两极间电压成正比这一结论，教材是直接硬灌给学生的，不宜于学生接受，我从网上下载了“冲、放电模拟演示实验”及“平行板电容器的电容与哪些因素有关的演示实验”，弥补了教材的不足，让学生通过描点，画线，亲自探索出电量与电压的关系，顺其自然引入电容的概念，从而掌握比值法定义物理量的方法，不仅易于消化，而且调动了学生的积极性，巩固了重点突破了难点。
对电容器的冲放电过程教材说的过于简单，加上内容抽象，微观运动又无法演示，学生接受困难；而这部分内容又是后面学习电磁振荡的基础，为突破难点，不仅用实物演示，还采用了计算机模拟，让学生亲眼看到了电子的运动过程为后面教学铺平了道路。
对电容器的构造教学，让学生亲手扒开电容器，使学生感到可信，通过动手实验，本来不易于接受的较为陌生的电容器构造，一下变清楚了，使学生认识到就是前面讲过的两块平行金属板，使学生认识到物理知识与生活的密切关系，激发学习兴趣
整节课始终尝试以学生为主体、教师为主导、实验为主线，计算机多媒体的应用使动态的微观世界真的动了起来，与传统的教学方式形成了鲜明的对比。
三、教学方法
为突出重点、分散难点，根据教育心理理论，我在教学中采用了以下两种教学方法： 1> 动静结合。利用演示实验和计算机模拟来调动学生，使学生主动学习，在愉快的气氛中获取知识，即为“动态”。教师适时设疑使学生静心思考，即为“静态”。整节课始终处于一种动静交替的节奏之中。2>教学方法采用了教师启发点拨与学生探索分析想结合。主导与主体相结合。对电容器电容公式的推导，让学生自己探索电量与电压的关系，教师引导得出电容器的公式，体现教师主导、学生主体的原则。沿用传统教学手段，又用了计算机、投影仪等现代化教学手段，两种教学手段并用，既激发了兴趣，又增大了课堂容量，又提高了课堂效率。
四、教学程序
通过演示感应起电机演示，使学生观察到两种不同的放电情况，教师顺势指出：“出现这两种情况与这两个大瓶子有关，它们是什么？有什么作用呢？”“其实它就是莱顿瓶，是一种存储电荷的装置，现在叫电容器”这正是学生脑海中想问的问题，教师顺其自然导入新课。为激发学生的求知遇，用洗衣机电机教具展示有无电容器电机启动情况的不同（无电容器电动机不转，只有用手推才可转动，而电容器加上后动机可以自动转动），使学生明确电容器的重要作用，为新课教学作好铺垫。具体教学步骤：
1）、首先，学生动手实验，把开电容器展示电容器的构造，2）、演示电容器的作用，引导学生得出“电容器可以充当电源。”从而建立电容器具有存储电荷的作用。
3）、根据上面讲过的实验，指出“使电容器带电这一过程叫充电，使电容器失去电荷的过程叫放电”，接着利用模拟实验演示充电、放电过程，从而建立起电容器的两种工作方式的模型。从而突破教学难点。
4、电容器的电容概念的建立，我利用计算机模拟实验演示电容器的带电量与电压的关系，让学亲自画出 它们的关系曲线，引导学生得出电容定义式，为巩固这一概念，又进行了电容器与水容器的对比说明，从而巩固了电容与电量、电压无关的结论
5、平行板电容器的电容与哪些因素有关的演示实验，让学生展开讨论，并定性的得出电容的决定式。
五、反馈练习
根据学生底子差，由浅入深，循序渐进，确定练习内容。
六、归纳总结
让学生知道电容器的结构，明确电容器的作用，了解电容器的工作方式，重点掌握电容器的电容概念，知道它们与电量、电压无关。
存储电荷
2）放电
2）定义式
七、板书设计
电容器、电容
一、构造
三、工作方式
四、电容
二、作用
1）充电
1）意义
2)放
