高压瓷片电容烧坏原因有哪些?
正常情况下使用高压陶瓷电容是不会发生烧坏现象的,那么在什么状态下高压陶瓷电容会发生烧坏现象呢?
一:潮湿对电参数恶化的影响。空气中温度过高,会使高压陶瓷电容的表面绝缘电阻下降,对于半密封结构电容器来说,水分会渗透到电容器的介质内部使电容器介质的绝缘电阻绝缘能力下降。因此,高温,高湿环境对瓷片电容的损坏影响较大。
二:银离子的迁移。无机介质电容器多半采用银电极,半密封电容器在高温条件下工作,渗入电容器内部的水分子产生电解。产生氧化反应,银离子与氢氧根离子结合产生氢氧化银。由于电极反应,银离子迁移不仅发生在无机介质表面,还扩散到无机介质内部,引起漏电流增大,严重时会使两个银电极之间完全短路,导致高压陶瓷电容损坏或击穿。
三:有的高压陶瓷电容,在运用测试操作时,电容器投入时的电流过大,无任何无电压保护措施,也无串联电抗器,使电容器过热,绝缘降低或损坏,如果操作频繁,也会影响陶瓷电容损坏,甚至爆炸。
四:从单颗陶瓷电容分析,电容碰到了强大的电流,导致内部材料发热,散热不及时,造成热击穿损坏。
智旭电子高压陶瓷电容外观小巧,精莹剔透,粉涂均匀,还可以为客人需求订制观型尺寸。
从以下几点进行分析一:瓷片电容在电场作用下的击穿破坏遵循弱点击穿理论,而局部放电是产生弱点破坏的根源
除因温度冷热变化产生热应力导致开裂外,对于环氧包封型高压陶瓷电容,无论是留边型还是满银型电容都存在着电极边缘电场集中和陶瓷-环氧的结合界面等比较薄弱的环节
环氧包封的瓷片电容由于环氧树脂固化冷却过程体积收缩,产生的内应力以残余应力的形式保留在包封层中,并作用于陶瓷-环氧界面,劣化界面的粘结
在电场作用下,组成高压瓷片电容瓷体的钙钛矿型钛酸锶铁类陶瓷(SPBT)会发生电机械应力,产生电致应变
当环氧包封层的残余应力较大时,二者联合作用极可能造成包封与陶瓷体之间脱壳,产生气隙,从而降低电压水平
二:介质内空洞:导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染、烧结过程控制不当等
空洞的产生极易导致漏电,而漏电又导致器件内局部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加
该过程循环发生,不断恶化,导致其耐压水平降低
三:包封层环氧材料因素:一般包封层厚度越厚,包封层破坏所需的外力越高
在同样电场力和残余应力的作用下,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生气隙较为困难
另外固化温度的影响,随着固化温度的提高,高压瓷片电容的击穿电压会越高,因为高温固化时可以较快并有效地减少残余应力
随着整体模块灌胶后固化的高温持续,当达到或超过陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度,达到了粘流态,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙,此时的形变就很难恢复,这种气隙会降低陶瓷电容的耐压水平
四:机械应力裂纹:陶瓷体本身属于脆性较高的材料,在产生和流转过程中较大的应力可能造成应力裂纹,导致耐压降低
常见的应力源有:工艺过程电路板流转操作;流转过程中的人、设备、重力等因素;元件接插操作;电路测试;单板分割;电路板安装;电路板定位铆接;螺丝安装等
导致瓷片电容失效结论一:直接原因:陶瓷-环氧界面存在间隙,导致其耐压水平降低
二:间接原因:二次包封模块固化过程中产生了环氧材料应力收缩,致使陶瓷-环氧界面劣化,形成了弱点放电的路径
三:二次包封模块固化后,样品放置时间过短,其内部界面应力未完全释放出来,在陶瓷-环氧界面存在微裂纹,导致耐压水平降低
全站停电时须先将高压电容器组的支路断路器断开:投入或退出高压电容器,应根据系统负荷功率因数和电压等情况决定,一般在功率因数小于0.85时要投入电容器组;在因功率数大于0.95,并且有上升趋势时应退出高压电容器组;系统电压偏低时可投入高压电容器组
保护熔断器突然熔断时,未查明原因,不可更换容体恢复送电
高压电容器组禁止在自带电荷时合闸,以防产生过电压,再次合闸应在断电三分钟后
在使用高压电容器中发生下列情况之一时应立即退出运行:1.爆炸、喷油、起火;2.瓷套管3.发生严重的放电,闪络;4.接点过热或熔化;5.肚胀;6.设备有严重的异常响声;6.所接母线电压超过额定电压1.1倍或电流超过额定值的1.3倍;7.室内温度超过零上四十摄氏度或零下四十摄氏度
