浅析薄膜电容器使用常见故障和解决方法

reasonant-j

薄膜电容器由于具有很多优良的特性，无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异（频率响应宽广），而且介质损失很小。因此薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。薄膜电容器的电流运转是很有规律的，而在使用薄膜电容器的时候我们会发现电流出现不正常的情况，这个时候我们该如何处置这个问题呢。

+ \; B: l& c$ u8 V( L薄膜电容器容易出现的故障
. }' B8 T8 ^" K* \7 x! {, M3 G
薄膜电容器类似于制造铝电解电容器的方法制造并极化，然而它们的贮藏时间不受限制，可长时间在无直流极性条件下工作。瞬时反电压一般不会损坏电容器，而铝电解电容是不同的。
; Y% S! V4 ~* [1 \1 X  Q& W
0 }, z& ]- y. D4 U" Y实际应用中并不一定总有直流偏置电压。非极性钽电容器也能制造，但价格较贵，而且贮藏后不一定用。如果两个相同的钽电容器背靠背地串联，就可以得到非极性电容。总的电容量为每个串联电容的一半，即C／2。

一只良好性能的薄膜电容器在接通电源的瞬间，万用表的表针应有较大摆幅；薄膜电容器容量越大，其表针的摆幅也越大，摆动后，表针能逐渐返回零位。假如电容器在电源接通的瞬间，万用表的指针不摆动，则说明电容器失效或断路；若表针一直指示电源电压而不作摆动，表明电容器已被击穿短路；若表针摆动正常，但不返回零位，说明电容器有漏电流现象。

! j# @2 l$ Z) V5 j8 g一、范围内电流选用不当
% V0 w5 g$ k- W0 ~; D$ F" @
  Z' l& q! e1 ]& a8 g3 p范围内电流选用不当，产生较多的位置是直流维持和简谐振动部份。本质需要的电流值假如比薄膜电容器允许经过的电流值大，则会形成薄膜电容发热影响，长远高温作业，引起薄膜电容使用年限大大下降，严重的可能炸裂乃至是着火燃烧。在配置试验中，允许通过专属的电流探头或另外方法，测量一下实质需求的峰值电流，继而调动电容器的参数。可通过配置在功率退化测验中，勘测一下薄膜电容的温升，依据薄膜电容的温升允许参数来鉴定薄膜电容器的采选是否适合。

: W" j* J1 D' |/ h2 U6 Z! J二、导线连接方式不当
. ~9 K; F) ]4 d: k5 c
导线连接方式不当，关键产生在薄膜电容多只并联电路运用中。因为接线方法，走线间隔不同等原因，引起每个并联的薄膜电容在电子回路中分流不相同。表现在多个并联的薄膜电容，每个的温升都不相同。部分位置的薄膜电容温升太高，产生摧毁的意外。所以，必要对薄膜电容的并联行使进行适当的布线和连接，尽可能要做到平均，提升薄膜电容的使用年限。

- V" @7 V# P+ s; S6 R5 a& E0 }三、超出规定的范围电压
! _* ]9 C8 @% n0 M
6 n3 h$ N& I; ?0 a超出规定的范围电压，产生最多的方面是简谐振动部分。开发人员应当依照配置的使用功率，输入电压，电路拓扑，负荷磁导率，电子回路Q因子等参数当作综合思考后作初步打算。等到样机开始达到条件后，实质勘测一下配置在输出功率期间，薄膜电容器两边的电峰值，串联谐振等参数，进一步判断所采用的薄膜电容器型号和参数是否准确。

笔墨电容器故障及解决方案案列分析

我曾经在400V开关空使用了PGJ1－5型无功功率补偿屏，屏内装有BCMJ型并联电容器10只，每只额定输出16kVar， 额定电压0． 4kV， 额定电流25A， 温度类別－25C／45C接法。对这两次事故原因作了认真的分析和彻底的处理。
7 I  Y: y) X+ K0 E
故障原因