薄膜电容器是以金属箔当电极，将其和聚乙窬，聚丙烯，聚笨乙烯或聚碳酸窬等塑胶薄膜，从两端重叠後，卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑胶薄膜的种类又被分别称为聚乙窬电容(又称Mylar电容)，聚丙烯电容(又称PP电容)，聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。
薄膜电容器由於具有很多优良的特性，因此是一种性能优秀的电容器。它的主要等性如下：无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异(频率响应宽广)，而且介质损失很小。基於以上的优点，所以薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。尤其是在信号交连的部份，必须使用频率特性良好，介质损失极低的电容器，方能确保信号在传送时，不致有太大的失真情形发生。在所有的塑胶薄膜电容当中，又以聚丙烯(PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为显着，当然这两种电容器的价格也比较高。然而近年来音响器材为了提升声音的品质，所采用的零件材料已愈来愈高级，价格并非最重要的考量因素，所以近年来PP电容和PS电容被使用在音响器材的频率与数量也愈来愈高。
通常的薄膜电容器其制法是将铝等金属箔当成电极和塑胶薄膜重叠後卷绕在一起制成。但是另外薄膜电容器又有一种制造法，叫做金属化薄膜(Metallized Film)，其制法是在塑胶薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做为电极。如此可以省去电极箔的厚度，缩小电容器单位容量的体积，所以薄膜电容器较容易做成小型，容量大的电容器。例如常见的MKP电容，就是金属化聚丙烯膜电容器(Metailized Polypropylene Film Capacitor)的代称，而MKT则是金属化聚乙窬电容(Metailized Polyester)的代称。
金属化薄膜电容器所使用的薄膜有聚乙窬、聚丙烯、聚碳酸窬等，除了卷绕型之外，也有叠层型。金属化薄膜这种型态的电容器具有一种所谓的我我复原作用(Self Healing Action)，即假设电极的微小部份因为电界质脆弱而引起短路时，引起短路部份周围的电极金属，会因当时电容器所带的静电能量或短路电流，而引发更大面积的溶融和蒸发而恢复绝缘，使电容器再度回复电容器的作用。
现在我们介绍几款在音响圈中的薄膜电容精品：
WIMA电容
在音响器材中所使用的薄膜电容器，成名最早，知名度最高的，首推德国的WIMA容器。在早年广州的摩机热潮正盛的时候，WIMA可以是首选的高级货色，当然而且当时很多WIMA电容都是旧货来的，所以价格也相对容易接受。虽然现在各种进口、国产品牌的高级薄膜电容已经多得令人眼花撩乱，但WIMA仍应是最为人所熟知的品牌。而WIMA最有名的电容，则当属编号MKP-10的PP质电容。
ERO电容
另一个同为德国品牌的ERO电容，也是很有历史的，ERO电容最常见到的是绿色，也有一些是蓝色，与WIMA同时组装在电路板上时，相映成趣，煞是好看。ERO是薄膜电容的牌子，而ROE则是另一种高级电解质电容器的品牌，两者英文字母一样，但顺序不同，读者不可搞混。
西门子电容
同为德国品牌，但是音响产品中使用得不太多的是西门子电容，这个牌子皂电解质电容器和薄膜电容器却为德国的HI-END名厂MBL所乐於采用，而且表现极为出色，因此实力不容小黥。
Philips电容
Philips是个很大的企业集团，旗下生产制造的产品种类真是不计其数，从最普及的民生家电产品，到最尖端的太空科技，层面广海比坏缛萜鞯纳彩遣换崧┑舻摹Ｋ牡缛萜鳎獗硎浅氏忠恢值乃渡闯３？梢栽谝粝炱鞑闹蟹⑾帧?
