Тема 2.3 Надежность конденсаторов.

Основными факторами, определяющими изменение параметров конденсаторов, а так же их отказы, являются: электрический режим, температура, влажность и время работы.

Во многих случаях постепенное изменение параметров конденсатора в широких пределах не нарушает нормального функционирования аппаратуры. Основное значение имеют скачкообразные, внезапные изменения их свойств, приводящие к нарушению работоспособности или отказу. Обычно отказ возникает в результате пробоя конденсатора или при нарушении контакта, который является результатом накапливающихся необратимых изменений в диэлектрике. В твердом диэлектрике различают следующие виды пробоев:

- Электрический – возникает при кратковременном приложении высокого напряжения. При этом свободные электроны, имеющиеся в диэлектрике, приобретают большие скорости, и число их лавинообразно растет.

- Ионизационный – происходит из-за наличия остаточных воздушных включений в порах диэлектрика или между диэлектриком и обкладками. Это приводит к разрушению диэлектрика и образованию областей с ухудшенными свойствами. Существенную роль играет выбор режима по напряжению и материалов для пропитки.

- Тепловой наблюдается при длительном функционировании и действии напряжения, связан с выделением тепла в результате прохождения токов проводимости и потерь.

- Электрохимический определяется электрохимическими процессами в диэлектрике при действии постоянного напряжения и повышенной температуры. Ионы, появляющиеся в диэлектрике, вступают во взаимодействие с материалом обкладок, а ионы металлов, накапливаясь на обкладках, образуют проводящие нити в толще диэлектрика.

Определяющую роль играет напряжение:

• напряжение пробоя U_пр позволяет конденсатору работать лишь в течение нескольких секунд, затем происходит выход из строя;

• испытательное напряжение U_ис конденсатор должен выдерживать в течение небольшого промежутка времени до 1 мин.

• при номинальном напряжении U_ном конденсатор должен работать до 200000час.

Чтобы полнее охарактеризовать типы конденсаторов, введем понятие диэлектрической абсорбции, которая характеризует свойство конденсатора сохранять некоторый заряд после кратковременного замыкания его обкладок. Коэффициент абсорбции:

К_а = U₂ / U₁ *100%, где

U₁ – напряжение на обкладках конденсатора до их замыкания;

U₂ – напряжение, восстановившееся на обкладках, через 3 мин, после того как он был закорочен на 5 с.