Korkeajännitteisten keraamisten kondensaattorien halkeamat voidaan yleensä luokitella kolmeen luokkaan. Näitä kondensaattoreita käytettäessä saattaa ilmetä murtumia, mikä usein hämmentää monia asiantuntijoita. Nämä kondensaattorit testattiin oston aikana jännitteen, hajoamiskertoimen, osittaisen purkauksen ja eristysvastuksen suhteen, ja kaikki läpäisivät testit. Kuitenkin kuuden kuukauden tai vuoden käytön jälkeen joidenkin korkeajännitteisten keraamisten kondensaattoreiden havaittiin murtuneen. Ovatko nämä murtumat itse kondensaattoreiden vai ulkoisten ympäristötekijöiden aiheuttamia?
Yleisesti ottaen korkeajännitteisten keraamisten kondensaattorien halkeaman voidaan katsoa johtuvan seuraavista kolme mahdollisuutta:
Ensimmäinen mahdollisuus on lämpöhajoamisen. Kun kondensaattoreita altistetaan hetkellisille tai pitkittyneille suurtaajuuksisille ja suurvirtaisille työolosuhteille, keraamiset kondensaattorit voivat tuottaa lämpöä. Vaikka lämmöntuottonopeus on hidas, lämpötila nousee nopeasti, mikä johtaa lämpöhajoamiseen korkeissa lämpötiloissa.
Toinen mahdollisuus on kemiallinen hajoaminen. Keraamisten kondensaattoreiden sisäisten molekyylien välillä on rakoja, ja kondensaattorin valmistusprosessin aikana saattaa ilmetä vikoja, kuten halkeamia ja tyhjiä paikkoja (mahdolliset vaarat huonompien tuotteiden tuotannossa). Pitkällä aikavälillä jotkut kemialliset reaktiot voivat tuottaa kaasuja, kuten otsonia ja hiilidioksidia. Kun nämä kaasut kerääntyvät, ne voivat vaikuttaa ulompaan kapselointikerrokseen ja luoda rakoja, mikä johtaa halkeamiin.
Kolmas mahdollisuus on ionien hajoaminen. Korkeajännitteiset keraamiset kondensaattorit luottavat ioneihin, jotka liikkuvat aktiivisesti sähkökentän vaikutuksen alaisena. Kun ionit joutuvat pitkäaikaiseen sähkökenttään, niiden liikkuvuus lisääntyy. Liiallisen virran tapauksessa eristekerros voi vaurioitua, mikä voi johtaa rikkoutumiseen.
Yleensä nämä viat ilmenevät noin kuuden kuukauden tai jopa vuoden kuluttua. Huonolaatuisten valmistajien tuotteet voivat kuitenkin epäonnistua jo kolmen kuukauden kuluttua. Toisin sanoen näiden korkeajännitteisten keraamisten kondensaattorien käyttöikä on vain kolmesta kuukaudesta yhteen vuoteen! Siksi tämäntyyppiset kondensaattorit eivät yleensä sovellu kriittisiin laitteisiin, kuten älyverkkoihin ja suurjännitegeneraattoreihin. Älyverkkoasiakkaat vaativat yleensä kondensaattoreita kestämään 20 vuotta.
Kondensaattorien käyttöiän pidentämiseksi voidaan harkita seuraavia ehdotuksia:
1)Vaihda kondensaattorin dielektrinen materiaalis. Esimerkiksi piirit, jotka alun perin käyttivät X5R:tä, Y5T:tä, Y5P:tä ja muuta luokan II keramiikkaa, voidaan korvata luokan I keramiikalla, kuten N4700. N4700:lla on kuitenkin pienempi dielektrisyysvakio, joten N4700:lla valmistetuilla kondensaattoreilla on suuremmat mitat samalla jännitteellä ja kapasitanssilla. Luokan I keramiikka eristysvastusarvot ovat yleensä yli kymmenen kertaa korkeammat kuin luokan II keramiikka, mikä tarjoaa paljon vahvemman eristyskyvyn.
2)Valitse kondensaattorivalmistajat, joilla on paremmat sisäiset hitsausprosessit. Tämä koskee keraamisten levyjen tasaisuutta ja virheettömyyttä, hopeapinnoitteen paksuutta, keraamisten levyjen reunojen täyteyttä, johtojen tai metalliliittimien juottamisen laatua ja epoksipinnoitteen kapseloinnin tasoa. Nämä yksityiskohdat liittyvät kondensaattoreiden sisäiseen rakenteeseen ja ulkonäön laatuun. Paremman ulkonäön omaavilla kondensaattoreilla on yleensä parempi sisäinen valmistus.
Käytä kahta kondensaattoria rinnakkain yhden kondensaattorin sijaan. Tämä mahdollistaa alun perin yhden kondensaattorin kantaman jännitteen jakamisen kahdelle kondensaattorille, mikä parantaa kondensaattorien yleistä kestävyyttä. Tämä menetelmä kuitenkin lisää kustannuksia ja vaatii enemmän tilaa kahden kondensaattorin asentamiseen.
3) Erittäin korkeajännitteisille kondensaattoreille, kuten 50 kV, 60 kV tai jopa 100 kV, perinteinen yhden keraamisen levyn integroitu rakenne voidaan korvata kaksikerroksisella keraamisella levysarjalla tai rinnakkaisrakenteella. Tämä käyttää kaksikerroksisia keraamisia kondensaattoreita jännitteenkestävyyden parantamiseksi. Tämä tarjoaa riittävän korkean jännitemarginaalin ja mitä suurempi jännitemarginaali on, sitä pidempi on kondensaattoreiden ennustettava käyttöikä. Tällä hetkellä vain HVC-yritys voi saavuttaa korkeajännitteisten keraamisten kondensaattorien sisäisen rakenteen kaksikerroksisilla keraamisilla levyillä. Tämä menetelmä on kuitenkin kallis ja sen tuotantoprosessin vaikeus on korkea. Tarkempia tietoja saat HVC-yhtiön myynti- ja suunnittelutiimistä.