Rifa电容
Rifa是瑞典品牌的高级电容，常见到的PP质电容是蓝色的，规格特性与声音表现均非常优秀，但是价格同样地也非常昂贵，因此甚少有音响厂家使用，但是我只要指出三家使用
此品牌的音响名厂，你大概就可以明白它的实力所在了。那三家呢？丹麦的Gryphon，极品音响代理的美国的Mark Leivenson以及Cello。
Wonder电容
Wonder电容的使用以Counterpoint的机器最为着名，Audio Research也使用它，外观呈白色圆筒型，封胶是绿色。
Relcap电容
Relcap电容以Audio Research的使用最出名，外观呈淡黄色的椭圆柱型。Solen电容
法国的Solen电容这几年也窜红得很快，它的外观呈圆筒型，黑色表皮，两端封胶有砖红色及灰色两种。它是目前为止，唯一生产大容量MKP质电容(可达200F)的知名厂家，因此Solen电容被大量地采用於高级喇叭的分音器之中，举其知名着有：丹麦的Dynaudio喇叭，美国的Infinity喇叭(包括IRS-V的中高音柱)，法国的JM Lab喇叭(旗监的ALCOR及UTOPIA更别具用心地在喇叭背板上，以透明的玻璃胶SHOW出特别定制的超级大Solen电容，以示其用料之不凡。)此外，在许多知名厂家的晶体机或管机电路中均使用得很多。MIT电容
MIT电容以历史而言，是最年轻的高级电容，在市场上出现不过三几年而已，但是自从一推出，即可以「惊为天人」来形容，曾经一度是整个HI-END音响圈的话题。究其原因一是它的构造特殊，MIT电容是一种复合电容(Multi cap)，意即一个电容实际上内部是由多个电容并联复合而成，这麽做有什麽优点呢？可以再一次地降低电容内部的等效串联电阻及等效串联电感值，使得MIT电容更接近於理想电容，所以一切该有的技术规格特性也都是很优秀的！
当然啦，这麽做是得付出代价的，MIT电容的价格之昂贵，足以令想采用它的厂家或个人而却步，这也是它第二个引人注目的地方。另外它的体积以相同容量而言也比较大，在讲
国外许多电力公司从上个世纪70年代就开始研究并推广应用变电设备在线监测技术, 主要目的就是减少停电预防性试验的时间和次数, 提高供电可靠性。
(1) 带电测试阶段。这一阶段起始于70年代左右。当时人们仅仅是为了不停电而对电气设备的某些绝缘参数 (如泄露电流) 进行直接测量。设备简单, 测试项目少, 灵敏度较差。
(2) 从80年代开始, 在线监测技术从传统的模拟量测试走向数字化测量。
(3) 从90年代开始, 以计算机处理技术为核心的微机多功能在线监测系统。
在国内, 在线监测技术的开发与应用始于上世纪80年代。计算机应用刚刚起步, 当时的在线监测技术水平较低。到2000年后, 随着在线监测技术的不断成熟及客观的需要, 在国内很多地区的供电企业都已开展了这项工作。
2 典型案例
摘录官方统计的数据:
2004年10~110k V的开关的事故率0.011~0.022台次/百台年
2004年110k V及以上变压器的事故率为0.4台次/百台年
广东省2007年高压并联电容器的故障率为5台次/百台年
(1) 1996年6月18日19:14贺州市电业公司八步变电站在人工分闸过程中, 户外2#, 5#电容器发生爆炸。
(2) 1982年佳目斯局桦南变的三角型结线电容器组, 单台装用低压保险, 一台电容器发生爆炸后, 将厂房和396台电容器全部烧毁。
(3) 2001年4月30日8:54, 某一变电站, 在主控室, 电容器的速断保护信号继电器动作挂牌, 造成外侧10k VII段与电容器串联接地极击断, 电抗器本体喷油着火, A, B相熔断器全部熔断。
3 存在问题
(1) 瓷套管及外壳渗漏油
