电气电工高压技术
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测试下某鱼买的大能量脉冲电容
slof 2018-12-6 21:00:35

难得在某鱼能看到有出脉冲电容的,赶紧下手收了几个回来。

10kv,2060uf,103kj的电容,体积约43升,重量60kg,10kv,720uf,36kj只有29kg,都是半年前出厂的产品,如此体积储能比在十年前那是不敢想象的,为了避免有虚标或套壳的嫌疑,我对它们的主要指标进行测试。

 


 这是2个103kj的大家伙

 

[修改于 10 天前 - 2018-12-09 12:27:28]

+5  科创币    虎哥   2018-12-06   长见识了。
2018-12-6 21:11:27
slof(作者)
1楼
1

还是手机发帖比较方便,电脑发就不怎么好用。

这两个分别是10kv,720uf,36kj和24kv,75uf,21.6kj。

24kv这个体积和重量比较大,储能比要差些。

从朋友处借个lcr表先测下容量,与标签有些差距,估计不是虚标原因,而是一定程度的过度放电衰减造成的

 


 

 

[修改于 10 天前 - 2018-12-09 20:30:55]

slof(作者)
2楼
0

   24kv,75uf基本合格,看来没怎么用 pic720uf的容量衰减不足10%,基本还能用。

pic下面做充电实验,使用全桥逆变器+X光机高压油箱提供高压

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 这组装置输出+-双电压,分别给2个2060uf电容充电,开始电压上升很快,基本以超过百伏/s速度递增,后来变慢,充到8kv左右时,速度低于10v/s。

此时充电时间接近5分钟,因为担心逆变器和高压承受不住,停止测试。103kj这个型号最高测试到8kv左右。只有额定储能值的64%。

 

 

 

 


 

 

[修改于 10 天前 - 2018-12-09 20:38:13]

slof(作者)
3楼
1

这是测试10kv,720uf的图片,因为测试单个电容,而X光机输出双电压感觉不够方便,换成使用电视机高压包升压,效果良好。

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虽然使用电视机高压包,但功率也不差,电压从0充至8kv,只用了2分钟时间。后来继续充,发现高压包初级绕组发热严重,绕组使用特富龙线绕制,虽然没有冒烟软化,但颜色变得发灰,严重过热,最后将电压充至9.7kv,绕组将高压包临近塑料外壳烫变形,停止测试,电容电压接近额定值,禁受住了耐压考验。

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 所有电容充完电后都是用这个电阻组合将电分2次放空,超过1kv时使用52K阻值泄放,低于1kv时切换到2K继续快速放空。

 

[修改于 10 天前 - 2018-12-09 20:45:48]

slof(作者)
4楼
4

因为考虑到实验的危险性,在本人看来甚至超过能才,兼之本人较为胆小,所以实验设置严格的保护措施和采用尽可能隔离的操作。

开始试验后,包括逆变器旋钮开关,电容外壳等所有实验装置绝不手碰,充电启停操作采用无线遥控完成,测试棒连接长度超过半米的塑料杆延长操作,电阻放电使用特富龙杆操作,电压表显示低于50v以后使用铜线将两极连接以后才动手,使用航空耳机做隔音罩,实验前戴好直至放电完成。

以上操作虽然繁琐有些小题大做,但对于不足够专业的爱好者,任何安全措施都不多余,严格执行高压操作规程都是必要的,宁可多做,不可出错。

5楼
1

好恐怖的电容,实验过程危险性高,作者保护措施到位,不建议其他人随意模仿。

6楼
1

这能量密度确实惊人。60kg储100kJ的话,相当于1.67J/g。之前见过的能量密度最高的电解电容也才1.1J/g,它这个比电解电容还要高一大截。

slof(作者)
7楼
1

能量体积比和质量比确实比前期产品提高不少,目前已经超过普通铝电解电容。

现在开始考虑放电开关采用什么形式,以前使用的可控硅,虽然安静无烧蚀,但耐压和耐流都是硬伤,无法进行超过4kv电压的放电试验。

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 后来找了个真空接触器,耐压没有问题,耐流估计不够,不知道在几十KA的电流下会发生什么状况。

拆自以下开关。

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 目前没有更好的方案之前,先制作一个普通机械电接点开关,既能通过手动拉线启动,也计划将来通过遥控方式气动控制。缺点也是显而易见的,除了巨大噪音,烧蚀也不容忽视,而且准接通速度也比较慢。如果电容储能足够大,极有可能就是个一次性的东西。