环境温度高

本无功功率补偿屏安装于400V开关空内，室内共有8台开关柜，而面积仪30m2，其对面是SZ7－800kVA 35kV／0．4变压器室，整体通风条件差，炎热的交天开关室内温度高达48C以k，由此可见环境温度过高是引起电容爆炸的原因之一一。 补偿屏应移至单一通风控制室，并应在电容器外党上贴示蜡片（示温片），值班人员可以从显示的温度来问接地监视电容介质温度。
7 \7 v% @' i3 d- a8 y% L
' p* x& ~' i, c电压极不稳定
0 a" w$ h5 H- _% |# }
我们从公式QC＝2π fCV2中可以看出：电容器的无功容量与电压的平方成正比。当电压降低时，电容器的无功容輦将按电乐的平方成正比地相应减少，即电容器的容量得不到充分利用。当运行电压升高时会使电容器的温升增加，甚至使电容器的热T衡破坏而引起电容器爆炸。因此因标规定：电容器允许在1．1倍额定电压下长期运行，但每24h内在1．15倍额定电压下运行的时间不得超过30min．
; i/ h) P# S) L" ]  ~
压极不稳定，电压波动范围为0． 9Ue － 1．15Ue （Ue为额定电压400V），谷期用电时常在450V左右，运行时间长达Th，这是造成电容爆炸烧坏原因之二。因SZ7－800kVA电源变乐器是有载调压变乐器，要解决这－问题只须设置一一台 KYT－2型有载调压控制器，投资不到一一千元就可以将电压始终控制为额定电压

2 A9 s5 s2 R+ n3 Y& L& K谐波电流的存在
2 x8 n# G, Y) _4 q1 b/ S% a; `
采用了大功率可探吐整流器作为回转密的直流电源与补偿屏并联运行。由于接入电网运行的可控硅装置，客观｜：起到了一一个高次谐波发生器的作用，会引起电路电压及电流的波形畸变。谐波电流的存在常使电容器发生异常的响声，严重时引起电容器膨胀，这是引起电容器保炸的原因之三。发生这种情况的主要原因是： （ 1）高次谐波电流叠加于基波电流，使电容器总电流增大： （2）某一高次谐波在系统感抗和电容器容抗之间引起并联谐振，使流入电容器的电流成信增长： （3）电容器内部对某一高次谐波发生局部串联谐振，从而引起过负荷。
/ u6 N% r! G! P3 I% P" M
处理措施

- V; p: X; i; q/ Y为了防止这些情况发生，可以在补偿电容器组的每相内串按一个空心电抗器来限制电流。使电容电路的合成电抗对于高次谐波而言，变为感性电抗。在高次谐被中，3次谐波因变压器的△连按而被短路，因此这是针对5次以1：谐波的措施。若选择串联电抗器的电抗使5次谐波谐振时，则5次谐波被短路，对5饮谐铍以上：的高次谐波，因电容回路变为电感性，所以波形被改善，从而根木上：消除了产生谐振的可能。防谐振串联空心电抗器的电抗可以通过计算得出：

即XL》49％XC
6 z7 v2 @( j  `- M7 s/ u4 P, o
9 G6 l( X: |7 \: r/ @7 U式中： L一－串联电抗器的电感， H：

6 J; B2 x. u( E- s+ g" P  u- h! d' {C一补偿电容器的容量，F：
+ Y- \% l! Y9 ^
XL一－串联电抗器的感抗，Q：

XC一一 补偿电容器的容抗， 0。
6 [% K& J& B9 x* c# s8 {  n
由此可知，串联电抗器的电抗约为容抗的4％以上：即可。因考虑到系统频率偏低，出现＄故时电容器容量减少，实际上：选用感抗为5％～ 6％XC。
+ U/ h1 ]' c/ l( |8 \7 F3 h) S

silenced

薄膜电容器容量越大，其表针的摆幅也越大，摆动后，表针能逐渐返回零位