电容器是全密封的电气设备, 由于制造工艺、运输等原因, 密封不良出现渗漏, 导致套管内部受潮, 绝缘电阻降低。随着电容器运行电压、温度等变化, 内部压力增加, 渗漏油更为严重, 使油面下降, 元件上部容易受潮击穿而损坏。
(2) 瓷绝缘表面放电闪络
电容器在运行中缺乏定期清扫和维护, 其瓷绝缘表面因污秽严重, 在电网出现内、外过电压和系统谐振的情况下导致绝缘击穿, 局部放电, 造成瓷套管闪络破损, 响声异常。
(3) 外壳鼓肚
当电容器内部元件发生故障击穿时, 介质中将通过很大的故障电流, 电流产生的电弧和高温使浸渍剂游离而分解产生大量气体, 使得电容器的密封外壳内部压力增大, 导致电容器的外壳膨胀鼓肚, 这是运行中电容器故障的征兆, 应及时处理, 避免故障的漫延扩大。
(4) 熔断器熔断
电容器内部元件发生故障击穿, 熔断器安装接触不良发热, 以及熔断器的额定电流选择不当, 电容器合闸瞬间, 由于电容器处于充电状态产生很大的冲击合闸涌流, 涌流过大均能使熔断器熔断。
(5) 电容器爆炸
运行中电容器爆炸是一种恶性事故, 当电容器内部元件故障击穿引起电容器极间贯性短路时, 与其并联运行的其他电容器将对故障电容放电, 如果注入电容器的能量大于外壳所能承受的爆破能量, 则电容器爆炸, 如果电弧点燃的液体介质溢流, 还会造成火灾。
4 原因分析
(1) 电容器电容量的微小变化
电容器电容量出现微小变化是电容器事故前的最早征兆, 表明熔丝已经切除了单个电容器。
(2) 运行电压过高
电容器介质上的额定工作场强比其它电器高25~30倍, 是高压敏感设备。电力行标DL/T 840—2003中规定为1.05倍额定电压。电容器过压保护及VQC均使用母线PT, 不能直接测定电容器端电压及累计超出允许的幅值及持续时间。
(3) 运行电流过高
运行规程对三相电流的控制有两个指标, 一是不超过额定电流的30%, 二是三相不平衡电流不应超过±5%。
(4) 电容器的绝缘变化
电容器自身的介质损耗及其它发热元件引起本体温升, 而温升又会反过来加大介质损耗, 是一种恶性循环。
(5) 电抗器的运行工况
电抗器匝间短路对运行电流及电容器端电压无明显影响, 过流、速断、差压、不平衡电压、不平衡电流保护均不起作用, 是电容器保护的死区。
(6) 运行温度过高
温度过高导致tgδ迅速增加, 降低介质的击穿强度。技术监督规程把室温超过35℃列入三级报警, 超过40℃列入二极报警, 当采取降温措施无效时电容器应退出运行。
(7) 电容器投切瞬间工况
电容器在投入时会出现涌流, 合闸弹跳及分闸重燃会在电容器端产生较高的过电压。
(8) 高次谐波引起过电流
电容器正常运行时不希望电流中含有高次谐波, 因此选择了不同电抗率的电抗器, 以减弱谐波电流对电容器的侵袭;少量熔丝熔断后, 电容器虽然可以照样运行, 但有一个副作用, 就是电抗率向减少方向发生漂移, 有可能使限制的谐波电流进入放大的频率范围。电力电容器对谐波电流有一定的承受能力, 规程把谐波电流含量统一纳入到1.3倍的额定电流之内。
(9) 放电线圈运行工况
放电线圈除具有电容器放电功能之外, 还向保护提供不平衡电压。
6 提升措施
高压并联电力电容器作为一种极为重要的无功电源, 对于改善电力系统的结构、提高功率因数、改善电压质量、降低线路损耗起着重要的作用, 在各种电压等级的变电站中得到了广泛的应用。因此对电力电容器运行状况进行在线监测是一种防止电力电容器发生事故的有效途径。系统运行时连续监测并存储高压并联电容器的运行工况, 包括电容器运行电压、运行电流、电容量、介质损耗、绝缘状况、高次谐波、环境温湿度、投切次数及状态 (涌流及重燃录波) 、运行时间等数据。当电容器出现电压越限、电流越限、谐波超标、熔丝熔断、电容量变化越限、电抗器匝间短路、绝缘降低、室内超温等情况时启动录波并发出报警信号。
