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對鉭電容器電壓浪涌過程中容易忽視的幾個問題的思考

發布:西安縱橫機電控制技術有限責任公司 瀏覽:1096 時間:2015-6-18 16:23:56 << 返回
     目前,電壓浪涌功能,已經不局限于例試的鉭電容器質量抽檢,更多的是用于批量鉭電容器的出廠檢驗。將電壓浪涌功能作為鉭電容器的一項常規檢查指標,在產品出廠前對電容器進行浪涌電壓沖擊,當產品過了浪涌電壓沖擊這一關,才算是真正合格的產品??梢?,電壓浪涌功能對甄別鉭電容器的質量起到至關重要的作用,已被越來越多的鉭電容器生產廠家重視。

 .國軍標對浪涌電壓如下描述:

1.《有可靠性指標的片式固體電解質鉭電容器總規范》對浪涌電壓的描述是:在環境溫度為85±5℃下,電容器回路充電電阻為33Ω,放電電阻為充電電阻,將規定的電壓施加于電容器回路,按照充電時間30S,放電時間30S的時序,循環1000次。

2.《有可靠性指標的固體電解質鉭電容器總規范》對浪涌電壓的描述是:在環境溫度為85±5℃下,電容器回路充電電阻為33Ω,放電電阻為充電電阻,將規定的電壓施加于電容器回路,按照充電時間30S,放電時間30S的時序,循環1000次。

3.《有失效率等級的非固體電解質鉭固定電容器通用規范》對浪涌電壓的描述是:在環境溫度為85±5℃下,電容器回路充電電阻為1000Ω±100Ω,放電電阻為充電電阻,將規定的電壓施加于電容器回路,按照充電時間30S,放電時間5.5min的時序,循環1000次。

 .鉭電容器在電壓浪涌中容易忽視的幾個問題

1.電壓浪涌回路接觸狀態問題:

   鉭電容器電壓浪涌回路接觸良好,則浪涌電壓就能真正可靠的施加于電容器二端。如果電壓浪涌回路接觸不好,比如:(1).浪涌電路板夾具與印制板插座之間接觸不好。

(2).用于充、放電回路切換的繼電器觸點或開關接觸不好。

(3).充、放電電阻性能變差或燒斷。

(4).與充、放電回路有關的連接導線虛接(焊)或燒斷等等。

以上這些都會影響電壓浪涌的效果或根本就沒有在鉭電容器二端施加上浪涌電壓,而操作者還認為已經施加上浪涌電壓了。筆者親眼所見,某支或多支的電壓浪涌回路一直處于開路狀態,卻一直在進行著電壓浪涌功能試驗??梢?,接觸狀態好壞的檢測應該重視起來,不能再等閑視之了。必須強制在電壓浪涌回路增加接觸狀態好壞檢測功能并且與電壓浪涌設備的開啟實現互鎖,只有當電壓浪涌回路接觸狀態檢測良好之后,電壓浪涌設備才允許開啟和工作,以便保證浪涌電壓真正施加于鉭電容器二端。

2.電壓浪涌回路浪涌電壓幅值問題:

   將浪涌電壓施加于鉭電容器回路,其根本目的是要檢驗鉭電容器二端承受電壓沖擊的能力。要保證這個沖擊能力不打折扣,一定要保證浪涌電壓的幅值穩定并且不變化。但是由于鉭電容器在充電瞬間呈現微分固有特性,即充電瞬間容抗幾乎為零,亦即負載阻抗為零,對給提供浪涌電壓的直流電源來說,理論上說輸出電流應該為無窮大,而實際上輸出內阻總是存在著,存在著輸出內阻就會在內阻上產生壓降。則此時的浪涌電壓值就不是事先設定的浪涌電壓值,而是事先設定的浪涌電壓值減去內阻上的電壓降值??梢?,在電壓浪涌瞬間,浪涌電壓值下降了,承受沖擊能力就會大打折扣,浪涌也就失去意義了。要想辦法解決浪涌電壓幅值穩定的問題,以便在整個電壓浪涌期間保證幅值不下降的浪涌電壓施加于鉭電容器二端。

