電容失效分析常見的故障現(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： ·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)材料的老化;電介質(zhì)的電化學(xué)擊穿;在高濕度或低氣壓環(huán)境下極間邊緣飛弧;在機(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)在制造過程中機(jī)械損傷;介質(zhì)材料分子結(jié)構(gòu)的改變以及外加電壓高于額定值等。
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)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)的干涸或凍結(jié);在機(jī)械應(yīng)力作用下電解質(zhì)和電介質(zhì)之間的瞬時(shí)開路等。
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)的揮發(fā)和變稠;電極的電解腐蝕或化學(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，因而會產(chǎn)生一種或幾種失效模式和失效機(jī)理，還會有一種失效模式導(dǎo)致另外失效模式或失效機(jī)理的發(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、加速電參數(shù)退化，又會促使電場強(qiáng)度下降，加速介質(zhì)擊穿的早日到來，而且這些應(yīng)力的影響程度還是時(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、工作應(yīng)力等諸因素等有密切關(guān)系。 電容器出現(xiàn)擊穿故障非常容易發(fā)現(xiàn)，但對于有多個元件并聯(lián)的情況，要確定具體的故障元件卻較為困難。電容器開路故障的確定可通過將相同型號和容量的電容與被檢測電容并聯(lián)，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。
電解電容器的檢查。將萬用表置于電阻擋，量程視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 擋;測量容量大、耐壓低的電解電容，量程應(yīng)位于R × 1 k W 擋。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，表針的退回速度慢，說明容量足。
②充電電流小，表針上升速度慢，放電時(shí)間短，表針的退回速度快，說明容量小、質(zhì)量差。
③充電電流為零，表針不動，說明電解電容器已經(jīng)失效。
④放電到最后，表針退回到終了時(shí)指示的阻值大，說明絕緣性能好，漏電小。
⑤放電到最后，表針退回到終了時(shí)指示的阻值小，說明絕緣性能差，漏電嚴(yán)重。 容量為1mF 以上的一般電容器檢查。可用萬用表電阻擋(R × 1 0 k W)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。對容量大的電容，表針擺動明顯;對容量小的電容，表針擺動不明顯。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。如從第二次起每碰一次表針都擺動一下，則說明此電容器有漏電。如接連幾次碰時(shí)表針均不動，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。
容量為1 mF 以下的電容器檢查?？梢允褂脭?shù)字萬用表的電容測量擋較為準(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，只能用歐姆擋檢查它是否擊穿短路。用好的相同容量的電容器與被懷疑的電容器并聯(lián)，檢查它是否開路。
電容器參數(shù)的精確測量。單個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。
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