(1) 传感器技术:根据现场电容器的实际容量、接线方式、安装方式等设计高精度电流、电压传感器, 高精度的信号转换是电容器在线监测的基础。
(2) 硬件技术:高压并联电容器在实际运行中, 绝缘性能并不是瞬间变化的, 故障都是经过长期缓慢的变化才形成的。系统的高配置部件是为了能够更加精确的采集电容器的运行数据。
(3) 软件算法的实现:装置只采集高压电容器运行电流、电压、温度和湿度, 需要经过一系列复杂的软件算法计算谐波电流、谐波电压、电容量、介质损耗因数、绝缘电阻、有功损耗等值, 这些软件算法是实现电容器在线监测的软件基础。
(4) 后台监控系统的设计:后台监控系统实现高压并联电容器的远方监控, 可以在远方监控电容器的运行工况, 分析运行状态, 作为一个方便的人机界面, 为电容器在线监测系统的应用提供了简便的操作平台。
(5) 实时通信功能的实现:为了实现后台和装置的数据共享, 在线监测装置提供三种通讯方式的实现, 分别为RS485、以太网和GPRS无线通讯。这三种通讯方式可以满足现场数据传输的需要, 实时将电容器的运行状况传输至不同地点的后台监控系统上。
结语
本文主要阐述高压电容器的研究现状, 典型案例, 存在的问题, 原因分析和提升措施。并研制出了一套KZ160E高压电容器在线监测系统。
参考文献
[1]党晓强, 刘念, 蒋浩.电力系统中高压电容设备在线检测的研究[J].电工技术杂志, 2003 (10) .
[2]续利华.电力电容器常见故障的原因分析及相应处理[J].电力学报, 2001 (02) .
[3]王文洪, 何满棠.并联电容器组熔断器“群爆”故障分析[J].电力电容器, 2007 (06) .
1.该实验是一个静电实验，对实验装置（平行板电容器和静电计的防漏电性能）、实验环境（周围空气的湿度）都有着极高的要求，一般课堂上很难看到静电计的偏角发生明显变化，从而使演示效果大打折扣，甚至使好多老师望而却步进而放弃该实验的演示。
2.课本通过观察静电计的偏角大小来间接反映平行板电容器的电容变化，使观察者的重点有所偏移；同时学生对静电计工作原理（静电计的偏角大小可以反映平行板电容器两极板间的电压）的理解也存在很大困难，这就大大增加了学生对该实验的理解难度，对学生的思维能力是一个很大的考验。
3.由于无法获取电容的具体数值，课本对影响电容大小因素的探究停留在定性阶段；并且其定性研究的前提是电容器两极板带电量Q值恒定，而这一点在实际操作中是很难保证的。基于以上考虑，我对该实验尝试了以下改进：
一、第一次实验改进
1.自制U型木架，在其内侧开四条槽道，槽间距分别为3mm、6mm、9mm，用以实现对板间距的控制变量。
2.自制面积相同铝板两块，并在其中一块铝板上标有明显分界线，将其面积三等分，用以实现对正对面积的控制变量。
3.自制不同材质的绝缘板两块（面积比铝板稍大，以方便操作），用以实现对介电常数的定性研究。
4.引入数字万用表(型号DT9205N) ，用以实现对电容值的直接测量而不需要通过观察静电计的偏角来间接反映电容值的大小。同时也就实现了对电容值的定量记录。
数字万用表的使用在实现了对电容直接测量的同时大大降低了对实验环境的要求，从而使实验演示变得简单直观，容易实现；也正是其对电容值较为准确的测量，便于帮助我们找到电容与各个物理量之间的定量关系。综上，本次实验改进完成了变间接为直接、变难做为易做、变定性为定量的转变，大大降低了演示难度，达到较好的演示效果。然而本次改进仍有不足：
1.所开槽道是固定的间距，使得铝板之间的板间距只是在3mm、6mm、9mm之间调节，不能实现连续可调，且每次变换槽道都需要将铝板移进移出，使演示变得繁琐；
2.数字万用表并非电容专用表，对应测量电容档位可调范围较小，所测电容值存在较大误差。鉴于以上考虑，我又对其进行了再次改进。
二、第二次改进
