Çfarë shkakton me të vërtetë shpërthime të kondensatorit elektrolitik? Një vështrim teknik pse kondensatorët e mëdhenj 'Blow Up '

Në pajisjet elektronike dhe sistemet e energjisë, kondensatorët - veçanërisht llojet e mëdha elektrolitike - janë përbërës thelbësorë për ruajtjen e energjisë. Zakonisht ato funksionojnë në heshtje, duke stabilizuar qarqet. Megjithatë, në kushte të caktuara, këta elementë në dukje të padëmshëm mund të shndërrohen në 'bomba të rrezikshme', duke shpërthyer dhunshëm. Ngjarje të tilla jo vetëm që dëmtojnë pajisjet, por edhe paraqesin rreziqe serioze për sigurinë personale - ashtu si incidenti i fundit që përfshin shpërthime të kondensatorit në mbi 40 makina pastrimi TTI. Pra, çfarë i shkakton këto shpërthime dhe sa të rrezikshme janë ato?

I. Shkaku rrënjësor: Humbja e kontrollit të presionit të brendshëm

Për të kuptuar pse shpërthejnë kondensatorët, së pari duhet të shikojmë strukturën e tyre. Merrni si shembull kondensatorin elektrolitik të aluminit të aluminit:

Struktura e brendshme : Ai përmban dielektrik letre të njomur në elektrolit, sanduiç midis dy petë alumini (anodë dhe katodë), të gjitha të mbyllura në një shtresë alumini.

Parimi i punës : Kur ngarkohet, një shtresë e oksidit izolues ultra i hollë formon në petë anodë, e cila është thelbësore për ruajtjen e energjisë elektrike.

Pika e shkaktimit për shpërthim : Elektroliti i mbyllur vlon kur nxehet, duke gjeneruar gaz që rrit me shpejtësi presionin e brendshëm derisa të shpërthejnë vargjet - të ngjashme me një tenxhere me presion me valvula të bllokuara të sigurisë.

Ii. Shkaqet specifike të ngritjes së presionit (shkakton për shpërthim)

Disa kushte të zakonshme mund të shkaktojnë mbinxehje, gjenerimin e gazit dhe shpërthimin eventual:

Mbingarkesa - Shkaku më i zakonshëm : Kur voltazhi tejkalon vlerën e vlerësuar të kondensatorit, shtresa e oksidit dielektrik prishet, duke shkaktuar një qark të shkurtër. Rryma e lartë e qarkut të shkurtër menjëherë ngroh elektrolitin, duke prodhuar gazra (kryesisht hidrogjen) dhe presion në rritje të shpejtë deri sa të këpusni prishjen e zorrës.

Polariteti i kundërt : Kondensatorët elektrolitikë janë polarizuar. Nëse lidhen në të kundërt, reaksionet e brendshme kimike prishen, duke çuar në rrjedhë të lartë të rrymës, gjenerimin e shpejtë të nxehtësisë dhe gazit, dhe shpërthim të mundshëm - veçanërisht të zakonshëm gjatë mirëmbajtjes ose zëvendësimit.

Mbinxehja : jetëgjatësia e kondensatorit dhe performanca janë shumë të ndjeshme ndaj temperaturës. Temperatura e lartë e ambientit ose rryma e tepërt e shiritit mund të shkaktojë rritje të shpejtë të temperaturës.

Plakja dhe dështimi : Me kalimin e kohës, elektroliti gradualisht thahet, duke rritur rezistencën ekuivalente të serisë (ESR). Kjo çon në humbje më të lartë të energjisë dhe nxehtësi nën të njëjtën rrymë, duke përshpejtuar dështimin.

Defektet e prodhimit : Nënshkrimi i dobët, elektroliti i kontaminuar ose burrs e brendshme mund të shkaktojnë dështim të parakohshëm edhe në kushte normale të funksionimit.

Iii Rreziqet e fshehura të shpërthimeve të kondensatorit

Një shpërthim kondensatori është më shumë sesa thjesht një 'pop ' - ajo sjell rreziqe të shumta:

Dëmtimi fizik i shpërthimit : Shtresa e metaleve mund të copëtohet në shkurre me shpejtësi të lartë të aftë për të depërtuar në objekte të brishta dhe të shkaktojë dëmtim serioz.

Rreziku i zjarrit : Shkëndija nga shpërthimi mund të ndez gazrat e ndezshëm (p.sh., hidrogjenin) dhe materiale të tjera brenda pajisjes.

Korrozioni kimik : Elektroliti është shpesh shumë gërryes dhe toksik. Kur të nxirret, mund të dëmtojë në mënyrë të pakthyeshme bordet e qarkut dhe përbërësit, ose të shkaktojë djegie të rënda kimike në lëkurë dhe sy.

Dëmtimi i pajisjeve sekondare : Kondensatorët e shpërthimit mund të shkatërrojnë të gjithë bordin e qarkut, me shkurre dhe elektrolite që shkurtojnë përbërës të tjerë kritikë, duke çuar në dështimin e plotë të pajisjes dhe riparimet e kushtueshme.

Përfundim

Në thelb të saj, një shpërthim i madh i kondensatorit rezulton nga një humbje e kontrollit termik dhe presion të shkaktuar nga mbitensioni, polariteti i kundërt, mbinxehja ose faktorë të tjerë. Nuk është thjesht një dështim i komponentit - është një ngjarje komplekse sigurie që përfshin shpërthim fizik, gërryerje kimike dhe rrezik nga zjarri.

Megjithatë, zgjidhja më themelore mund të qëndrojë në rimendimin e vetë dizajnit: minimizimin ose eleminimin e nevojës për kondensatorë të mëdhenj elektrolitikë. Me përparime të shpejta teknologjike, zgjidhjet 'pa kondensatorë' po bëhen një prirje kryesore në elektronikën e energjisë, duke nxitur zhvillimin e furnizimeve me energji elektrike që janë më efikase, kompakte dhe të sigurta.