四种检测交流电容器的方法
1、万用表检测法
对于O.01μF以上的固定电容器。可用万用表的R×1k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容的容量。测试操作时,先用两表笔任意触碰电容的两引脚,然后调换表笔再触碰一次,如果电容是好的,万用表指针会向右摆动一下,随即向左迅速返回无穷大位置。电容量越大,指针摆动幅度越大。如果反复调换表笔触碰电容两引脚,万用表指针始终不向右摆动,说明该电容的容量已**0.01μF或者已经消失。测量中,若指针向右摆动后不能再向左回到无穷大位置,说明电容漏电或已经击穿。
2、熔断器简易检测法
用熔断器(其熔丝的额定电流In由下式确定:IN=0.8/C(A),其中C是电容器的电容量)和待检测的电容器串联接在220V的交流电源上,如果熔断器的熔丝爆断,说明电容器内部已经短路。如果熔断器的熔丝不爆断,经过几秒钟的充电后,切断电源,用带绝缘把的螺丝刀把电容器的两较短路放电,有火花发生说明电容器是好的。反之,表示电容器的电容量已经变小或已经开路。用此法判断电容器的好坏应重复几次才能得到正确的结论。
3、泡和电容器串联检测法
把泡和电容器串联接在220V的交流电源上,如果泡的亮度比把它直接接在220V交流电源上暗一些,说明电容器是好的;如果泡不亮,说明待测电容器的内部已经断路;如果泡的亮度和它直接接在220V交流电源上的亮度一样,说明电容器的内部已经短路。
4、兆欧表检测法
也可用兆欧表(250V级)来进行检测。摇动手柄,如指针指在无穷大处,表示电容器内部断路;如指针指在零处,表示电容器内部短路。还可做电容器的通地试验,方法是:把兆欧表的接线柱分别接于电容器的接线端子和外壳。摇动手柄,如指针指在零处,表示电容器内部通地。
5、电容器电容量的测量
在没有仪表的情况下可用万用表测量电力电容器的电容量。具体方法是:用熔丝(其规格由电容器的电容量而定)和待测电容器串联接入220V交流电源上。用万用表的交流电压档测出电容器两端的电压U(V)。
用万用表的交流电流档测出通过电容器的电流I(mA)。因为I=U/XC而XC=1/(2πfC),其中f是交流电的频率。所以电容器的电容量=3.18×(I/U)(微法)。
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电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下的电荷储藏量,记为C,**单位是法拉(F)。一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容。
陶瓷电容器客户端耐压不良。
分析方法简述
(1)通过对NG样品、OK样品进行了外观光学检查、金相切片分析、SEM/EDS分析及模拟试验后,发现NG样品均存在明显的陶瓷-环氧界面脱壳,产生了气隙,此气隙的存在会严重影响电容的耐压水平。从测试结果,可以明显看到在陶瓷-环氧分离界面的裂缝位置存在明显的碳化痕迹,且碳化严重区域基本集中在边缘封装较薄区域,而OK样品未见明显陶瓷-环氧界面脱壳分离现象。
(2)NG样品与OK样品结构成分一致,未见结构明显异常。失效的样品是将未封样品经焊接组装灌胶,高温固化后组成单元模块进行使用的。取样品外封环氧树脂进行玻璃转化温度测试,发现未封样品的外封环氧树脂玻璃转化温度较低,怀疑因为灌胶的高温**过了陶瓷电容的环氧树脂封体的玻璃转化温度,达到了其粘流态,导致陶瓷基体和环氧界面脱粘产生气隙。随着环氧树脂固化冷却过程体积收缩,产生的内应力以余应力的形式保留在包封层中,并作用于陶瓷-环氧界面,劣化界面的粘结,此时的形变就很难恢复。然后在外部电场力(耐压加电测试)的作用下,在间隙路径上产生了弱点击穿。
提供的样品进行金相切片,NG样品环氧树脂封层和陶瓷基材分层明显,两电极间的裂缝通路上有碳化的痕迹,OK样品未见异常。
样品切片后,对剖切面进行SEM/EDS分析,NG样品环氧树脂和陶瓷基材分层明显,且有明显的碳化痕迹
失效模式分析
(1)在电场作用下,陶瓷电容器的击穿破坏遵循弱点击穿理论,而局部放电是产生弱点破坏的根源。除因温度冷热变化产生热应力导致开裂外,对于环氧包封型高压陶瓷电吞,无论是留边型还是满银型电容都存在着电极边缘电场集中和陶瓷-环氧的结合界面等比较薄弱的环节。环氧包封陶瓷电容器由于环氧树脂固化冷却过程体积收缩,产生的内应力以余应力的形式保留在包封层中,并作用于陶瓷-
环氧界面,劣化界面的粘结。在电场作用下,组成高压陶瓷电吞瓷体的钙钛矿型钛酸铁类陶瓷(SPBT)会发生电机械应力,产生电致应变。当环氧包封层的余应力较大时,二者联合作用较可能造成包封与陶瓷体之间脱壳,产生气隙,从而降低电压水平。
(2)介质内空洞:导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的**或无机污染、烧结过程控制不当等。空洞的产生较易导致漏电,而漏电又导致器件内局部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。该过程循环发生,不断恶化,导致其耐压水平降低。
(3)包封层环氧材料因素:一般包封层厚度越厚,包封层破坏所需的外力越高。在同样电场力和余应力的作用下,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生气隙较为困难。另外固化温度的影响,随着固化温度的提高,高压陶瓷电容的击穿电压会越高,因为高温固化时可以较快并有效地减少余应力。随着整体模块灌胶后固化的高温持续,当达到或**过陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度,达到了粘流态,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙,此时的形变就很难恢复,这种气隙会降低陶瓷电容的耐压水平。
(4)机械应力裂纹:陶瓷体本身属于脆性较高的材料,在产生和流转过程中较大的应力可能造成应力裂纹,导致耐压降低。常见的应力源有:工艺过程电路板流转操作;流转过程中的人、设备、重力等因素;元件接插操作;电路测试;单板分割;电路板安装;电路板定位柳接;螺丝安装等。
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