1.将实验室中常见的光具座加工，使其支架长度符合本次改进尺寸；将一块铝板固定于滑块上(先将铝板固定于游标卡尺上，使铝板平面与游标卡尺可调方向垂直，再与滑块固定，使铝板平面与滑杆平面平行，该铝板充当动片角色)，充分利用其侧面的标尺以实现正对面积的连续可调和控制变量目的。
2.因为所用铝板面积较小，根据可知要想测得较为明显电容值应使板间距不能太大(本次试验控制在1cm以内)。游标卡尺（双缝干涉演示仪的镜头）的使用实现了板间距的调节实现了连续微调和定量研究目的，是该实验较为巧妙之处。
3.专业数字电容表(VC6013)的使用使准确测量电容值得以实现，大大提高了测量精度，使演示实验数据更具有说服力!
以上为笔者对该演示实验的再次改进，它将第一次改进中存在的缺陷弥补，在实际教学中达到了更好的演示效果并得到了组内同仁的广泛认可。
超级电容器具有比二次电池更长的使用寿命，但它的使用寿命并不是无限的，超级电容器基本失效的形式是电容内阻的增加( ESR)与 (或) 电容容量的降低.，电容实际的失效形式往往与用户的应用有关，长期过温(温度)过压 (电压)，或者频繁大电流放电都会导致电容内阻的增加或者容量的减小。在规定的参数范围内使用超级电容器可以有效的延长超级电容器的寿命。通常，超级电容器具有于普通电解电容类似的结构，都是在一个铝壳内密封了液体电解液，若干年以后，电解液会逐渐干涸，这一点与普通电解电容一样，这会导致电容内阻的增加，并使电容彻底失效。
一、电压 Voltage
超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压，这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。如果应用电压高于推荐电压，将缩短电容的寿命，如果过压比较长的时间，电容内部的电解液将会分解形成气体，当气体的压力逐渐增强时，电容的安全孔将会破裂或者冲破。短时间的过压对电容而言是可以容忍的 。
二、极性 Polarity
超级电容器采用对称电极设计，也就说，他们具有类似的结构。当电容首次装配时，每一个电极都可以被当成正极或者负极，一旦电容被第一次100%从满电时，电容就会变成有极性了，每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏，但电极依然保留很少一部分的电荷，此时变换极性是不推荐的。电容按照一个方向被充电的时间越长，它们的极性就变得越强，如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性，那么电容的寿命将会被缩短。
三、温度 Ambient Temperature
超级电容器的正常操作温度是-40 ℃ ～ 70℃，温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。通常情况下，超级电容器是温度每升高10℃，电容的寿命就将降低30%～50%，也就说，在可能的情况下，尽可以的降低超级电容器的使用温度，以降低电容的衰减与内阻的升高，如果不可能降低使用温度，那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。比如，如果电容的工作电压降低为1.8V，那么电容可以工作于65℃高温下。如果在低于室温的条件下使用超级电容器，那么可以使超级电容工作高于指定的电压，而不会加快超级电容器内部的退化并影响超级电容器的寿命，在低温下提高超级电容的工作电压，可有效地抵消超级电容低温下内阻的升高。在高温情况下，电容内阻会升高，此变化是永久的，不可逆转的(电解液已分解)，在低温下，电容内阻的升高是暂时现象，因为低温下，电解液是黏輖性升高，降低了离子的运动速度。
