Selbstheilungsprozess und Mechanismusanalyse von Kondensatoren

Beim Betrieb metallisierter Kondensatoren kommt es aufgrund von dielektrischen Defekten oder Schwachstellen im Herstellungsprozess zu lokal auftretenden Hochstromüberschlägen auf der Platte. Die Energie dieses augenblicklich großen Stroms zerstört nicht die Isolierung des Mediums, sondern führt nur in einem sehr kleinen Bereich zu einer Reduzierung der Metallschicht der Platte, und der Prozess der Rückkehr in den normalen Betriebszustand wird Selbstheilung genannt. In diesem Artikel wird der Mechanismus des Selbstheilungsprozesses vorgestellt. Metallisierte Kondensatoren werden auf dem dielektrischen Material gebildet, indem die Oberfläche mithilfe einer Hochvakuumverdampfungsausrüstung beschichtet wird, um Kondensatorplatten zu bilden. Im Allgemeinen können Zink-Aluminium-Verbundmetallschichten auf Kondensatorpapier oder Folienmedien aufgedampft werden.

Die Dicke des Mediums beträgt im Allgemeinen einige Mikrometer und die Metallschicht ist extrem dünn. Es gibt keine Möglichkeit, die Dicke der Metallschicht zu messen. Die Dicke sollte in der Größenordnung von Angström liegen, dem kleinsten ZZ in der Längenmesseinheit. Da die Dicke der Zink-Aluminium-Aufdampfschicht sehr gleichmäßig ist, wird die Dicke durch Messung des Volumenwiderstands der Metallschicht während des Produktionsprozesses ausgedrückt. Aufgrund des gleichen Materialwiderstands und der gleichen Fläche ist der Durchgangswiderstand von der Dicke abhängig. Da es im lokalen Bereich des dielektrischen Materials des Kondensators Schwachstellen in der elektrischen Festigkeit geben kann, kann es auch zu mechanischen Traumata oder Verunreinigungen im Herstellungsprozess kommen.

Wenn der Kondensator arbeitet, entsteht ein lokaler Lichtbogen. Die Energie dieses Lichtbogenstoßes kann einen kleinen Bereich von Metallschichten um den Defekt herum verflüchtigen, reicht jedoch nicht aus, um das dielektrische Material aufzubrechen oder zu verkohlen. Das Medium behält weiterhin einen isolierenden Zustand bei. Aufgrund des extrem kleinen Bereichs der Metallverflüchtigung, so dass der ursprüngliche dielektrische Defektbereich von der Platte isoliert ist und der Verlust der Plattenfläche in einem kleinen Bereich eine sehr geringe Verringerung des Kapazitätswerts zur Folge hat, die ignoriert werden kann.

Der gesamte Kondensator kehrt in den normalen Betriebszustand zurück. Dieser Vorgang wird als Selbstheilung des Kondensators bezeichnet. Der Selbstheilungspunkt auf der metallisierten Kondensatorplatte und die Strukturdarstellung sind in der folgenden Abbildung dargestellt. Die Selbstheilungsfunktion ist ein einzigartiges Merkmal metallisierter Kondensatoren und Kondensatoren mit anderen Strukturen wie Elektrodenfolien verfügen nicht über diese Funktion.