科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型電容器材料，特斯拉電量?jī)?chǔ)存將改觀？

將來(lái)你買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的時(shí)候可能就會(huì)有一個(gè)額外的儲(chǔ)電設(shè)備。近日，研究人員開(kāi)發(fā)出一種新型電容材料，該電容材料可以儲(chǔ)存大量的電，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了瞬時(shí)充放電功能。伴隨著電流增大而來(lái)的降低ESR的要求，有可能成為推進(jìn)電容替換進(jìn)程的主要原因。此外，由于該電容材料的原材料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)其商業(yè)化，成本較低，因此可能比目前正待開(kāi)發(fā)中的其他材料更實(shí)用。

這種新材料稱為共價(jià)有機(jī)框架(COF)，是一種高度多孔晶體，它可以用來(lái)制造儲(chǔ)存電能的裝置（超級(jí)電容器），該電容器廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電腦等領(lǐng)域。在其簡(jiǎn)單的形式中，超級(jí)電容器是由簡(jiǎn)單隔開(kāi)的兩個(gè)金屬電極和導(dǎo)電液體（或電解質(zhì)）構(gòu)成的。但Dichtel指出，該新型材料可以經(jīng)受成千上萬(wàn)次的充放電循環(huán)，且沒(méi)有任何退化的跡象。充電時(shí)，電容器在兩個(gè)電極之間釋放電壓，導(dǎo)致電荷相反的離子附著到電極表面，即使電壓作用消失。放電時(shí)，電極從帶負(fù)電荷的電極移動(dòng)到帶正電荷的電極上。

如何判斷電容器的好壞？

　　方法一：直接簡(jiǎn)單的方法：用220V交流電直接接上，可以先接一極，用另一條電源線碰觸另一電容腳。

      如果在碰觸時(shí)有明顯的不大的火花，就可以肯定此電容有充電，也就是說(shuō)此電容沒(méi)壞。

　   方法二：指針式萬(wàn)用表，也可以用數(shù)字表的測(cè)電容檔。

　　如果用指針式萬(wàn)用表，一般用R×1K檔，將表筆分別接上電容的兩極。這時(shí)萬(wàn)用表指針將擺動(dòng)，然后慢慢恢復(fù)到零位或零位附近。這樣的電容器是好的。(12)由于繼電器動(dòng)作而使電容器組的斷路器跳開(kāi)，此時(shí)在未找出跳開(kāi)的原因之前，不得重新合上。電容器的容量越大，充電時(shí)間越長(zhǎng)，指針向00方向擺動(dòng)得也越慢。如果接上后，指針不動(dòng)顯示的阻值很少并不動(dòng)，可以肯定是壞。

　　方法三：數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)

　　用數(shù)字萬(wàn)用表檢查，將數(shù)字萬(wàn)用表?yè)艿胶线m的電阻檔，紅表筆和黑表筆分別接觸被測(cè)電容器的兩極。這時(shí)，顯示值將從000開(kāi)始逐漸增加，直到顯示溢符號(hào)“1”。③在接通和斷開(kāi)電容器組時(shí)，要選用不能產(chǎn)生危險(xiǎn)過(guò)電壓的斷路器，并且斷路器的額定電流不應(yīng)低于1。如果始終顯示000，說(shuō)明電容器內(nèi)部短路。如果始終顯示溢出，可能是電容器內(nèi)部極間開(kāi)路，也可能是選擇的電阻檔不合適。

電力電容器是一種靜止的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。它的主要作用是向電力系統(tǒng)提供無(wú)功功率，提高功率因數(shù)。采用就地?zé)o功補(bǔ)償，可以減少輸電線路輸送電流，起到減少線路能量損耗和壓降，改善電能質(zhì)量和提高設(shè)備利用率的重要作用。

　　現(xiàn)將電力電容器的維護(hù)和運(yùn)行管理中一些問(wèn)題，作一簡(jiǎn)介，供參考。

1　電力電容器的保護(hù)

(1)電容器組應(yīng)采用適當(dāng)保護(hù)措施，如采用平衡或差動(dòng)繼電保護(hù)或采用瞬時(shí)作用過(guò)電流繼電保護(hù)，對(duì)于3.15kV及以上的電容器，可在每個(gè)電容器上裝置單獨(dú)的熔斷器，熔斷器的額定電流應(yīng)按熔絲的特性和接通時(shí)的涌流來(lái)選定，一般為1.5倍電容器的額定電流為宜，以防止電容器油箱爆1炸。首先，我將在使大家了解上述要點(diǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)如何推導(dǎo)出計(jì)算公式進(jìn)行說(shuō)明。

(2)除上述指出的保護(hù)形式外，在必要時(shí)還可以作下面的幾種保護(hù)：

①如果電壓升高是經(jīng)常及長(zhǎng)時(shí)間的，需采取措施使電壓升高不超過(guò)1.1倍額定電壓。

②用合適的電流自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)，使電流升高不超過(guò)1.3倍額定電流。

③如果電容器同架空線聯(lián)接時(shí)，可用合適的避雷器來(lái)進(jìn)行大氣過(guò)電壓保護(hù)。

④在高壓網(wǎng)絡(luò)中，短路電流超過(guò)20A時(shí)，并且短路電流的保護(hù)裝置或熔絲不能可靠地保護(hù)對(duì)地短路時(shí)，則應(yīng)采用單相短路保護(hù)裝置。

隨著頻率的升高，容抗下降、感抗上升，容抗等于感抗并相互抵消時(shí)的頻率為鋁電解電容器的諧振頻率，這時(shí)的阻抗低，僅剩下ESR。如果ESR為零，則這時(shí)的阻抗也為零；頻率繼續(xù)上升，感抗開(kāi)始大于容抗，當(dāng)感抗接近于ESR時(shí)，阻抗頻率特性開(kāi)始上升，呈感性，從這個(gè)頻率開(kāi)始以上的頻率下電容器時(shí)間上就是一個(gè)電感。脈沖動(dòng)力一組大型，特別構(gòu)造的低電感高壓電容（電容器組）可用于為許多脈沖功率應(yīng)用中提供巨大的電流脈沖。

由于制造工藝的原因，電容量越大，寄生電感也越大，諧振頻率也越低，電容器呈感性的頻率也越低。但這兩種材料本身十分昂貴，生產(chǎn)相對(duì)困難，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用不大容易。這就要求它在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的工作頻段內(nèi)要有低的等效阻抗，同時(shí)，對(duì)于電源內(nèi)部，由于半導(dǎo)體器件開(kāi)始工作所產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百千赫的尖峰噪聲，亦能有良好的濾波作用，一般低頻用普通電解電容器在10kHz左右，其阻抗便開(kāi)始呈現(xiàn)感性，無(wú)法滿足開(kāi)關(guān)電源使用要求。