|
Применение и эксплуатация конденсаторов
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ФАКТОРЫ И ИХ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КОНДЕНСАТОРЫ
Эксплуатационная надежность
конденсаторов в аппаратуре во многом определяется воздействием
комплекса факторов, которые по своей природе можно разделить на
следующие группы:
электрические нагрузки (напряжение,
ток, реактивная мощность, частота переменного тока);
климатические
нагрузки (температура и влажность окружающей среды, атмосферное
давление, биологические факторы и т. д.)
механические нагрузки (вибрация,
удары, постоянно действующее ускорение, акустические шумы);
радиационные воздействия (поток нейтронов, гамма-лучи, солнечная
радиация и др.).
Под воздействием указанных
факторов происходит изменение параметров конденсаторов. В
зависимости от вида и длительности нагрузки уходы параметров
складываются из обратимого (временного) и необратимого изменений.
Обратимые изменения
параметров вызываются кратковременным воздействием нагрузок, не
приводящих к изменению свойств конструкционных материалов и
проявляющихся лишь в условиях воздействия нагрузок. После снятия
нагрузки параметры конденсаторов, принимают значения, близкие к
начальным.
КЛИМАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ
Температура и влажность окружающей среды являются важнейшими
факторами, влияющими на надежность, долговечность и сохраняемость
конденсаторов. Длительное воздействие повышенной температуры
вызывает старение диэлектрика, в результате чего параметры
конденсаторов претерпевают необратимые изменения. Предельно
допустимая температура для конденсаторов ограничивается заданием
максимальной положительной температуры окружающей среды и величиной
электрической нагрузки. Применение конденсаторов в условиях,
превышающих эти ограничения, недопустимо, так как может вызвать
резкое ухудшение параметров (снижение сопротивления изоляции и
электрической прочности, уменьшение емкости, увеличение тока и
тангенса угла потерь), нарушение герметичности спаев, ухудшение
изоляционных и защитных свойств органических покрытий и заливочных
материалов, а в ряде случаев может привести к полной потере
работоспособности конденсаторов.
Наряду с внешней
температурой на конденсаторы в составе аппаратуры может
дополнительно воздействовать теплота, выделяемая другими сильно
нагревающимися при работе аппаратуры изделиями (мощные генераторные
и модуляторные лампы, резисторы и т. п.).
Тепловое воздействие на
конденсаторы может быть как непрерывным, так и периодически
изменяющимся. Резкое изменение температуры может вызвать
механические напряжения в разнородных материалах, нарушение
герметичности паяных соединений, появление трещин, зазоров в деталях
конденсаторов.
Для многих типов
конденсаторов в условиях низких температур характерно снижение
емкости, особенно у оксидных и керамических конденсаторов типа 2.
У оксидных конденсаторов
при низких температурах увеличивается тангенс угла потерь. Все типы
оксидных конденсаторов с жидким или пастообразным электролитом при
температурах ниже 60°С практически неработоспособны из-за резкого
снижения емкости и увеличения тангенса угла потерь.
При эксплуатации
конденсаторов в условиях сверхнизких температур (до минус 180° С) за
счет повышения хрупкости ряда конструкционных материалов возможно
ухудшение механической прочности конденсаторов.
С ростом температуры
окружающей среды напряжение на конденсаторе должно снижаться. В
условиях повышенной влажности на электрические характеристики
конденсаторов влияет как пленка воды, образующаяся на поверхности (процесс
адсорбции), так и внутреннее поглощение влаги
диэлектриком (процесс сорбции). Для герметизированных конденсаторов
характерны только адсорбционные процессы. У конденсаторов, не
имеющих вакуумноплотной герметизации, возможно также внутреннее
проникновение влаги.
Длительное воздействие
повышенной влажности наиболее сильно сказывается на изменении
параметров негерметизированных конденсаторов. Наименьшую
влагостойкость имеют негерметизированные бумажные и металлобумажные,
а также слюдяные спрессованные конденсаторы. Проникновение влаги
внутрь конденсаторов снижает сопротивление изоляции (особенно при
повышенных температурах) и электрическую
прочность, увеличивает тангенс угла потерь и емкость. Особенно
опасно для негерметизированных конденсаторов одновременное
длительное воздействие повышенной влажности и электрической нагрузки.
При этом у керамических конденсаторов с открытым междуэлектродным
зазором возможно снижение сопротивления изоляции или электрический
пробой за счет миграции ионов металла обкладок (особенно серебра) по
торцу конденсатора, а у металлобумажных конденсаторов разрушение
обкладок, за счет процессов электролиза. После пребывания
конденсаторов в нормальных климатических условиях (особенно после
подсушки) адсорбированная влага удаляется и герметизированные
конденсаторы практически полностью восстанавливает свои параметры.
Кроме непосредственного
влияния на электрические характеристики конденсаторов влага вызывает
коррозию металлических деталей и контактной арматуры конденсаторов,
облегчает условия развития различных плесневых грибков. Появление
плесени может вызвать обесцвечивание и разрушение защитных покрытий
и маркировки, ухудшение изоляционных свойств органических материалов,
способствует образованию слоя влаги на конденсаторах.
В морских районах вредное
влияние влаги усиливается за счет присутствия в атмосфере солей,
входящих в состав морской воды, что увеличивает электропроводность
увлажненных поверхностей, изоляционных материалов, облегчает условия
электролиза и коррозии металлов.
В промышленных районах
конденсируемая на поверхности конденсаторов влага может содержать
растворы сернистых и других агрессивных соединений, усиливающих
вредное действие влаги.
При снижении внешней
температуры внутри блоков аппаратуры могут создаваться условия,
благоприятные для образования инея и выпадения росы. Воздействие
инея и росы практически не сказывается на работоспособности
низковольтных конденсаторов. Однако наличие влаги на поверхности
конденсаторов при выпадении росы может увеличить поверхностную
проводимость и привести к снижению сопротивления изоляции, а у
высоковольтных конденсаторов — к снижению электрической прочности.
После испарения росы электрические характеристики конденсаторов
восстанавливаются. Время восстановления зависит от габаритов,
конструкции, теплоемкости и других характеристик изделия. Полностью
сохраняют работоспособность при воздействии инея и росы
конденсаторы с оксидным диэлектриком.
Конденсаторы не
подвергаются непосредственному воздействию солнечной радиации,
атмосферных осадков, песка и пыли. Однако пыль и песок способствуют
коррозии металлических деталей и развитию плесени, а попадая в
зазоры между трущимися частями подстроечных конденсаторов, ускоряют
их износ.
Повышенное (до 3 атм)
давление не оказывает существенного влияния на работу конденсаторов.
В условиях низкого давления снижается электрическая прочность
воздушного промежутка и создаются условия для пробоев и перекрытия.
Для избежания пробоев и перекрытия при пониженном атмосферном
давлении необходимо снижать напряжение на конденсаторе. Кроме того,
при пониженном атмосферном давлении ухудшается отвод теплоты от
конденсатора, а в условиях глубокого вакуума (давление менее 1,3-106
Па) возможна сублимация (испарение) твердых материалов. В условиях
низкого давления у негерметичных оксидных конденсаторов с жидким
или пастообразным электролитом за счет испарения легко летучих
компонентов происходит, интенсивная потеря электролита, что резко
снижает срок их службы. Ухудшение механической прочности B
эластичности органических материалов узла уплотнения за счет
сублимации увеличивает скорость потери электролита.
|
Сегодня, когда активно развивается торговля через интернет, амперметр М381 купить можно онлайн.
|
