元器件开路
电容器开路后,没有电容器的作用。不同电路中的电容器出现开路故障后,电路的具体故障现象不同。如滤波电容开路后出现交流声,耦合电容开路后无声等。
故障现象:电容器两极短路
故障原因
1、未通电,1击穿,电容器内部短路。
2、未通电正常,通电后击穿,电容器外部连线短路。
修理方法
1、更换新元器件。
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元器件开路
电容器开路后,没有电容器的作用。不同电路中的电容器出现开路故障后,电路的具体故障现象不同。如滤波电容开路后出现交流声,耦合电容开路后无声等。
故障现象:电容器两极短路
故障原因
1、未通电,1击穿,电容器内部短路。
2、未通电正常,通电后击穿,电容器外部连线短路。
修理方法
1、更换新元器件。
2、电容器外部连线短路,检查短路点,断开。
运行中的电容器的维护和保养
(1)电容器应有值班人员,应做好设备运行情况记录。
(2)对运行的电容器组的外观巡视检查,应按规程规定每天都要进行,如发现箱壳膨胀应停止使用,以免发生故障。
(3)检查电容器组每相负荷可用安培表进行。
(4)电容器组投入时环境温度不能-40℃,运行时环境温度1小时,平均不超过+40℃,2小时平均不得超过+30℃,及一年平均不得超过+20℃。如超过时,应采用人工冷却(安装风扇)或将电容器组与电网断开。
(5)安装地点的温度检查和电容器外壳上热点温度的检查可以通过水1银温度计等进行,并且做好温度记录(特别是夏季)。
(6)电容器的工作电压和电流,在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。
(7)接上电容器后,将引起电网电压升高,特别是负荷较轻时,在此种情况下,应将部分电容器或全部电容器从电网中断开。
(8)电容器套管和支持绝缘子表面应清洁、无破损、无放电痕迹,电容器外壳应清洁、不变形、无渗油,电容器和铁架子上面不应积满灰尘和其他脏东西。
(9)必须仔细地注意接有电容器组的电气线路上所有接触处(通电汇流排、接地线、断路器、熔断器、开关等)的可靠性。因为在线路上一个接触处出了故障,甚至螺母旋得不紧,都可能使电容器早期损坏和使整个设备发生事故。
(10)如果电容器在运行一段时间后,需要进行耐压试验,则应按规定值进行试验。
(11)对电容器电容和熔丝的检查,每个月不得少于一次。在一年内要测电容器的tg 2~3次,目的是检查电容器的可靠情况,每次测量都应在额定电压下或近于额定值的条件下进行。
(12)由于继电器动作而使电容器组的断路器跳开,此时在未找出跳开的原因之前,不得重新合上。
(13)在运行或运输过程中如发现电容器外壳漏油,可以用锡铅焊料钎焊的方法修理。
高频低阻抗化
对于中小输出功率开关电源的工作频率除少数因价格限制而仍采用20~40kHz外,大多数均在50kHz以上;DC/DC电源模块大多在300kHz以上;大功率开关电源的开关频率受主开关(一般采用IGBT)的开关速度限制而一般在20~40kHz。自举升压电容利用其储能来提升电路由某的电位,使其电位值高于为该点供电的电源电压。
尽管开关频率有所不同,但是开关电源的输出整流滤波电容器的作用基本相同,主要是通过利用滤波电容器吸收开关频率及其高次谐波频率的电流分量而滤除其纹波电压分量。
在开关电源输出端用的滤波电容,与工频电路中选用的滤波电容并不一样,在工频电路中用作滤波的普通电解电容器,其上的脉动电压频率仅有100Hz,充放电时间是毫秒数量级,为获得较小的脉动系数,需要的电容量高达数十万微法,因而一般低频用普通铝电解电容器制造目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。但这两种材料本身十分昂贵,生产相对困难,实现大规模应用不大容易。
在开关稳压电源中作为输出滤波用的电解电容器,由于大多数的开关电源工作在方波或矩形波的状态,含有及其丰富的高次谐波电压与电流,其上锯齿波电压的频率高达数十千赫,甚至数十兆赫,它的要求和低频应用时不同,电容量并不是主要指标,衡量它好坏的则是它的阻抗频率特性,如图3所示。而某种型号、同一设计的电容器确定后其ESR的变化规律也基本确定,无法通过对ESR的控制提高纹波电流能力。
用于开关稳压电源输出整流的电解电容器,要求其阻抗频率特性在300kHz甚至500kHz时仍不呈现上升趋势。在切断电源并对电容器放电后,行外部检查,如套管的外部有无闪络痕迹、外壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等,然后用绝缘摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。电解电容器ESR较低,能有效地滤除开关稳压电源中的高频纹波和尖峰电压。而普通电解电容器在100kHz后就开始呈现上升趋势,用于开关电源输出整流滤波效果相对较差。
通过实验可发现,普通CDII型中4700μF,16V电解电容器,用于开关电源输出滤波的纹波与尖峰并不比CD03HF型4700μF,16V高频电解电容器的低,同时普通电解电容器温升相对较高。高温、长寿命化在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。当负载为突变情况时,用普通电解电容器的瞬态响应远不如高频电解电容器。
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