四、放电 Discharge Characteristics
超级电容器放电时，会按照一条斜率曲线放电，当一个应用明确了电容的容量与内阻要求后，最重要的就是需要了解电阻及电容量对放电特性的影响。在脉冲应用中，电阻是最重要的因素，在小电流应用中，容量又是重要的因素。计算公式如下：
Vdrop=I( R + t/C)
其中Vdrop是起始工作电压与截止工作电压之差，I是放电电流，R是电容是直流内阻，t是放电时间，C是电容容量
在脉冲应用中，由于瞬间电流很大，为减少电压跌落，选用低内阻(ESR)的超级电容(R值)，在小电流应用中，为降低电压跌落，需要选用大容量的超级电容(C值)。
五、充电 Charge Methods
超级电容器具有多种充电形式，比如恒流、恒功率、恒压等。或者与电源并列，比如电池、燃料电池、DC变换器等。如果一个电容与一个电池并联，那么在电容回路中串联一个电阻将降低电容的充电电流，并提高电池的使用寿命。如果串联了电阻，那么要保证电容的电压输出是直接与负载连接，而没有经过电阻，否则电容是低电阻特性将是无效。很多电池系统不允许瞬间大电流放电，否则会影响到电池的寿命。一只电容最大的推荐充电电流计算公式如下:
I=Vw/5R
其中I是推荐的最大充电电流，Vw是充电电压，R是电容的直流内阻。
电容持续采用大电流或者过压充电。会引起电容发热，过热会导致电容内阻增加、电解液分解产生气体、缩短寿命、漏电流增加或者电容破裂。
六、自放电与漏电流 Self Discharge and Leakage Current
自放电与自漏电本质上是一样的，针对超级电容器的结构，相当于在电容内部是正极和负极之间有一条高阻电流通道，这就是意味着在电容充电的时候，同时会有一个额外的附加电流，当在充电是时候，我们可以将此电流当成漏电流;当移去充电电压后，同时电容没有连接负载，这个电流使电容处于放电状态，此时我们将此电流看成自放电电流。
为了可靠地测量漏电流或者放电电流，电容必须被连续充电72小时以上，这同样是由电容的结构决定的。超级电容是模型可以当成几只不同的内阻的超级电容的并联，当充电时，低内阻的超级电容充电速度快，电压很快上升至与充电电压相等，当充电电压移去后，如果高内阻的超级电容还没有被充满，低内阻的超级电容开始向并联的高内阻超级电容放电，这样电容两端的电压下降就会比较快，给人的印象是电容具有比较大的自放电，必须注意的是：当电容容量越大，电容被充满所需的时间就会越长。
七、电容串联 Series Configurations of Super capacitors
单体超级电容器的电压一般为2.5V或者2.7V，在许多应用中，需要比较高的电压，这样可以使用串联的方法来提高电容的电压，必须注意，在串联应用中，每一个单体的电容都不能超过其最大的耐压，一旦长期过压，将导致电容电解液分解、气体产生、内阻增加以及电容寿命缩短。
在放电或者充电时，电容容量的差异或者稳定状态下漏电流的差异，都将导致串联电容分压不平衡。在充电时，串联的电容将进行分压，这样高容量的电容将承受更大的电压压力。比如，如果两个1F的电容进行串联，一只是+20%容量偏差，另一只是-20%容量偏差，电容分压如下：
Vcap1=Vsupply × [Ccap1/(Ccap1+ Ccap2)]其中Vcap1是+20%容量偏差的电容如果充电电压是5V
Vcap1=5V ×[1.2/(1.2+0.8)]=3V
从上式可以看出，如果需要避免分压大于电容的峰值电压3V，那么电容容量误差必须在同一个趋势范围内，比如同为+20%误差或者同为-20%误差。另外也可以用主动电压平衡电路来弥补电容容量的不匹配造成的电压不平衡。
八、被动电压平衡 Passive Voltage Balancing