3.鉭電容器在電壓浪涌過程中的漏電流問題:

   反復將浪涌電壓施加于鉭電容器回路,給鉭電容器二端反復電壓沖擊,是甄別鉭電容器好壞的實用方法,能將那些處于臨界狀態或性能不穩定的產品剔除。故電壓浪涌工序是產生不良品較多的工序。

一般情況下,鉭電容器呈現不良狀態都是以漏電流變大為先兆特征,然后趨向“短路狀態”發展(再后就是炸裂和燃燒,最終燒成開路轉態)。漏電流變大或呈現短路狀態的最終結果就是流過電壓浪涌回路的電流變大或聚增。這樣會有如下后果:

(1).由于大電流的作用,燒壞充放電電阻及與充放電回路相關的印制板插座、切換電路中繼電器觸點、連接導線等。

(2). 由于大電流的作用,燒壞浪涌電路板夾具中的印制線和印制板插頭等。

(3). 由于大電流的作用,對提供浪涌電壓的直流電源形成強大沖擊,造成直流電源損壞等。

(4).由于大電流的作用,直流電源出于保護自身不損壞,就會迫使直流電源由原本電壓浪涌時的恒壓狀態轉變為恒流狀態,而這種轉變的直接后果就是強迫“浪涌電壓幅值下降”,這樣就造成了與其一起浪涌的相鄰的電容器的浪涌電壓幅值下降,從而失去電壓浪涌作用。

(5).由于大電流的作用,電容器通過大電流產生的熱量導致電容器炸裂或燃燒。而電容器炸裂形成的火花飛濺或小片散落于現場操作人員身上,造成操作人員手和臉燙傷,衣服和褲子上燒成若干小洞(筆者現場親眼所見)。而電容器燃燒形成的煙霧,熏得操作人員頭發、臉、手“面目全非”。

 (6).由于大電流的作用,造成的電阻燒毀、印制線燒斷、電容器炸裂或燃燒所產生的火苗或煙霧,就會熏黑或燒壞老煉箱內膽。也有可能引燃周圍的物體,從而引起火災。

要想辦法增加漏電流檢測功能,當電容器的漏電流剛剛超出允許的漏電流值時,就去切斷這支電容器的電壓浪涌回路,迫使這支電容器失去(退出)電壓浪涌功能,上述現象就不會發生。

 .解決方案

1. 設計電壓浪涌回路接觸狀態好壞檢測電路。僅當電壓浪涌回路接觸狀態良好,帶有電壓浪涌功能的設備才能開啟和工作。否則報警提示。

2. 設計浪涌電壓幅值穩定電路,以便在電壓浪涌期間確保幅值不下降的浪涌電壓施加于鉭電容器二端。

3. 設計漏電流檢測電路。當電容器的漏電流剛剛超出允許的漏電流值時,就切斷這支電容器的電壓浪涌回路,強迫這支電容器失去電壓浪涌功能,以避免電壓浪涌用直流電源由原本處于恒壓狀態而轉變為恒流狀態的可能。浪涌電壓幅值不再下降,相鄰鉭電容器之間的電壓浪涌不再受到影響。鉭電容器炸裂或燃燒或產生的火花飛濺傷人或浪涌箱熏黑或浪涌電路板夾具燒壞等現象從源頭上得到克服。

西安縱橫機電控制技術有限責任公司研制的《鉭電容器電壓浪涌試驗設備》,充分體現了上述思想,并且是完全自主知識產權自主研發的設備。截至目前為止,已先后制造5套設備,有成功范例,技術在國內處于領先地位。更多詳細功能請打電話咨詢或訪問公司網站。

以下照片是近期交付使用的《鉭電容器電壓浪涌試驗設備》外形圖。

 


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 技術咨詢:徐工  

 2015.6.17

 
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