(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111471894.9 (22)申请日 2021.12.0 3 (66)本国优先权数据 202111428310.X 2021.1 1.26 CN (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号 (72)发明人 程璐　刘文凤　李志元　徐哲　 王镜然　 (74)专利代理 机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 代理人 覃婧婵 (51)Int.Cl. G01R 31/00(2006.01) G01R 27/26(2006.01) G01D 21/02(2006.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测 方法 (57)摘要 公开了直流自愈式金属化薄膜电容器的寿 命预测方法， 方法中， 测定直流自愈式金属化薄 膜电容器试验前电容C0和试验电压Ui， 进行老化 试验， 每间隔预定时刻测量直流自愈式金属化薄 膜电容器的电容以记录不同时刻的电容值Cx及 相邻测量之间的电容差ΔC； 拆解直流自愈式金 属化薄膜电容器获得薄膜电容器芯子； 逐层拆解 薄膜电容器芯子获得老化后的内部薄膜试样； 统 计多段试样中金属电极损失掉的面积获得不同 位置处面积损失数据， 对数正态分布分析面积损 失数据获得拟合结果 以计算平均每击穿点损失 的金属电极面积Sn， 失效概率Φ和寿命t在威布 尔坐标纸上绘制图像获得电容器的寿命受到局 部金属化薄膜自愈特性影响的模型。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114414909 A 2022.04.29 CN 114414909 A 1.一种直 流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特 征在于， 其包括以下步骤： 第一步骤， 测定直流自愈式金属化薄膜电容器试验前电容C0和试验电压Ui， 进行老化试 验， 每间隔预定时刻测量直流自愈式金属化薄膜电容器的电容以记录不同时刻的电容值Cx 及相邻测量之间的电容差ΔC， 当直流自愈式金属化薄膜电容器的电容值Cx下降到试验前 电容C0的预定比例， 停止老化试验； 第二步骤， 拆解直流自愈式金属化薄膜电容器获得薄膜电容器芯子； 逐层拆解薄膜电 容器芯子获得老化后的内部薄膜试样， 并测量其介质厚度d和介质的相对介电常数εr， 从远 离内部薄膜试样的轴心 位置依次间隔选取多段相同长度和宽度的试样； 统计多段试样中金 属电极损失掉的面积获得不同位置处面积损失数据， 对数正态分布分析所述面积损失数据 获得拟合结果以计算平均每击穿 点损失的金属电极面积Sa； 第三步骤， 根据公式 计算得到每 预定时刻等效损失的金属电极的面积， 根 据公式 计算得到每预定时刻等效发生自愈的次数， 即为寿命t的试样数目， 根据 ROSS函数 计算得到寿命t对应的失效概率Φ， 其中ROSS函数中i 取寿命t相应的ni， n取∑ni， 所述失效概率Φ和寿命T在威布尔 坐标纸上绘制图像获得电容 器的寿命受到局部金属化薄膜自愈特性影响的模型。 2.根据权利要求1所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征 在于， 优选的， 所述模型为近似线性相关的曲线。 3.根据权利要求1所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征 在于， 模型的公式为ln( ‑ln(1‑Φ(t， E)))＝ln  cEb+a ln t， 其中E为外施电场的有效值， a、 b、 c为与温度和环境相关的材 料常数。 4.根据权利要求3所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征 在于， 基于失效概率Φ为r， 获得外施电场为Ei下的可靠寿命tr_i， 根据反幂定律 拟合分析外施电场的有效值Ei和可靠寿命tr_i之间的关系， 得出不同外施电场 下电容的失效概率Φ为r的寿命公式， 最终预测出实际工作电压下， 电容的失效概率为r的 寿命。 5.根据权利要求1所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征 在于， 所述预定时刻为24小时， 寿命t为24 ×i小时的试样的数目为 ni， 6.根据权利要求1所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征 在于， 第一 步骤中， 预定比例为95％。 7.根据权利要求1所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征 在于， 第二步骤中， 从远离内部 薄膜试样的轴心 位置依次在内层、 次内层、 中层、 次外层和外 层选取五段相同长度和宽度的试样。 8.根据权利要求1所述的一种直流自愈式金属化薄膜电容器的寿命预测方法， 其特征权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114414909 A 2在于， 第二 步骤中， 面积损失数据包括击穿 点数N、 各击穿 点损失面积S、 击穿 点的位置信息 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114414909 A 3