說說電力電容器爆炸原因及預(yù)防措施以及電容品質(zhì)優(yōu)劣與爆漿分析
在低壓電力系統(tǒng)中，使用電力電容器是為了提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無功損耗。電力電容器在運(yùn)行_中發(fā)生損壞甚至爆炸的事故時(shí)有發(fā)生，輕則損壞配電設(shè)備，重則破壞建筑物并引起火災(zāi)。
下面分析其原因并提出預(yù)防措施。
爆炸原因
單個(gè)電力電容器由三個(gè)電容器連接成△形，裝在變壓器油的密封容器中，頂端引出三個(gè)接線端子，如圖l所示。圖中C是由一組電容器(兩只、三只或更多)并接而成。
設(shè)A、B相間某一電容器被擊穿(見圖2)。圖2是A、B相間的等效電路。其R為被擊穿電容的等效電阻。由于電容器的擊穿是一個(gè)逐漸的過程，等效電阻R是一個(gè)可變的動態(tài)電阻。電容器擊穿過程中，電容會產(chǎn)生焦耳熱，焦耳熱的表達(dá)式為Q=I2Rt=U(AB)平方/Rt=380平方/Rt(J)。
因R動態(tài)電阻是由大變小，時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電容有過大的漏電流或擊穿時(shí)，電容器在很短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生很大的熱能，這些熱能使電容器內(nèi)的油分解產(chǎn)生大量氣體，這時(shí)電容器殼體承受不了這種劇烈增大的壓力，造成殼體損壞甚至爆炸。這是主要原因。
其次，電容器作為功率因數(shù)補(bǔ)償，電容器的投退量與系統(tǒng)有關(guān)。若頻繁操作時(shí)，來電的電壓極洼正好與電容組殘留電荷極性相反，會產(chǎn)生很大電流，這也是電容器損壞的原因。
預(yù)防措施
1.正常情況下，每組相電容器通過的電流有效值為I=V/WC，可根據(jù)電流量的大小，按1.5～2倍，配以快速熔斷器。若電容被擊穿，則快速熔斷器會熔化而切斷電源，保護(hù)電容器不會繼續(xù)產(chǎn)生熱量。
2.在補(bǔ)償柜上每相安裝電流表，保證每相電流相差不超過±5%，若發(fā)現(xiàn)不平衡，立即退出運(yùn)行，檢查電容器。
3.監(jiān)視電容器的溫升情況。
4.加強(qiáng)對電容器組的巡檢。
電容器偏電流過大通常有如下現(xiàn)象：電容器的引出線套管部位發(fā)生滲油;電容器鼓肚。有些電容沒有滲油，便會發(fā)生鼓肚現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)上述情況，則電容器應(yīng)退出運(yùn)行，以防爆炸。
電容器損壞一般易發(fā)生在夏天高溫期，在這段時(shí)間內(nèi)，更應(yīng)加強(qiáng)巡視。
說說電力電容器爆炸原因及預(yù)防措施以及電容品質(zhì)優(yōu)劣與爆漿分析
1.電容容量越大越好。
很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補(bǔ)償?shù)哪芰υ綇?qiáng)。且不說電容容量的增大帶來的體積變大，增加成本的同時(shí)還影響空氣流動和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感，電容放電回路會在某個(gè)頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn)，電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小，補(bǔ)充能量的效果也最好。但當(dāng)頻率超過諧振點(diǎn)時(shí)，放電回路的阻抗開始增加，電容提供電流能力便開始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補(bǔ)償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來說，電容越大越好的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，一般的電路設(shè)計(jì)中都有一個(gè)參考值的。
2.同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好，
耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個(gè)重要參數(shù)，對于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固定時(shí)候，容量越大，ESR越低。在板卡設(shè)計(jì)中采用多個(gè)小電容并連多是出與PCB空間的限制，這樣有的人就認(rèn)為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，采用多個(gè)小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。
3.ESR越低，效果越好。
結(jié)合我們上面的提高的供電電路來說，對于輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對容量的要求，對ESR的要求可以適當(dāng)?shù)慕档汀Ｒ驗(yàn)檩斎腚娙葜饕悄蛪海浯问俏誐OSFET的開關(guān)脈沖。對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR電容會引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時(shí)會導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計(jì)中，這里一般有一個(gè)參考值，此作為元件選用參數(shù)，避免消振電路而導(dǎo)致成本的增加。
4.好電容代表著高品質(zhì)。
“唯電容論”曾經(jīng)盛極一時(shí)，一些廠商和媒體也刻意的把這個(gè)事情做成一個(gè)賣點(diǎn)。在板卡設(shè)計(jì)中，電路設(shè)計(jì)水平是關(guān)鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商采用四相供電更穩(wěn)定的產(chǎn)品一樣，一味的采用高價(jià)電容，不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個(gè)產(chǎn)品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無意的夸大。
電容爆漿之面面談
爆漿的種類：
分兩類，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。
對于輸入電容來說，就是我是說的C1，C1對由電源接收到的電流進(jìn)行過濾。
輸入電容爆漿和電源輸入電流的品質(zhì)有關(guān)。過多的毛刺電壓，峰值電壓過高，電流不穩(wěn)定等都使電容過于充放電過于頻繁，長時(shí)間處于這類工作環(huán)境下的電容，內(nèi)部溫度升高很快。超過泄爆口的承受極限就會發(fā)生爆漿。
對于輸出電容來說，就我說的C2，對經(jīng)電源模塊調(diào)整后的電流進(jìn)行濾波。此處電流經(jīng)過一次過濾，比較平穩(wěn)，發(fā)生爆漿的可能性相對來說小了不少。但如果環(huán)境溫度過高，電容同樣容易發(fā)生爆漿。
爆，報(bào)也。
采用垃圾東西自然要爆，報(bào)應(yīng)啊。
欲知過去因者，見其現(xiàn)在果；欲知未來果者，見其現(xiàn)在因。
爆漿的原因：
電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩(wěn)波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。
我們知道電容有一個(gè)重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是電容內(nèi)部電解液的沸點(diǎn)。當(dāng)電容的內(nèi)部溫度達(dá)到電解液的沸點(diǎn)時(shí)，電解液開始沸騰，電容內(nèi)部的壓力升高，當(dāng)壓力超過泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說溫度是導(dǎo)致電容爆漿的直接原因。
電容設(shè)計(jì)使用壽命大約為2萬小時(shí)，受環(huán)境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實(shí)驗(yàn)證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會減半。主要原因就是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時(shí)間退化失效，這樣電容壽命終結(jié)。
為了保證電容的穩(wěn)定性，電容在插板前要經(jīng)過長時(shí)間的高溫環(huán)境的測試。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個(gè)小時(shí)。同時(shí)，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題，而不是設(shè)計(jì)壽命到達(dá)之后就發(fā)生爆漿。只是無法保證電容的設(shè)計(jì)的容量標(biāo)準(zhǔn)。
所以，短時(shí)期內(nèi)，正常使用的板卡電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是電容品質(zhì)問題。
另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生電容爆漿的情況。比如熱插拔電腦配件也會導(dǎo)致板卡局部電路電流、電壓的劇烈變化，從而引發(fā)電容使用故障。
