1　总的趋势
　　2001年11月参加国际绝缘材料会议（ISEIM2001）时，邀请日本电力中央研究院田中教授（IEEEFe llow）作专题报告^［1］，展望21世纪各类电力设备的绝缘技术。在电力电容器方面，他谈到全膜、自愈等电容器的开发应用是很大的进步，而且无论是浸油或充SF₆的都各有其用途，如后者主要用于要求非燃性场合。最近又有进展的：一是高介电常数的陶瓷（双层介质）储能电容器，二是电子元件用的低介电常数塑料电容器；而为储能及高功率放电等的需要，认为近来金属化PP膜电容器特别在美国等有很多应用，其能量密度已达1．5kJ／kg。
　　事实上，各国在经营上不断调整的同时，从未停止过技术更新和开发：一方面努力进行基础及应用研究，开拓新的增长点；另一方面如何发挥现有结构的潜力，不断提高性能价格比。虽然很多成果的具体内容难以全见到，但从国际交往、国际会议、发表论文中也可对其思路有所了解。
2　薄膜及浸渍剂
　　例如在英国的ABB电力输配电公司认为^［2］：近十几年里，在采用全膜及金属极板的基础上，无论是金属化电极边缘的改善还是采用压平式拼花（Flattened Segmented）先后都带来了很大的效益，如图1所示。前几年直流电容器的能量密度已超过200J／L，例如用5～15μm的膜，在200MV／m及较高温度下，可运行20年以上。

　　但究竟用哪种膜（光膜或不同粗糙程度的粗化膜）？用哪种浸渍介质（硅油等合成油、菜籽油等植物油、SF₆气体）？用怎样的金属化膜结构？
　　他们一一进行了研究，已有不少成果。
2．1　从液体浸渍介质来看，认为合成油（如硅油）的介质损耗正切值tanδ小于植物油（如菜籽油），如图2所示。

2．2　如以不同金属化膜制成四种压紧系数也不同的元件，先按IEC1071标准进行直流1．5Un的过电压试验，然后测得它们的tanδ值，列于图3中。其中由于采用不同的膜－浸渍剂以组合成XY，其定义为：当X为A或D时指光膜，为B或C时是指粗化膜，但压紧系数不同；而当Y为D时为浸SF₆气体，为Si及R时分别为浸以硅油及菜籽油。

　　从图3可以看出，浸以液体介质的比浸SF₆更耐过电压，因后者经受过电压后tanδ较大；而浸菜籽油的tanδ比浸硅油时的大，尤其是当膜的粗糙程度增大时。
2．3　试验中所采用的拼花式金属化膜如图4。为确保10万至20万小时的寿命，对上述的四种PP膜（A、B、C、D）全按IEC98／49／CD标准进行了加速老化试验，其电容损失率dC／C₀变化如图5所示。可见浸以硅油的B膜（粗化膜）的性能最好。
    它们的寿命L与温度T、场强E都密切有关，经验式如：

式中α、β分别为温度、场强系数。

　　他们的老化试验表明：以硅油浸渍的光膜及粗化膜的寿命分别约10⁵及大于4×10⁷小时，而以菜籽油浸渍的寿命大于2×10⁷小时；但SF₆的电容器不能在该场强下运行。
3　金属化膜的型式
　　他们反复研究了前述图4中各拼花部分间“通流闸门”（Current Gate）的合适尺寸。因为当金属化膜元件中有缺陷时，这些通流闸门起了熔丝的作用，以便将有缺陷之处与其他完好部分完全隔离开，图6为一实例照片。可见有局部击穿时多处熔丝动作，而确可将此击穿点隔离开来。
　　但这“通流闸门”或熔丝的大小，厚度又如何选择呢？他们曾将这些熔丝的熔化能量选择在1mJ（型式Ⅱ）与100μJ（型式Ⅰ）之间：经过　　反复试验，图7为一部分结果。即以浸有硅油的粗化膜C的电容器为例：在310MV／m、70℃下进行加速老化试验时，发现型式Ⅰ（即100μJ）的“通流闸门”的效果好。

    基于多方面研究后，1998年他们已将能量密度成功地提高到400J／L。
　　但他们并没有到此止步。在2001年6月的国际固体电介质会议（ICSD2001）上，又见到他们与英国几所大学合作研究金属化膜电容器的边缘放电问题^［3］。因为发现该边缘处的闪络电压U并不随间隙宽度δ而增大，如图8中的上一曲线为由巴申曲线推出的理论曲线，即U随δ而上升；但实际的试验结果却很少上升，如下一曲线。
　　研究发现，最佳间隙为δ＜300μm，而当δ再大时，由于实际结构中局部处场强的增强作用突出，难以获得明显升高的闪络电压。这些研究又为其完善及开发提供了依据。
4　PP膜的表面处理
　　全膜电容器的比特性已很高，是否还有潜力可挖？性能价格比有无可能再提高？
    如波兰等继续在研究以等离子体处理的方法以改善PP膜的性能^［4］。2001年8月号的IEEE刊物上，刚公布了其部分成果。

