Шта стварно изазива експлозије електролитних кондензатора? Технички поглед зашто велики кондензатори 'експлодирају '

На електронским уређајима и системима напајања, кондензатори - посебно велике електролитичке врсте - су основне компоненте за складиштење енергије. Обично раде тихо, стабилизујући кругове. Ипак, под одређеним условима, ови наизглед безопасни елементи могу се претворити у опасне 'бомбе, ' експлодирају насилно. Такви догађаји не само да оштете опрему, већ и представљају озбиљне ризике за личну сигурност - баш као и недавни инцидент који укључује експлозије кондензатора у преко 40 машина за чишћење ТТИ. Па, шта изазива ове експлозије и колико су опасни?

И. Корен узрок: Губитак интерне контроле притиска

Да бисмо разумели зашто кондензатори експлодирају, прво морамо да погледамо њихову структуру. Узмите заједнички алуминијски електролитски кондензатор као пример:

Унутрашња структура : садржи папир диелектрични натопљени електролитом, сендвичи између две алуминијске фолије (аноде и катоде), све запечаћене у алуминијумском кућишту.

Принцип рада : Када се наплаћује, ултра танки изолациони оксидни слој формира се на аноде фолији, који је кључан за складиштење електричне енергије.

Триггер Поинт за експлозију : Заптивени електролит кључа када је загреван, генерисани гас који брзо повећава унутрашњи притисак све док кућиште не пукне кућиште - слично као шпорет под притиском са блокираним сигурносним вентилима.

ИИ. Специфични узроци накупљања притиска (окидачи за експлозију)

Неколико уобичајених услова може проузроковати прегревање, генерисање гаса и евентуалне експлозије:

Преколтаж - Најчешћи узрок : Када напон прелази оцену кондензатора, слој диелектричног оксида се разбија, узрокујући кратак круг. Висок струја кратког споја одмах загрева електролит, производећи гасове (углавном водоник) и брзо све већи притисак до пуцања кућишта.

Обрнута поларитет : електролитички кондензатори су поларизовани. Ако је повезан обрнутим, унутрашњим хемијским реакцијама су поремећене, што доводи до високих протока струје, брзог стварања топлоте и гаса и потенцијалне експлозије - посебно уобичајено током одржавања или замене.

Прегревање : животни век капацитета и перформансе су веома осетљиви на температуру. Висока температура околине или прекомерна струја рикови могу проузроковати брзи пораст температуре.

Старење и неуспех : Временом се електролит постепено суши, повећавајући еквивалентну серијску отпорност (ЕСР). То доводи до већег губитка снаге и топлоте под истим тренутним, убрзаним неуспехом.

Производња оштећења : лоша заптивање, контаминирани електролит или унутрашња бурка могу проузроковати преурањени неуспех чак и у нормалним радним условима.

ИИИ. Скривене опасности од експлозија кондензатора

Експлозија кондензатора је више од само а 'поп ' - доноси више опасности:

Оштећења физичке експлозије : Кућиште метала може се фрагментирати у шрапнел велике брзине који може да продире крхке објекте и проузрокује озбиљне повреде.

Опасност од пожара : Искре из експлозије могу запалити запаљиве гасове (нпр. Водоник) и друге материјале унутар уређаја.

Хемијска корозија : електролит је често веома корозиван и токсичан. Када се избаце, може неповратно оштетити плоче и компоненте, или узроковати озбиљне хемијске опекотине на кожу и очи.

Средња оштећења опреме : Експлодирање кондензатора може уништити целу плочу, са шрапнелом и електролитом који скраћују остале критичне компоненте, што доводи до потпуног квара уређаја и скупо поправке.

Закључак

У свом језгру, велика експлозија кондензатора резултат је губитка термичке и контроле притиска покренута превладавањем, обрнутом поларитетом, прегревањем или другим факторима. То није само неуспех компонената - то је сложен безбедносни догађај који укључује физичку експлозију, хемијску корозију и ризик од пожара.

Ипак, најосновније решење може да лежи у преиспитивању самог дизајна: минимизирање или уклањање потребе за великим електролитичким кондензаторима. Са брзим технолошким напретком, 'Цонпецацитор ' решења постају кључни тренд електричне енергије, вођење развоја снабдевања енергијом који су ефикаснији, компактнији и сигурнији.