電容器常見的故障現(xiàn)象
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電容器常見的故障現(xiàn)象主要有擊穿、開路、電參數(shù)退化、電解液泄漏及機(jī)械損壞等。導(dǎo)致這些故障的主要原因如下:
(1)擊穿
介質(zhì)中存在疵點(diǎn)、缺陷、雜質(zhì)或?qū)щ婋x子;介質(zhì)材料老化;電介質(zhì)發(fā)生電化學(xué)擊穿;在高濕度或低氣壓環(huán)境下極間邊緣飛?。辉跈C(jī)械應(yīng)力作用下電介質(zhì)瞬時(shí)短路;金屬離子遷移形成導(dǎo)電溝道或邊緣飛弧放電;介質(zhì)材料內(nèi)部氣隙擊穿造成介質(zhì)電擊穿;介質(zhì)在制造過程中發(fā)生機(jī)械損傷;介質(zhì)材料分子結(jié)構(gòu)改變以及外加電壓高于額定值等。
(2)開路
擊穿引起電極和引線絕緣;電解電容器陽極引出箔被腐蝕斷(或機(jī)械折斷);引出線與電極接觸點(diǎn)形成氧化層而造成低電平開路;引出線與電極接觸不良或絕緣;電解電容器陽極引出金屬箔因腐蝕而導(dǎo)致開路;工作電解質(zhì)干涸或凍結(jié);在機(jī)械應(yīng)力作用下電解質(zhì)和電介質(zhì)之間瞬時(shí)開路等。
(3)電參數(shù)退化
潮濕與電介質(zhì)老化與熱分解;電極材料的金屬離子遷移;殘余應(yīng)力存在和變化;表面污染;材料的金屬化電極的自愈效應(yīng);工作電解質(zhì)揮發(fā)和變稠;電極被電解腐蝕或化學(xué)腐蝕;引線和電極接觸電阻增加;雜質(zhì)和有害離子的影響。
由于實(shí)際應(yīng)用中的電容器是在工作應(yīng)力和環(huán)境應(yīng)力的綜合作用下工作的,因而會(huì)產(chǎn)生一種或幾種失效模式和失效機(jī)理,有時(shí)候某單一種失效模式更會(huì)導(dǎo)致其他失效模式或失效機(jī)理串聯(lián)發(fā)生。例如,溫度應(yīng)力既可以促使表面氧化、加快老化的影響程度和電參數(shù)退化,又會(huì)促使電場強(qiáng)度下降,使介質(zhì)擊穿更早到來。這些應(yīng)力的影響程度都是時(shí)間的函數(shù)。因此,電容器的失效機(jī)理與產(chǎn)品的類型、材料的種類、結(jié)構(gòu)的差異、制造工藝及環(huán)境條件和工作應(yīng)力等諸多因素有密切關(guān)系。
擊穿故障通常非常容易發(fā)現(xiàn),但遇上有多個(gè)元件并聯(lián)的情況,要確定具體的故障元件卻較為困難。開路故障可通過將相同型號和容量的電容與被檢測電容并聯(lián)來判定,觀察電路功能是否恢復(fù)來實(shí)現(xiàn)。電容電參數(shù)變化的檢查卻較為麻煩,一般可按照下面方法進(jìn)行:
首先應(yīng)將電容器的其中一條引線從電路板上燙下來,以避免周圍元件的影響。其次根據(jù)電容器的不同情況用不同的方法進(jìn)行檢查。
1、電解電容器的檢查。將萬用表置于電阻檔,量程要視乎被測電解電容的容量及耐壓大小而定。測量容量小、耐壓高的電解電容,量程應(yīng)位于R×10kW檔;測量容量大、耐壓低的電解電容,量程應(yīng)位于R×1kW檔。觀察充電電流的大小、放電時(shí)間長短(表針退回的速度)及表針最后指示的阻值。
電解電容器質(zhì)量好壞的鑒別方法如下:
(1)充電電流大,表針上升速度快,放電時(shí)間長,表針退回速度慢,說明容量足。
(2)充電電流小,表針上升速度慢,放電時(shí)間短,表針退回速度快,說明容量小、質(zhì)量差。
(3)充電電流為零,表針不動(dòng),說明電解電容器已經(jīng)失效。
(4)放電到最后,表針退回到停止時(shí)指示的阻值大,說明絕緣性能好,漏電少。
(5)放電到最后,表針退回到停止時(shí)指示的阻值小,說明絕緣性能差,漏電嚴(yán)重。
2、容量為1mF以上的電容器檢查。可用萬用表電阻檔(R×10kW)同極性多次測量法來檢查漏電程度及是否擊穿。將萬用表的兩根表筆與被測電容的兩根引線碰一下,觀察表針是否有輕微的擺動(dòng)。對容量大的電容,表針擺動(dòng)明顯;對容量小的電容,表針擺動(dòng)不明顯。緊接著用表筆再次、三次、四次碰電容器的引線(表筆不對調(diào)),每碰一次都要觀察針是否有輕微的擺動(dòng)。如從第二次起每碰一次表針都擺動(dòng)一下,則說明此電容器有漏電。如接連幾次碰時(shí)表針均不動(dòng),則說明電容器是好的。如果第一次相碰時(shí)表針就擺到終點(diǎn),則說明電容器已經(jīng)被擊穿。另外,對于容量為1mF~20mF的電容器,有的數(shù)字萬用表可以測量。
3、容量為1mF以下的電容器檢查。可以使用數(shù)字萬用表的電容測量檔較為準(zhǔn)確地測得電容器的實(shí)際數(shù)值。若沒有帶電容測量功能的數(shù)字萬用表,便只能用歐姆檔檢查它是否擊穿短路。用完好的相同容量電容器與被懷疑的電容器并聯(lián),檢查它是否開路。
4、電容器參數(shù)的精確測量。單個(gè)電容器容量的精確測量可使用LCR電橋,耐壓值的測量可采用晶體管特性測試儀。
文章來源:深圳新晨陽電子
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