运行中的高压电容工程师们可以检查一下电压和电流,也可以检查外观是否有漏油,肚胀,部件是否完整;出线套管是否有裂纹漏油,瓷釉脱落,表面是否有脏污;接头是否发热,松动;外表涂漆是否有脱落情况
近年来,随着电子工业的飞速发展,高压陶瓷电容器的应用领域越来越广泛
陶瓷电容器不仅可以耐高温、耐腐蚀,而且有较高的介电常数,这对当前集成电路对电容器小型化、高容量的要求是很适宜的
电容器的性能直接取决于陶瓷介质的性能,材料介电常数越大,抗电强度越高,则小型化程度越好
因此制造厂家在围绕提高瓷料性能和发展新材料方面竞相在积极开展工作
人们开发出使用高介电常数的电容器陶瓷钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极的方法制成陶瓷电容,这种做法的陶瓷电容介电常数高,但损耗大
虽然介电常数高对于减小电容器的尺寸极为有利,但损耗大将会引起瓷片发热,从而导致电容器的击穿
陶瓷电容器的介质损耗主要由三部分组成:1、玻璃相中的电导损耗这部分损耗主要是由玻璃中的离子引起的电导损耗
2、晶相中的损耗它主要是由于晶界附近的晶格容易产生畸变和晶格问题,因而产生弱联系离子造成松池损耗
3、结构不均匀性导致的附加夹层损耗
要降低电容器的介质损耗,主要是减小弱联系离子和弱束缚电子,目前的技术仍在研究发展着
物理是我们上学必须要学习的一门科学,在物理的世界里,我们能学到很多平时见到却不知道的材料,比如说电容,电容器就是我们生活中常用到的一种物质,但是许多人对他都不太理解。陶瓷电容使用的最为广泛,可它有时候会因为一些因素的影响而导致失效。我们想要正常的使用陶瓷电容,就只能先了解导致它失效的因素以及它的特点,下面小编就为大家具体的介绍一下。
陶瓷电容简介:
它的外形以片式居多,也有管形、圆形等形状。陶瓷电容器是以陶瓷材料为介质的电容器的总称。其品种繁多,外形尺寸相差甚大。按使用电压可分为高压,中压和低压陶瓷电容器。按温度系数,介电常数不同可分为负温度系数、正温度系数、零温度系数、高介电常数、低介电常数等。此外,还有I型、II型、III型的分类方法。一般陶瓷电容器和其他电容器相比,具有使用温度较高,比容量大,耐潮湿性好,介质损耗较小,电容温度系数可在大范围内选择等优点。广泛用于电子电路中,用量十分可观。
陶瓷电容失效的内在因素主要有以下几种:
1.陶瓷介质内空洞
导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染,烧结过程控制不当等。空洞的产生极易导致漏电,而漏电又导致器件内部局部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。该过程循环发生,不断恶化,严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸,甚至燃烧等严重后果。
2.烧结裂纹
烧结裂纹常起源于一端电极,沿垂直方向扩展。主要原因与烧结过程中的冷却速度有关,裂纹和危害与空洞相仿。
3.分层
多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。烧结温度可以高达1000℃以上。层间结合力不强,烧结过程中内部污染物挥发,烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。分层和空洞、裂纹的危害相仿,为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。
陶瓷电容失效的外部因素主要为:
1.温度冲击裂纹
主要由于器件在焊接特别是波峰焊时承受温度冲击所致,不当返修也是导致温度冲击裂纹的重要原因。
2.机械应力裂纹
多层陶瓷电容器的特点:
是能够承受较大的压应力,但抵抗弯曲能力比较差。器件组装过程中任何可能产生弯曲变形的操作都可能导致器件开裂。常见应力源有:贴片对中,工艺过程中电路板操作流转过程中的人、设备、重力等因素通孔元器件插入电路测试、单板分割电路板安装电路板定位铆接螺丝安装等。该类裂纹一般起源于器件上下金属化端,沿45℃角向器件内部扩展。该类缺陷也是实际发生最多的一种类型缺陷。
了解完陶瓷电容的特点,才能更好的使用,陶瓷电容的体积通常都很小,成本也比较低,所以人们生活中使用它的地方有很多。另外大家要多多注意令陶瓷电容失效的几个方面,假如不注意的话,就有可能导致我们家族那么将电器不能使用,最直接的就是陶瓷电容失效。在我们学习物理的时候,就会学到影响电容变化的因素,我们应该学以致用,把学习到的运用到生活当中去。