การแตกร้าวของตัวเก็บประจุเซรามิกไฟฟ้าแรงสูงโดยทั่วไปสามารถแบ่งได้เป็นสามประเภท ในระหว่างการใช้งานตัวเก็บประจุเหล่านี้ อาจเกิดการแตกหัก ซึ่งมักจะสร้างปริศนาให้กับผู้เชี่ยวชาญหลายคน ตัวเก็บประจุเหล่านี้ได้รับการทดสอบแรงดันไฟฟ้า ปัจจัยการกระจาย การคายประจุบางส่วน และความต้านทานของฉนวนในระหว่างการซื้อ และผ่านการทดสอบทั้งหมด อย่างไรก็ตาม หลังจากใช้งานไปหกเดือนหรือหนึ่งปี พบว่าตัวเก็บประจุเซรามิกแรงสูงบางตัวมีรอยแตกร้าว การแตกหักเหล่านี้เกิดจากตัวตัวเก็บประจุเองหรือปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมภายนอกหรือไม่

 

โดยทั่วไปการแตกร้าวของตัวเก็บประจุเซรามิกแรงสูงมีสาเหตุดังต่อไปนี้ ความเป็นไปได้สามประการ:

 

ความเป็นไปได้ประการแรกคือ การสลายตัวด้วยความร้อน. เมื่อตัวเก็บประจุอยู่ภายใต้สภาวะการทำงานที่มีความถี่สูงและกระแสสูงทันทีหรือเป็นเวลานาน ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกอาจสร้างความร้อนได้ แม้ว่าอัตราการสร้างความร้อนจะช้า แต่อุณหภูมิก็สูงขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่งผลให้เกิดการสลายตัวเนื่องจากความร้อนที่อุณหภูมิสูง

 

ความเป็นไปได้ประการที่สองคือ การย่อยสลายทางเคมี. มีช่องว่างระหว่างโมเลกุลภายในของตัวเก็บประจุเซรามิก และข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกและช่องว่างอาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตตัวเก็บประจุ (อันตรายที่อาจเกิดขึ้นในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่ด้อยคุณภาพ) ในระยะยาว ปฏิกิริยาเคมีบางอย่างอาจทำให้เกิดก๊าซ เช่น โอโซนและคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อก๊าซเหล่านี้สะสม พวกมันอาจส่งผลกระทบต่อชั้นห่อหุ้มด้านนอกและสร้างช่องว่าง ส่งผลให้เกิดการแตกร้าว

 

ความเป็นไปได้ประการที่สามคือ การสลายตัวของไอออน. ตัวเก็บประจุเซรามิกแรงสูงอาศัยไอออนที่เคลื่อนที่อย่างแข็งขันภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า เมื่อไอออนตกอยู่ภายใต้สนามไฟฟ้าเป็นเวลานาน ความคล่องตัวของพวกมันจะเพิ่มขึ้น ในกรณีที่มีกระแสไฟฟ้ามากเกินไป ชั้นฉนวนอาจได้รับความเสียหาย ทำให้เกิดการแตกหักได้

 

โดยปกติแล้วความล้มเหลวเหล่านี้จะเกิดขึ้นหลังจากผ่านไปประมาณหกเดือนหรือหนึ่งปี อย่างไรก็ตาม ผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตที่มีคุณภาพต่ำอาจล้มเหลวหลังจากผ่านไปเพียงสามเดือน กล่าวอีกนัยหนึ่ง อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุเซรามิกแรงสูงเหล่านี้อยู่ที่เพียงสามเดือนถึงหนึ่งปี! ดังนั้นตัวเก็บประจุประเภทนี้โดยทั่วไปจึงไม่เหมาะกับอุปกรณ์ที่สำคัญ เช่น สมาร์ทกริดและเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง ลูกค้าสมาร์ทกริดมักต้องการให้ตัวเก็บประจุมีอายุการใช้งาน 20 ปี

 

เพื่อยืดอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุ ให้พิจารณาข้อเสนอแนะต่อไปนี้:

 

1)เปลี่ยนวัสดุอิเล็กทริกของตัวเก็บประจุส. ตัวอย่างเช่น วงจรเดิมที่ใช้ X5R, Y5T, Y5P และเซรามิก Class II อื่นๆ สามารถแทนที่ด้วยเซรามิก Class I เช่น N4700 ได้ อย่างไรก็ตาม N4700 มีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกน้อยกว่า ดังนั้นตัวเก็บประจุที่สร้างด้วย N4700 จะมีขนาดที่ใหญ่กว่าสำหรับแรงดันไฟฟ้าและความจุเท่ากัน โดยทั่วไปเซรามิกคลาส I จะมีค่าความต้านทานของฉนวนสูงกว่าเซรามิกคลาส II ถึงสิบเท่า ซึ่งให้ความสามารถในการเป็นฉนวนที่แข็งแกร่งกว่ามาก

 

2)เลือกผู้ผลิตตัวเก็บประจุที่มีกระบวนการเชื่อมภายในที่ดีกว่า. สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความเรียบและไม่มีตำหนิของแผ่นเซรามิก ความหนาของการชุบเงิน ความสมบูรณ์ของขอบแผ่นเซรามิก คุณภาพของการบัดกรีตะกั่วหรือขั้วต่อโลหะ และระดับของการห่อหุ้มเคลือบอีพ็อกซี่ รายละเอียดเหล่านี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างภายในและคุณภาพรูปลักษณ์ของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุที่มีคุณภาพรูปลักษณ์ดีกว่ามักจะมีการผลิตภายในที่ดีกว่า

 

ใช้ตัวเก็บประจุสองตัวขนานกันแทนที่จะใช้ตัวเก็บประจุตัวเดียว ซึ่งช่วยให้แรงดันไฟฟ้าที่เดิมเกิดจากตัวเก็บประจุตัวเดียวสามารถกระจายไปยังตัวเก็บประจุสองตัวได้ ช่วยเพิ่มความทนทานโดยรวมของตัวเก็บประจุ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้จะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นและต้องใช้พื้นที่มากขึ้นในการติดตั้งตัวเก็บประจุสองตัว

 

3) สำหรับตัวเก็บประจุแรงดันสูงมาก เช่น 50kV, 60kV หรือแม้แต่ 100kV โครงสร้างแบบบูรณาการแผ่นเซรามิกเดี่ยวแบบดั้งเดิมสามารถแทนที่ด้วยชุดแผ่นเซรามิกสองชั้นหรือโครงสร้างแบบขนาน ใช้ตัวเก็บประจุเซรามิกสองชั้นเพื่อเพิ่มความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้า ซึ่งให้ระยะขอบแรงดันไฟฟ้าที่สูงเพียงพอ และยิ่งระยะขอบแรงดันไฟฟ้ามีขนาดใหญ่ อายุการใช้งานของตัวเก็บประจุที่คาดการณ์ได้ก็จะนานขึ้น ปัจจุบัน มีเพียงบริษัท HVC เท่านั้นที่สามารถบรรลุโครงสร้างภายในของตัวเก็บประจุเซรามิกแรงสูงโดยใช้แผ่นเซรามิกสองชั้น อย่างไรก็ตามวิธีนี้มีค่าใช้จ่ายสูงและมีความยุ่งยากในกระบวนการผลิตสูง หากต้องการรายละเอียดเฉพาะ โปรดปรึกษาทีมขายและวิศวกรของบริษัท HVC