Vết nứt của tụ gốm điện áp cao thường có thể được phân thành ba loại. Trong quá trình sử dụng các tụ điện này, có thể xảy ra hiện tượng đứt gãy, điều này thường khiến nhiều chuyên gia bối rối. Những tụ điện này đã được kiểm tra điện áp, hệ số tản nhiệt, phóng điện cục bộ và điện trở cách điện trong quá trình mua và tất cả đều vượt qua các bài kiểm tra. Tuy nhiên, sau sáu tháng hoặc một năm sử dụng, một số tụ gốm cao thế được phát hiện bị nứt. Những vết nứt này là do chính tụ điện hay do các yếu tố môi trường bên ngoài gây ra?
Nói chung, vết nứt của tụ gốm điện áp cao có thể được quy cho những nguyên nhân sau: ba khả năng:
Khả năng đầu tiên là phân hủy nhiệt. Khi tụ điện phải chịu điều kiện làm việc ở tần số cao và dòng điện cao tức thời hoặc kéo dài, tụ gốm có thể tạo ra nhiệt. Tốc độ sinh nhiệt tuy chậm nhưng nhiệt độ tăng nhanh dẫn đến phân hủy nhiệt ở nhiệt độ cao.
Khả năng thứ hai là suy thoái hóa học. Có những khoảng trống giữa các phân tử bên trong của tụ gốm và các khuyết tật như vết nứt và lỗ rỗng có thể xảy ra trong quá trình sản xuất tụ điện (mối nguy hiểm tiềm ẩn khi sản xuất các sản phẩm kém chất lượng). Về lâu dài, một số phản ứng hóa học có thể tạo ra các loại khí như ozone và carbon dioxide. Khi các khí này tích tụ, chúng có thể tác động đến lớp bao bọc bên ngoài và tạo ra các khoảng trống, dẫn đến nứt vỡ.
Khả năng thứ ba là sự phân hủy ion. Tụ gốm điện áp cao dựa vào các ion chuyển động tích cực dưới tác động của điện trường. Khi các ion chịu tác dụng của điện trường kéo dài, độ linh động của chúng tăng lên. Trong trường hợp dòng điện quá lớn, lớp cách điện có thể bị hư hỏng, dẫn đến hỏng hóc.
Thông thường, những hư hỏng này xảy ra sau khoảng sáu tháng hoặc thậm chí một năm. Tuy nhiên, sản phẩm từ nhà sản xuất kém chất lượng có thể bị hỏng chỉ sau ba tháng. Nói cách khác, tuổi thọ của những tụ gốm điện áp cao này chỉ từ ba tháng đến một năm! Do đó, loại tụ điện này thường không phù hợp với các thiết bị quan trọng như lưới điện thông minh và máy phát điện cao áp. Khách hàng của lưới điện thông minh thường yêu cầu tụ điện có tuổi thọ 20 năm.
Để kéo dài tuổi thọ của tụ điện, có thể xem xét các đề xuất sau:
1)Thay thế vật liệu điện môi của tụ điệnS. Ví dụ: các mạch ban đầu sử dụng X5R, Y5T, Y5P và gốm sứ Loại II khác có thể được thay thế bằng gốm sứ Loại I như N4700. Tuy nhiên, N4700 có hằng số điện môi nhỏ hơn, do đó tụ điện được làm bằng N4700 sẽ có kích thước lớn hơn cho cùng điện áp và điện dung. Gốm sứ loại I thường có giá trị điện trở cách điện cao hơn gốm sứ loại II hơn mười lần, mang lại khả năng cách nhiệt mạnh hơn nhiều.
2)Chọn nhà sản xuất tụ điện có quy trình hàn bên trong tốt hơn. Điều này liên quan đến độ phẳng và độ hoàn hảo của tấm gốm, độ dày của lớp mạ bạc, độ đầy đủ của các cạnh tấm gốm, chất lượng hàn của dây dẫn hoặc đầu nối kim loại cũng như mức độ đóng gói của lớp phủ epoxy. Những chi tiết này liên quan đến cấu trúc bên trong và chất lượng bề ngoài của tụ điện. Tụ điện có chất lượng bề ngoài tốt hơn thường có quy trình sản xuất bên trong tốt hơn.
Sử dụng hai tụ điện song song thay vì một tụ điện. Điều này cho phép điện áp ban đầu do một tụ điện sinh ra được phân phối giữa hai tụ điện, cải thiện độ bền tổng thể của tụ điện. Tuy nhiên, phương pháp này làm tăng chi phí và cần nhiều không gian hơn để lắp đặt hai tụ điện.
3) Đối với các tụ điện có điện áp cực cao, chẳng hạn như 50kV, 60kV hoặc thậm chí 100kV, cấu trúc tích hợp tấm gốm đơn truyền thống có thể được thay thế bằng loạt tấm gốm hai lớp hoặc cấu trúc song song. Điều này sử dụng tụ gốm hai lớp để tăng cường khả năng chịu được điện áp. Điều này cung cấp biên độ điện áp đủ cao và biên độ điện áp càng lớn thì tuổi thọ dự đoán được của tụ điện càng dài. Hiện nay chỉ có công ty HVC mới đạt được cấu trúc bên trong của tụ gốm cao áp sử dụng tấm gốm hai lớp. Tuy nhiên, phương pháp này tốn kém và gặp khó khăn trong quá trình sản xuất. Để biết chi tiết cụ thể vui lòng liên hệ đội ngũ bán hàng và kỹ thuật của công ty HVC.
