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铝电解电容器的击穿是由于阳极氧化铝介质膜破裂,导致电解液与阳极直接接触。氧化铝膜可能由于各种材料工艺或环境条件而局部损坏。在外加电场的作用下,工作电解液提供的氧离子可以在受损部位重新形成氧化膜,从而对阳极氧化膜进行填充和修复。但如果受损部位有杂质离子或其他缺陷,使修复工作无法完善,阳极氧化膜上会留下微孔,甚至会变成通孔,造成铝电解电容器击穿。
另外,随着使用和存放时间的增加,电解液中的溶剂逐渐消耗和挥发,使溶液的酸值升高,并在存放过程中腐蚀氧化膜。同时,由于电解质的老化和干燥,在电场的作用下无法再提供氧离子来修复氧化膜,从而失去自愈效果一旦氧化膜受损,就会导致电容器击穿。
工艺缺陷也是铝电解电容器击穿的主要原因。比如铆接工艺不好,引出箔片上的毛刺会严重刺伤氧化膜,刺伤处的漏电流很大,局部过热会导致电容器产生热击穿。超温过纹波电流或过机械应力都可能导致电容器在使用中击穿失效。
铝电解电容器烧毁一般由以下原因引起:①正负极铝电解电容器是一种具有正负极的电容器如果在安装铝电解电容器时正负极连接不正确,电容器就会烧坏;②耐压不足当电压超过铝电解电容器本身的耐压时,电容器就会烧坏;3不合格部分厂家生产的铝电解电容器不合格,也可能导致电容器烧毁。
铝电解电容器长时间在高温或潮热环境下工作时,阳极引出箔受到电化学腐蚀而断裂,可能发生开路故障。对于高压和大容量电容器来说,有许多这样的故障模式。
此外,铆接阳极引出箔和阳极箔后,如果它们不够平整,接触不良将导致电容器间歇性开路。在使用中,过大的机械应力可能会使电容器开路。
铝电解电容器在运行初期电容下降缓慢,这是由于负载时工作电解液对阳极氧化膜的不断修复和增厚造成的。在铝电解电容器使用的后期,由于电解液消耗较多、当溶液变稠时,由于粘度增加,电阻率增加,使工作电解液的等效串联电阻增大,导致电容器损耗明显增加。
同时,粘度增加的电解液在腐蚀处理后难以与凹凸不平的铝箔表面的氧化膜充分接触,减少了铝电解电容器极板的有效面积,造成电容急剧下降。这也是电容器使用寿命即将结束的表现。
此外,如果低温下工作电解液粘度增加过多,也会导致损耗增加,电容急剧下降。在使用中,过温和过纹波电流会降低电容并增加损耗。
漏电流的增加往往导致铝电解电容器的失效。工艺水平低氧化膜损伤和污染严重工作电解液配方不良原料纯度低电解液化学和电化学性能难以长期稳定铝箔纯度低杂质含量高等等都有可能造成漏电流超差失效。
铝电解电容器中氯离子污染严重,漏电流导致污染部位氧化膜分解,造成穿孔,进一步增大了电流。总之,铝箔中金属杂质的存在会增加铝电解电容器的漏电流,从而缩短电容器的寿命.过压可能会增加使用中电容器的漏电流。