工作笔记：对钽电容器电压浪涌过程中容易忽视的几个问题的思考
西安纵横机电控制技术有限责任公司负责技术的徐工，根据十几年研发、制造钽电容器测试设备的一些体会，整理了这篇工作笔记，请在公司网站www.zhjdkz.com“技术下载”菜单里阅读。恳请您指导并提出宝贵意见。概要如下:
《对钽电容器电压浪涌过程中容易忽视的几个问题的思考》
一.钽电容器电压浪涌过程中容易忽视的几个问题:
1.电压浪涌回路接触状态问题:
钽电容器电压浪涌回路接触良好,则浪涌电压就能真正可靠的施加于电容器二端。如果电压浪涌回路接触不好，比如：(1).浪涌电路板夹具与印制板插座之间接触不好。
(2).用于充、放电回路切换的继电器触点或开关接触不好。
(3).充、放电电阻性能变差或烧断。
(4).与充、放电回路有关的连接导线虚接(焊)或烧断等等。
以上这些都会影响电压浪涌的效果或根本就没有在钽电容器二端施加上浪涌电压，而操作者还认为已经施加上浪涌电压了。笔者亲眼所见，某支或多支的电压浪涌回路一直处于开路状态，却一直在进行着电压浪涌功能试验。可见，接触状态好坏的检测应该高度重视起来。
必须强制在电压浪涌回路增加接触状态好坏检测功能并且与电压浪涌设备的开启实现互锁，只有当电压浪涌回路接触状态检测良好之后，电压浪涌设备才允许开启和工作，以便保证浪涌电压真正施加于钽电容器二端。
2.电压浪涌回路浪涌电压幅值问题：
将浪涌电压施加于钽电容器回路，其根本目的是要检验钽电容器二端承受电压冲击的能力。要保证这个冲击能力不打折扣，一定要保证浪涌电压的幅值稳定并且不变化。但是由于钽电容器在充电瞬间呈现微分固有特性，即充电瞬间容抗几乎为零，亦即负载阻抗为零，对给提供浪涌电压的直流电源来说，理论上说输出电流应该为无穷大，而实际上输出内阻总是存在着，存在着输出内阻就会在内阻上产生压降。则此时的浪涌电压值就不是事先设定的浪涌电压值，而是事先设定的浪涌电压值减去内阻上的电压降值。可见，在电压浪涌瞬间，浪涌电压值下降了，承受冲击能力就会大打折扣，浪涌也就失去意义了。
要想办法解决浪涌电压幅值稳定的问题，以便在整个电压浪涌期间保证幅值不下降的浪涌电压施加于钽电容器二端。
3.钽电容器在电压浪涌过程中的漏电流问题：
反复将浪涌电压施加于钽电容器回路，给钽电容器二端反复电压冲击，是甄别钽电容器好坏的实用方法，能将那些处于临界状态或性能不稳定的产品剔除。故电压浪涌工序是产生不良品较多的工序。
一般情况下，钽电容器呈现不良状态都是以漏电流变大为先兆特征，然后趋向“短路状态”发展(再后就是炸裂和燃烧，最终烧成开路转态)。漏电流变大或呈现短路状态的最终结果就是流过电压浪涌回路的电流变大或聚增。这样会有如下后果：
(1).由于大电流的作用，烧坏充放电电阻及与充放电回路相关的印制板插座、切换电路中继电器触点、连接导线等。
(2). 由于大电流的作用，烧坏浪涌电路板夹具中的印制线和印制板插头等。
(3). 由于大电流的作用，对提供浪涌电压的直流电源形成强大冲击，造成直流电源损坏等。
(4).由于大电流的作用，直流电源出于保护自身不损坏，就会迫使直流电源由原本电压浪涌时的恒压状态转变为恒流状态，而这种转变的直接后果就是强迫“浪涌电压幅值下降”，这样就造成了与其一起浪涌的相邻的电容器的浪涌电压幅值下降，从而失去电压浪涌作用。
(5).由于大电流的作用，电容器通过大电流产生的热量导致电容器炸裂或燃烧。而电容器炸裂形成的火花飞溅或小片散落于现场操作人员身上，造成操作人员手和脸烫伤，衣服和裤子上烧成若干小洞。而电容器燃烧形成的烟雾，熏黑操作人员头发、脸、手等。
(6).由于大电流的作用,造成的电阻烧毁、印制线烧断、电容器炸裂或燃烧所产生的火苗或烟雾，就会熏黑或烧坏老炼箱内胆。也有可能引燃周围的物体,从而引起火灾。
要想办法增加漏电流检测功能，当电容器的漏电流刚刚超出允许的漏电流值时，就去切断这支电容器的电压浪涌回路，迫使这支电容器失去(退出)电压浪涌功能,上述现象就不会发生。
二.解决方案
1.
设计电压浪涌回路接触状态好坏检测电路。仅当电压浪涌回路接触状态良好,带有电压浪涌功能的设备才能开启和工作。否则报警提示。
2.
设计浪涌电压幅值稳定电路，以便在电压浪涌期间确保幅值不下降的浪涌电压施加于钽电容器二端。
3.
设计漏电流检测电路。当电容器的漏电流刚刚超出允许的漏电流值时，就切断这支电容器的电压浪涌回路，强迫这支电容器失去电压浪涌功能,以避免电压浪涌用直流电源由原本处于恒压状态而转变为恒流状态的可能。浪涌电压幅值不再下降，相邻钽电容器之间的电压浪涌不再受到影响。钽电容器炸裂或燃烧或产生的火花飞溅伤人或浪涌箱熏黑或浪涌电路板夹具烧坏等现象从源头上得到克服。
三. 西安纵横机电控制技术有限责任公司研制的《钽电容器电压浪涌试验设备》,充分体现了上述思想，并且是完全自主知识产权、自主研发的设备。截至目前为止，
已先后制造5套，有成功范例，技术在国内处于领先地位。
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2015.7.2