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[修改于 10 天前 - 2018-12-09 20:51:25]

8楼
1

20kJ如果转换为电磁波瞬间释放,应该能看到EMP的破坏作用。

[修改于 12 天前 - 2018-12-07 13:21:32]

9楼
1

可以用磁场压缩易拉罐、金属管玩了

2018-12-9 21:07:04
slof(作者)
10楼
0

考虑到原本泄放电压用的电阻功率和耐压不足,有损坏的风险,就从淘宝购了2个所谓高压泄放专用电阻,参数为1kw,20K。

单纯看体积,似乎能满足耐压和功率要求。

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但看它缠绕的电阻丝,竟然比头发丝还要细,并且接头部分悬空拉过去的,不但极易碰断,而且如果用它给24kv放电,电流1.2A下不烧断才怪。再次证明山寨大国不是叫着玩的。看来还得继续找电阻。

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11楼
0

放电开关一般用火花塞触发的球隙放电

2018-12-11 11:37:10
slof(作者)
12楼
0

先压缩个易拉罐尝尝鲜

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 本次试验使用一个24kv,110uf电容,用电视机高压包充电,因只有一个易拉罐,放电压缩好几次,能量逐渐提高,最后一次使用5kv电压,大约1300J的能量,压缩效果如图,放电开关使用机械电接点,手动拉线启动,触点烧蚀如图,可以认为较轻微。线圈使用NH-bv2.5铜线绕制12匝,最后线绝缘皮破裂,没有继续试验,操作人员佩戴隔音耳罩,噪音轻微。

 

 

13楼
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引用:slof 发表于12 楼的内容:
先压缩个易拉罐尝尝鲜     本次试验使用一个24.....

貌似匝数有点多。这个能量应该可以把易拉罐切成两半了。

https://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/can-crusher-magnetic-implosion

比如这个链接里,他们用4.8kV100uF和三匝半线圈,能把易拉罐切断

14楼
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拍个视频嘛,看着一定很爽

slof(作者)
15楼
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 将就看看吧

2018-12-12 17:37:40
slof(作者)
16楼
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听从楼上建议,将压缩线圈匝数减至4匝,因bv2.5硬铜线上次测试爆皮,耐流有限,这次采用6mm直径铜管绕制,外套热缩管,性能良好。分别测试1kj,1.5kj压缩小直径易拉罐,和2kj压缩大直径易拉罐,其中2kj将罐拉断。其实估计不用这么大能量就可以拉断,只是前2次压缩的是细罐,罐体与线圈之间至少有8-10mm空隙,耦合较差,而粗罐与线圈紧密贴合,耦合较好。图片视频如下:

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17楼
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请问开关的作动器是气缸还是弹簧,出现图片中的烧蚀用了多少次。

slof(作者)
18楼
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引用:虎哥 发表于17 楼的内容:
请问开关的作动器是气缸还是弹簧,出现图片中的烧蚀用了多少次。

弹簧,一共7次,都在1-2kj之间。

slof(作者)
19楼
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再来一张慢放的,电压6.2kv,储能2.1KJ,比较猛。整体系统稍作改造,全部采用电池供电,适合室外没有交流电源的操作。

 

[修改于 5 天前 - 2018-12-14 21:55:41]

2018-12-15 13:17:03
20楼
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引用:slof 发表于16 楼的内容:
听从楼上建议,将压缩线圈匝数减至4匝,因bv2.5硬铜线上次测试爆皮,耐流有限,这次采用6mm直径铜.....

话说,开关上的烧蚀主要是光影效果,还是真的被烧掉了很多东西?打磨一下之后是啥样的?触发的时候会焊上吗?

另外如果这个电容能充到24kV的话,也许可以试试压缩铝质硬币了

slof(作者)
21楼
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引用:三水合番 发表于20 楼的内容:
话说,开关上的烧蚀主要是光影效果,还是真的被烧掉了很多东西?打磨一下之后是啥样的?触发的时候会焊上吗.....

烧蚀很浅,不超过0.5mm,黄铜材质没有熔接在一起过。硬币是后续试验,目前还不具备保护条件。另外如果充到24kv,可能有些过猛了,30KJ估计能压碎硬币。

[修改于 4 天前 - 2018-12-15 16:43:27]

slof(作者)
22楼
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10kv,720uf电容的体积重量都比24kv的差不多小一半,但能量储备却比那个高,改换成它做放电试验,充电到3.1kv,能量约3.2kj,结果将铜管线圈炸变形。而且还发生匝间短路放电情况。


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