Η ρωγμή των κεραμικών πυκνωτών υψηλής τάσης μπορεί γενικά να ταξινομηθεί σε τρεις κατηγορίες. Κατά τη χρήση αυτών των πυκνωτών, μπορεί να συμβούν σπασίματα, τα οποία συχνά προβληματίζουν πολλούς ειδικούς. Αυτοί οι πυκνωτές δοκιμάστηκαν για τάση, συντελεστή διάχυσης, μερική εκφόρτιση και αντίσταση μόνωσης κατά την αγορά και όλοι πέρασαν τις δοκιμές. Ωστόσο, μετά από έξι μήνες ή ένα χρόνο χρήσης, ορισμένοι κεραμικοί πυκνωτές υψηλής τάσης βρέθηκαν να έχουν ραγίσει. Αυτά τα σπασίματα προκαλούνται από τους ίδιους τους πυκνωτές ή από εξωτερικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες;
Γενικά, η ρωγμή των κεραμικών πυκνωτών υψηλής τάσης μπορεί να αποδοθεί στα ακόλουθα τρεις δυνατότητες:
Η πρώτη πιθανότητα είναι θερμική αποσύνθεση. Όταν οι πυκνωτές υπόκεινται σε στιγμιαίες ή παρατεταμένες συνθήκες εργασίας υψηλής συχνότητας και υψηλού ρεύματος, οι κεραμικοί πυκνωτές μπορεί να παράγουν θερμότητα. Αν και ο ρυθμός παραγωγής θερμότητας είναι αργός, η θερμοκρασία αυξάνεται γρήγορα, οδηγώντας σε θερμική αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες.
Η δεύτερη πιθανότητα είναι χημική αποικοδόμηση. Υπάρχουν κενά μεταξύ των εσωτερικών μορίων των κεραμικών πυκνωτών και μπορεί να εμφανιστούν ελαττώματα όπως ρωγμές και κενά κατά τη διαδικασία κατασκευής του πυκνωτή (πιθανοί κίνδυνοι στην παραγωγή κατώτερων προϊόντων). Μακροπρόθεσμα, ορισμένες χημικές αντιδράσεις μπορούν να παράγουν αέρια όπως το όζον και το διοξείδιο του άνθρακα. Όταν αυτά τα αέρια συσσωρεύονται, μπορούν να επηρεάσουν το εξωτερικό στρώμα ενθυλάκωσης και να δημιουργήσουν κενά, με αποτέλεσμα τη ρωγμή.
Η τρίτη πιθανότητα είναι διάσπαση ιόντων. Οι κεραμικοί πυκνωτές υψηλής τάσης βασίζονται σε ιόντα που κινούνται ενεργά υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου. Όταν τα ιόντα υποβάλλονται σε παρατεταμένο ηλεκτρικό πεδίο, η κινητικότητά τους αυξάνεται. Σε περίπτωση υπερβολικού ρεύματος, το στρώμα μόνωσης μπορεί να καταστραφεί, οδηγώντας σε βλάβη.
Συνήθως, αυτές οι αποτυχίες συμβαίνουν μετά από περίπου έξι μήνες ή και ένα χρόνο. Ωστόσο, προϊόντα από κατασκευαστές με κακή ποιότητα ενδέχεται να αποτύχουν μόνο μετά από τρεις μήνες. Με άλλα λόγια, η διάρκεια ζωής αυτών των κεραμικών πυκνωτών υψηλής τάσης είναι μόνο τρεις μήνες έως ένα έτος! Επομένως, αυτός ο τύπος πυκνωτή γενικά δεν είναι κατάλληλος για κρίσιμο εξοπλισμό όπως έξυπνα δίκτυα και γεννήτριες υψηλής τάσης. Οι πελάτες έξυπνου δικτύου συνήθως απαιτούν πυκνωτές να διαρκέσουν για 20 χρόνια.
Για να παραταθεί η διάρκεια ζωής των πυκνωτών, μπορούν να ληφθούν υπόψη οι ακόλουθες προτάσεις:
1)Αντικαταστήστε το διηλεκτρικό υλικό του πυκνωτήμικρό. Για παράδειγμα, τα κυκλώματα που χρησιμοποιούν αρχικά X5R, Y5T, Y5P και άλλα κεραμικά Κατηγορίας II μπορούν να αντικατασταθούν με κεραμικά Κατηγορίας Ι όπως το N4700. Ωστόσο, το N4700 έχει μικρότερη διηλεκτρική σταθερά, επομένως οι πυκνωτές που κατασκευάζονται με N4700 θα έχουν μεγαλύτερες διαστάσεις για την ίδια τάση και χωρητικότητα. Τα κεραμικά κατηγορίας I έχουν γενικά τιμές αντίστασης μόνωσης πάνω από δέκα φορές υψηλότερες από τα κεραμικά κατηγορίας II, παρέχοντας πολύ ισχυρότερη ικανότητα μόνωσης.
2)Επιλέξτε κατασκευαστές πυκνωτών με καλύτερες εσωτερικές διαδικασίες συγκόλλησης. Αυτό περιλαμβάνει την επιπεδότητα και την άψογη επιφάνεια των κεραμικών πλακών, το πάχος της επάργυρης επένδυσης, την πληρότητα των άκρων της κεραμικής πλάκας, την ποιότητα της συγκόλλησης για αγωγούς ή μεταλλικούς ακροδέκτες και το επίπεδο ενθυλάκωσης της εποξικής επίστρωσης. Αυτές οι λεπτομέρειες σχετίζονται με την εσωτερική δομή και την ποιότητα εμφάνισης των πυκνωτών. Οι πυκνωτές με καλύτερη ποιότητα εμφάνισης έχουν συνήθως καλύτερη εσωτερική κατασκευή.
Χρησιμοποιήστε δύο πυκνωτές παράλληλα αντί για έναν μόνο πυκνωτή. Αυτό επιτρέπει στην αρχική τάση που φέρει ένας μόνο πυκνωτής να κατανέμεται μεταξύ δύο πυκνωτών, βελτιώνοντας τη συνολική αντοχή των πυκνωτών. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος αυξάνει το κόστος και απαιτεί περισσότερο χώρο για την εγκατάσταση δύο πυκνωτών.
3) Για πυκνωτές εξαιρετικά υψηλής τάσης, όπως 50kV, 60kV ή ακόμα και 100kV, η παραδοσιακή ενσωματωμένη δομή μονής κεραμικής πλάκας μπορεί να αντικατασταθεί με μια σειρά κεραμικών πλακών διπλής στρώσης ή παράλληλη δομή. Αυτό χρησιμοποιεί κεραμικούς πυκνωτές διπλής στρώσης για να ενισχύσει την ικανότητα αντοχής στην τάση. Αυτό παρέχει ένα επαρκώς υψηλό περιθώριο τάσης και όσο μεγαλύτερο είναι το περιθώριο τάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η προβλέψιμη διάρκεια ζωής των πυκνωτών. Επί του παρόντος, μόνο η εταιρεία HVC μπορεί να επιτύχει την εσωτερική δομή κεραμικών πυκνωτών υψηλής τάσης χρησιμοποιώντας κεραμικές πλάκες διπλής στρώσης. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος είναι δαπανηρή και έχει υψηλή παραγωγική δυσκολία. Για συγκεκριμένες λεπτομέρειες, συμβουλευτείτε την ομάδα πωλήσεων και μηχανικών της εταιρείας HVC.
