高压陶瓷电容器失效的原因及解决方法
高压陶瓷电容器的裂纹一般可分为三类。 这些电容器在使用过程中可能会出现断裂的情况，这常常困扰着许多专家。 这些电容器在购买时均进行了电压、损耗因数、局部放电、绝缘电阻等测试，全部合格。 然而，使用六个月或一年后，发现一些高压陶瓷电容器出现裂纹。 这些断裂是电容器本身造成的还是外部环境因素造成的？
一般来说，高压陶瓷电容器的裂纹可归因于以下几种原因 三种可能：
第一种可能是 热分解。 当电容器承受瞬时或长时间的高频大电流工作条件时，陶瓷电容器可能会发热。 虽然发热速度慢，但温度上升很快，导致高温下热分解。
第二种可能是 化学降解。 陶瓷电容器内部分子之间存在间隙，在电容器制造过程中可能会出现裂纹、空洞等缺陷（生产劣质产品的潜在危害）。 从长远来看，一些化学反应会产生臭氧和二氧化碳等气体。 当这些气体积聚时，它们会影响外封装层并产生间隙，从而导致裂纹。
第三种可能是 离子击穿。 高压陶瓷电容器依赖于在电场影响下主动移动的离子。 当离子受到长时间的电场作用时，它们的迁移率会增加。 如果电流过大，绝缘层会被损坏，导致击穿。
通常，这些故障会在大约六个月甚至一年后发生。 然而，质量差的厂家生产的产品可能只用了三个月就失效了。 也就是说，这些高压陶瓷电容的寿命只有三个月到一年！ 因此，此类电容器一般不适合智能电网、高压发电机等关键设备。 智能电网客户通常要求电容器的使用寿命为 20 年。
为了延长电容器的使用寿命，可以考虑以下建议：
1)更换电容器的介质材料s。 例如，原来使用X5R、Y5T、Y5P等II类陶瓷的电路可以替换为N4700等I类陶瓷。 然而，N4700 的介电常数较小，因此在相同电压和电容的情况下，用 N4700 制成的电容器将具有更大的尺寸。 I类陶瓷的绝缘电阻值一般比II类陶瓷高十倍以上，绝缘能力更强。
2)选择内部焊接工艺较好的电容器厂家。 这涉及到陶瓷板的平整度和无瑕疵、镀银的厚度、陶瓷板边缘的丰满度、引线或金属端子的焊接质量以及环氧涂层封装的水平。 这些细节关系到电容器的内部结构和外观质量。 外观质量较好的电容器通常内部制造较好。
并联使用两个电容器而不是单个电容器。 这使得原本由单个电容器承担的电压可以分布在两个电容器之间，从而提高了电容器的整体耐用性。 然而，这种方法增加了成本并且需要更多的空间来安装两个电容器。
3）对于极高压电容器，如50kV、60kV，甚至100kV， 传统的单层陶瓷板集成结构可以用双层陶瓷板串联或并联结构代替。 它利用双层陶瓷电容器来增强耐压能力。 这提供了足够高的电压裕度，并且电压裕度越大，电容器的可预测寿命越长。 目前，只有HVC公司能够实现采用双层陶瓷板的高压陶瓷电容器的内部结构。 但该方法成本高，生产工艺难度高。 具体详情请咨询HVC公司销售和工程团队。
