يمكن عمومًا تصنيف صدع المكثفات الخزفية عالية الجهد إلى ثلاث فئات. أثناء استخدام هذه المكثفات، قد تحدث كسور، الأمر الذي غالبًا ما يحير العديد من الخبراء. تم اختبار هذه المكثفات من حيث الجهد الكهربي وعامل التبديد والتفريغ الجزئي ومقاومة العزل أثناء عملية الشراء، وقد اجتازت جميعها الاختبارات. ومع ذلك، بعد ستة أشهر أو سنة من الاستخدام، وجد أن بعض المكثفات الخزفية ذات الجهد العالي قد تشققت. فهل هذه الكسور سببها المكثفات نفسها أم عوامل بيئية خارجية؟

 

بشكل عام، يمكن أن يعزى تشقق المكثفات الخزفية ذات الجهد العالي إلى ما يلي ثلاثة احتمالات:

 

الاحتمال الأول هو التحلل الحراري. عندما تتعرض المكثفات لظروف عمل ذات تردد عالٍ وتيار عالٍ لحظية أو طويلة، فقد تولد المكثفات الخزفية حرارة. وعلى الرغم من أن معدل توليد الحرارة بطيء، إلا أن درجة الحرارة ترتفع بسرعة، مما يؤدي إلى التحلل الحراري عند درجات الحرارة المرتفعة.

 

الاحتمال الثاني هو التحلل الكيميائي. توجد فجوات بين الجزيئات الداخلية للمكثفات الخزفية، وقد تحدث عيوب مثل الشقوق والفراغات أثناء عملية تصنيع المكثف (مخاطر محتملة في إنتاج منتجات رديئة). وعلى المدى الطويل، يمكن لبعض التفاعلات الكيميائية أن تنتج غازات مثل الأوزون وثاني أكسيد الكربون. عندما تتراكم هذه الغازات، فإنها يمكن أن تؤثر على طبقة التغليف الخارجية وتخلق فجوات، مما يؤدي إلى التشقق.

 

الاحتمال الثالث هو انهيار الأيونات. تعتمد المكثفات الخزفية عالية الجهد على الأيونات التي تتحرك بنشاط تحت تأثير المجال الكهربائي. عندما تتعرض الأيونات لمجال كهربائي طويل، تزداد حركتها. في حالة وجود تيار زائد، يمكن أن تتلف الطبقة العازلة، مما يؤدي إلى انهيارها.

 

عادةً ما تحدث هذه الإخفاقات بعد حوالي ستة أشهر أو حتى سنة. ومع ذلك، قد تفشل المنتجات من الشركات المصنعة ذات الجودة الرديئة بعد ثلاثة أشهر فقط. وبعبارة أخرى، فإن العمر الافتراضي لهذه المكثفات الخزفية ذات الجهد العالي هو من ثلاثة أشهر إلى سنة واحدة فقط! ولذلك، فإن هذا النوع من المكثفات غير مناسب عمومًا للمعدات الحيوية مثل الشبكات الذكية ومولدات الجهد العالي. عادةً ما يحتاج عملاء الشبكة الذكية إلى مكثفات تدوم لمدة 20 عامًا.

 

لإطالة عمر المكثفات، يمكن النظر في الاقتراحات التالية:

 

1)استبدل المادة العازلة للمكثفس. على سبيل المثال، يمكن استبدال الدوائر التي تستخدم في الأصل X5R وY5T وY5P وغيرها من أنواع السيراميك من الفئة II بسيراميك من الفئة الأولى مثل N4700. ومع ذلك، فإن N4700 لديه ثابت عازل أصغر، لذلك فإن المكثفات المصنوعة من N4700 سيكون لها أبعاد أكبر لنفس الجهد والسعة. يتمتع سيراميك الفئة الأولى بشكل عام بقيم مقاومة للعزل أعلى بعشر مرات من سيراميك الفئة الثانية، مما يوفر قدرة عزل أقوى بكثير.

 

2)اختر الشركات المصنعة للمكثفات التي تتمتع بعمليات لحام داخلية أفضل. يتضمن ذلك استواء الألواح الخزفية وخلوها من العيوب، وسمك الطلاء الفضي، وامتلاء حواف الألواح الخزفية، وجودة لحام الخيوط أو الأطراف المعدنية، ومستوى تغليف طلاء الإيبوكسي. ترتبط هذه التفاصيل بالهيكل الداخلي وجودة مظهر المكثفات. عادةً ما تتمتع المكثفات ذات جودة المظهر الأفضل بتصنيع داخلي أفضل.

 

استخدم مكثفين على التوازي بدلاً من مكثف واحد. وهذا يسمح بتوزيع الجهد الذي يتحمله مكثف واحد في الأصل بين مكثفين، مما يحسن المتانة الإجمالية للمكثفات. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تزيد من التكاليف وتتطلب مساحة أكبر لتركيب مكثفين.

 

3) بالنسبة للمكثفات ذات الجهد العالي للغاية، مثل 50 كيلو فولت، 60 كيلو فولت، أو حتى 100 كيلو فولت، يمكن استبدال الهيكل التقليدي المتكامل للوحة الخزفية الفردية بسلسلة ألواح خزفية مزدوجة الطبقة أو هيكل متوازي. يستخدم هذا مكثفات سيراميكية مزدوجة الطبقة لتعزيز قدرة تحمل الجهد. وهذا يوفر هامش جهد عالي بما فيه الكفاية، وكلما زاد هامش الجهد، كلما زاد العمر المتوقع للمكثفات. حاليًا، شركة HVC هي الوحيدة القادرة على تحقيق الهيكل الداخلي للمكثفات الخزفية عالية الجهد باستخدام ألواح سيراميك مزدوجة الطبقة. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة مكلفة ولها صعوبة كبيرة في عملية الإنتاج. للحصول على تفاصيل محددة، يرجى استشارة فريق المبيعات والهندسة لشركة HVC.