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常見這六種鋁電解電容失效模式詳細(xì)介紹


?鋁電解電容是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過(guò)直流電壓處理,使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負(fù)極性,適宜用于電源濾波或者低頻電路中。
??鋁電解電容
電容其有失效的時(shí)候,而各類電容器的材料、結(jié)構(gòu)、制造工藝、性能和使用環(huán)境各不相同,失效機(jī)理也各不一樣。今天易容網(wǎng)將為大家揭秘鋁電解電容常見的失效模式:漏液、爆炸、開路、擊穿、電參數(shù)惡化等。

1、漏液

漏液,是電容器失效的原因之一,而鋁電解電容也不例外。鋁電解電容其工作電解液呈現(xiàn)酸性,如果溢出,則會(huì)嚴(yán)重污染和腐蝕電容器周圍的其他元器件和印刷電路板。

同時(shí)電解電容器內(nèi)部,由于漏液而使工作電解液逐漸干涸,喪失修補(bǔ)陽(yáng)極氧化膜介質(zhì)的能力,導(dǎo)致電容器擊穿或電參數(shù)惡化而失效。產(chǎn)生漏液的原因是很多的,如:

①鋁電解電容器密封不佳;

②采用橡膠塞密封鋁電解電容器的,則可能因?yàn)槭褂锰?,?dǎo)致橡膠老化、龜裂而引起漏液現(xiàn)象;

③機(jī)械密封工藝存在問(wèn)題;

④安裝問(wèn)題,一般生產(chǎn)廠商會(huì)考慮到漏液?jiǎn)栴},他們會(huì)在企標(biāo)中明確規(guī)定要立式安裝,而有些企業(yè)則采用了臥式安裝等。

2、爆炸

鋁電解電容器在工作電壓中交流成分過(guò)大,或氧化膜介質(zhì)有較多缺陷,或存在氯根、硫酸根之類有害的陰離子,以致漏電流較大時(shí)電解作用產(chǎn)生氣體的速率較快,工作時(shí)間愈長(zhǎng),漏電流愈大,殼內(nèi)氣體愈多,溫度愈高。

電容器金屬殼內(nèi)外的氣壓差值將隨工作電壓和工作時(shí)間的增加而增大。如果密封良好,又沒(méi)有任何防爆措施,則氣壓增大到一定程度就會(huì)引起電容器爆炸。

目前,已普遍采用防爆外殼結(jié)構(gòu),在金屬外殼上部增加一道褶縫,氣壓高時(shí)將褶縫頂開,增大殼內(nèi)容積,從而降低氣壓,減少爆炸危險(xiǎn)。在使用上如加過(guò)載電壓,對(duì)電容急速充放電,施加反向電壓等都有可能使電容爆炸。

3、擊穿

鋁電解電容器擊穿是由于陽(yáng)極氧化鋁介質(zhì)膜破裂,導(dǎo)致電解液直接與陽(yáng)極接觸而造成的。氧化鋁膜可能因各種材料,工藝或環(huán)境條件方面的原因而受到局部損傷。

在外加電場(chǎng)的作用下工作電解液提供的氧離子可在損傷部位重新形成氧化膜,使陽(yáng)極氧化膜得以填平修復(fù)。但是如果在損傷部位存在雜質(zhì)離子或其他缺陷,使填平修復(fù)工作無(wú)法完善,則在陽(yáng)極氧化膜上會(huì)留下微孔,甚至可能成為穿透孔,使鋁電解電容器擊穿。

此外,隨著使用和儲(chǔ)存時(shí)間的增長(zhǎng),電解液中溶劑逐漸消耗和揮發(fā),使溶液酸值上升,在儲(chǔ)存過(guò)程中對(duì)氧化膜層發(fā)生腐蝕作用。同時(shí),由于電解液老化與干涸,在電場(chǎng)作用下已無(wú)法提供氧離子修補(bǔ)氧化膜,從而喪失了自愈作用,氧化膜一經(jīng)損壞就會(huì)導(dǎo)致電容器擊穿。

工藝缺陷也是鋁電解電容器擊穿的一個(gè)主要原因。如鉚接工藝不佳時(shí),引出箔條上的毛剌嚴(yán)重剌傷氧化膜,刺傷部位漏電流很大,局部過(guò)熱使電容器產(chǎn)生熱擊穿。在使用上過(guò)溫,過(guò)紋波電流或過(guò)機(jī)械應(yīng)力都有可能使電容擊穿失效。

4、燒毀

鋁電解電容發(fā)生燒毀,一般是以下原因引起:

①正負(fù)極接反 鋁電解電容器是一種有正負(fù)極的電容器,如果安裝鋁電解電容器時(shí)正負(fù)極接錯(cuò)就會(huì)發(fā)生電容燒毀現(xiàn)象;

②耐壓不夠 當(dāng)電壓超過(guò)鋁電解電容器的本身的耐壓值時(shí),也會(huì)發(fā)生電容燒毀的現(xiàn)象;

③質(zhì)量不合格 一些生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的鋁電解電容不合格,也可能引發(fā)電容的燒毀等。

5、開路

鋁電解電容器在高溫或潮熱環(huán)境中長(zhǎng)期工作時(shí)可能出現(xiàn)開路失效,其原因在于陽(yáng)極引出箔片遭受電化學(xué)腐蝕而斷裂。對(duì)于高壓大容量電容器,這種失效模式較多。

此外,陽(yáng)極引出箔片和陽(yáng)極箔鉚接后,未經(jīng)充分平,則接觸不良會(huì)使電容器出現(xiàn)間歇開路。在使用上,過(guò)機(jī)械應(yīng)力有可能使電容開路。

6、電參數(shù)惡化

①電容量下降與損耗增大

鋁電解電容器的電容量在工作早期緩慢下降,這是由于負(fù)荷過(guò)程中工作電解液不斷修補(bǔ)并增厚陽(yáng)極氧化膜所致。鋁電解電容器在使用后期,由于電解液耗損較多、溶液變稠,電阻率因黏度增大而上升,使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大,導(dǎo)致電容器損耗明顯增大。

同時(shí),黏度增大的電解液難于充分接觸經(jīng)腐蝕處理的凹凸不平鋁箔表面上的氧化膜層,這樣就使鋁電解電容器的極板有效面積減小,引起電容量急劇下降。這也是電容器使用壽命臨近結(jié)束的表現(xiàn)。

此外,如果工作電解液在低溫下黏度增大過(guò)多,也會(huì)造成損耗增大與電容量急劇下降的后果。在使用上過(guò)溫,過(guò)紋波電流都有可能使電容量下降與損耗增大。

②漏電流增加

漏電流增加往往導(dǎo)致鋁電解電容器失效。工藝水平低,氧化膜損傷與沾污嚴(yán)重,工作電解液配方不佳,原材料純度不高,電解液的化學(xué)性質(zhì)與電化學(xué)性質(zhì)難以長(zhǎng)期穩(wěn)定,鋁箔純度不高,雜質(zhì)含量多等等這些因素均可能造成漏電流超差失效。鋁電解電容器中氯離子沾污嚴(yán)重,漏電流導(dǎo)致沾污部位氧化膜分解,造成穿孔,促使電流進(jìn)一步增大??傊?,鋁箔中金屬雜質(zhì)的存在,會(huì)使鋁電解電容器漏電流增大,從而縮短電容器的壽命.在使用上過(guò)壓等有可能使電容的漏電流增加。

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