　　因为全膜电容器的性能在很大程度上取决于油－膜之间的界面。他们发现用低温等离子体进行合适的表面处理后，可带来的好处有：
    （1）可降低PP膜约50％的溶胀；
　　（2）可限制溶胀的PP膜中的离子杂质渗透到油中去；
　　（3）可提高PP膜的湿润性，从而改善PP膜的浸渍性能。
　　他们是用脉冲无线电频率（30MHz）的辉光放电对PP膜进行等离子体表面处理，以便在膜上又形成薄薄的一层等离子体聚合物复盖层。因而当浸以有机芳香族碳氢化合物AKB（anylcery benzene）液后，经处理的膜（PPm膜）在65℃以几小时已显示出其溶胀要比未处理膜（PP膜）小得多。

　　这是因为由等离子体处理形成的表面复盖层的势垒比未处理时的势垒高得多，分别为1．6eV和0．8eV，因而PPm膜在高温下的电导电流就小于未处理的PP膜，如图10所示。

　　而且从图11中还可以看出，经过处理的PPm膜与油的组合，即使在65℃下溶胀了200h（如图中的PPm－oil－l），其tanδ也比还未经油中溶胀的未处理过的膜－油组合（如图中PP－oil－0）要低。

　　这些方法改善了油－膜组合绝缘的性能，为提高全膜电容器质量又提供了可能。

　　
5　谐波的影响
　　对国内外高低压金属化电容器的事故分析表明，谐波对金属化膜的影响与过去习惯采用的金属极板时有明显差别。因而对于含有较多高次谐波分量的电源，这时如仍引用过去对铝箔极板取其综合有效值等做法，显然是难以对其寿命等作出正确结论的。
　　对此欧美的研究已经持续多年，而且逐步深入，例如意大利的Bologna大学的Montanari教授等多次提出这方面的警告，在2000及2001年两次国际会议上都与他进行了讨论。表1为他们的一部分试验结果^［5］，他们为金属化膜电容器的老化试验专门设计了不同电压、不同温度的方案，如电压取的是基波（V₁）、三次（V₃）、五次（V₅）、七次（V₇）及十一次（V₁₁）谐波的各种组合。虽然基波或谐波各自的有效值均为250V，但谐波可以在不同的典型相位如（0°、111．5°、180°）时叠加上去。
　　从表中可以明显地看出谐波分量对金属化膜电容器寿命的影响，而且谐波次数愈高、幅值愈大，影响尤其严重。可举例如下：
　　①序号1与3，综合电压有效值相同（均为560V），但仅基波V₁时（序号3）的寿命为115h，而含有较多三次谐波V₃的（序号1），其寿命仅为9．1h；
　　②序号3与11，均加560V，但仅加基波V₁的寿命有115h，而仅加V₁₁的只有30h；
　　③序号9、16及17，均全仅加三次谐波2．24V₃（560V），但温度愈高时寿命愈短，如三者分别为46h（20℃）、23h（60℃）及16h（90℃）。
　　既然金属化膜电容器有其优点、也有其弱点，因而只有认识得愈深入、全面，相应的策略、设计、保护等也才可能更加有效、正确、合理。
　　因此，经营及管理体制上的深化改革、技术上的不断完善及更新是搞好企业的重要法宝，两者是缺一不可的。

［1］　T．Tanaka．Insight into Technologies inElectricalInsulation toward the Middle of the 21^stCentury，Proceeding of 2001 InternationalSymposium on Electrical Insulation Materials［M］．Japan Nov．2001，pp．1－10．
［2］　J．Connolly，M．Dunn．High Energy DensityCapacitor DevelopmentofABBPower T＆D，IEEEInternational Conference on Conduction andBreakdown in Solid Dielectrics［M］．Sweden June．1998，pp．10－113．
［3］　M．A．Grafton，J．C．Fothergil，et al，Controlling Flashover between Electrode Segmentsin DC Power Capacitors，7^th InternationalConference on Solid Dielectrics［M］．Netherlands：
June．2001，pp．279－282．
［4］　J．Pospieszna，EffectofSurface TreatmentonPolypropylene Film－oil Interactions［M］．IEEETrans，DEI，Vol．8，No．4，2001，pp．710－713．
［5］　A．Cavallini，D．Fabiani，et al．Models forDegradation of Self－healing Capacitors Operatingunder Voltage Distortion and Temperature，6^thInternational Conference on Properties andApplications of Dielectric Materials［M］．China　June．2000，pp．108－111．