被动电压平衡电路是采用与电容并联的电阻进行分压，这就允许电流从电压比较高的电容向电压比较低的电容流动，通过这种方式进行电压平衡。选择电阻的阻值是非常重要的，通常要使电阻允许的电流大于电容预期的漏电流。需要记住的是，漏电流在温度升高的时候通常会增大。
被动平衡电路只有在不频繁对电容进行充放电的应用中使用，同时能够容忍平衡电阻引起的额外电流，建议选择平衡电阻阻值时，使平衡电阻的电流大于电容漏电流50倍以上，(平衡电阻值为3.3KΩ-22KΩ,取决于电容的最高操作温度)，虽然大多数平衡电路都采用比较高的平衡电阻，但当串联的电容非常不匹配时，保护是不够充分的。
九、主动电压平衡 Active Voltage Balancing
主动平衡电路强迫串联节点的电压与参考电压相一致，不管电压有多么的不平衡，同时在确保精确的电压平衡时，主动平衡电路在稳定状态下只有非常低的电流，只有当电压超出平衡范围时，才会产生比较大的电流，这些特性使主动平衡电路非常适合于需要频繁充放电的场合。
十、反极性保护 Reverse Voltage Protection
当串联使用的超级电容器被快速充电时，低容量的电压有可能变成反极性，这是不允许的，同时会降低电容的使用寿命，一个简单的解决办法就是在电容的两端并联一个二极管，正常情况下，它们是反压不导通的。使用一个合适的齐纳稳压二极管替换标准的二极管，能够同时对电容过压进行保护。需要注意，二极管必须能够承受电源的峰值电流。
十一、脉动电流 Ripple Current
虽然超级电容器具有比较低的内阻，对相对于电解电容而言，它的内阻还是比较大，当应用于脉动电流场合下，容易引起电容内部发热。从而导致电容内部电解液分解、内阻增加，并引起电容寿命缩短。为了保证电容的使用寿命，在应用于脉动场合时，最好保证电容表面的温度上升不超过5℃。
参数型号：GRP2R7D127额定电压：2.7V容量：120F最大内阻：20mΩ简介：(1)推荐应用领域 消费类电器、工业与汽车、便携式电源工具、短期UPS(不间断电源)新能源储能系统等。 太阳能产品。比如太阳能路灯，交通信号灯. 工作控制产品的掉电后备电源等。 电动车启动电源、轨道车瞬间电流保持、汽车发电机启动电源等。 各种功率补偿及瞬间大电流放电的设备场所。
超级电容选择标准：
对于超级电容的选择，功率要求、放电时间及系统电压变化起决定作用。超级电容器的输出电压降由两部分组成，一部分是超级电容器释放能量;另一部分是由于超级电容器内阻引起。两部分谁占主要取决于时间，在非常快的脉冲中，内阻部分占主要的，相反在长时间放电中，容性部分占主要。
以下基本参数决定选择的电容器的大小：
1、最高工作电压;
2、工作截止电压;
3、平均放电电流;
4、放电时间多长。
超级电容器和电池的选择方法
超级电容与电池比较有如下特性：
a.超低串联等效电阻(LOWESR)，功率密度(PowerDensity)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，(一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上)。
b.超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。
c.可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。
d.免维护，可密封。
e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。
f.超级电容可以串并联组成成超级电容模组，可耐压储存更高容量。
具体选择方法：
★ 建筑工地塔吊标语
★ 塔吊租赁合同
★ 塔吊司机承包合同范本
★ 关于塔吊买卖的合同范本
★ 塔吊使用前的注意事项有哪些？
