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高壓電容器擊穿原因

造成陶瓷高壓電容器被擊穿的因素有很多,按照其導致的因素,可以將擊穿情況分為電壓擊穿、熱擊穿、過電流擊穿、電磁場強擊穿等情況。

首先來看電壓擊穿情況。這是高壓電容最容易出現(xiàn)的一種擊穿情況,在應用中通常會表現(xiàn)為電容器表面破碎,陶瓷芯片出現(xiàn)開裂。導致這種擊穿情況出現(xiàn)的原因,就在于高壓電容器的承受電壓的能力不夠。往往是技術(shù)人員對電容器的電壓安全余量把握不夠,也就是說如果把電壓降低一點,或者采用更高電壓的高壓電容器,這個問題就解決了。以國家電網(wǎng)來講,一般電壓的安全余量會超過4倍。比如在10KV的電站里,所用到的電容器的電壓,按國家標準,就必須能達到42KVAC保壓2分鐘,凡是低于這一標準的都是不合格產(chǎn)品。
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接下來我們再來看一下高壓電容中第二大高發(fā)的擊穿現(xiàn)象,那就是熱擊穿。這種擊穿情況一般多發(fā)生在高頻脈沖電路中。一顆頻率級別不夠的陶瓷高壓電容器用到了承受能力以外的電源里,明顯會出現(xiàn)熱擊穿。這種擊穿沒有先兆,往往是一擊即穿,或者脈沖幾次很快就擊穿了。導致這一問題的根本原因在于,電容器本身與電路設(shè)計要求的HZ級別不符,例如原本應該用2GHZ的電容器,卻使用了2KKHZ的電容器。甚至更低檔次的產(chǎn)品。這樣的后果直接是電容器一上機機即擊穿。這種擊穿很直接,因為脈沖頻很強大,電容器往往被擊得粉碎。因為這是在一種極短的時間內(nèi),陶瓷芯片發(fā)生極為急劇的溫度變化,這種變化是因為陶瓷不耐受高頻引起的。這種瞬間的高溫讓技術(shù)人員措手不及,往往還容易錯誤地判斷為電壓不夠。因為升溫時間太短,沒有發(fā)現(xiàn)升溫現(xiàn)像。其實這時芯片是燙的。

不過,在實際應用的過程中,陶瓷高壓電容器發(fā)生熱擊穿時還有一種不容易分辨的假相,需要工程人員特別注意。比如在產(chǎn)品在環(huán)境溫度提升過程中,到一定值時,突然斷路了。這時發(fā)現(xiàn)電容器外觀是好的,極少數(shù)可能出現(xiàn)擊穿現(xiàn)像,更多的一部分,則表現(xiàn)為電容器并沒有擊穿,只是換效而已。在溫度降低后,它還會恢復到初始值以下。

相比較上面所提到的陶瓷高壓電容的兩種擊穿現(xiàn)象,磁場擊穿盡管發(fā)生的頻率要低一些,但同樣是需要我們認真對待的。高壓電容器在強磁場下,發(fā)生擊穿的現(xiàn)像也比較多。這種現(xiàn)像往往采取有效措施后可得到控制?;蛘吒淖冸娐方Y(jié)構(gòu)也同樣能夠加以控制。

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