电容失效的原因剖析

电容击穿的概念

电容的电介质承受的电场强度是有一定限度的，当被束缚的电荷脱离了原子或分子的束缚而参加导电，就破坏了绝缘性能，这一现象称为电介质的击穿。

电容器被击穿的条件

电容器被击穿的条件达到击穿电压。

击穿电压是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的介质将被击穿。额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低。电容器在不高于击穿电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的。

定义 PN 结发生临界击穿对应的电压为 PN 结的击穿电压 BV，BV 是衡量 PN 结可靠性与使用范围的一个重要参数，在 PN 结的其它性能参数不变的情况下，BV 的值越高越好。

一般电容击穿是开路还是短路?

一般电容击穿后则相当于短路，原因是当电容接在直流上时是看为开路，接在交流电上时看为短路，电容有个性质是通交隔直，击穿一词在电工的理解是短路，击穿形成的原因主要是外界电压超过其标称电压所导致的永久性破坏，叫做击穿。

在固体电介质中发生破坏性放电时，称为击穿。击穿时，在固体电介质中留下痕迹，使固体电介质永久失去绝缘性能。如绝缘纸板击穿时，会在纸板上留下一个孔。可见击穿这个词仅限用于固体电介质中。

电容击穿的原因

电容击穿的根本原因就是其电介质的绝缘性被破坏，产生了极化。造成电介质绝缘性被破坏的原因有：

工作电压超过了电容的最大耐压;

电容质量不好，漏电流大，温度逐渐升高，绝缘强度下降。

避免介质击穿的方法

采用绝缘强度高的材料;

绝缘材料有一定厚度，且不含杂质，如气泡或水分;

设法使电场按要求分布，避免电力线在某些地方过于密集。

有极性电容的极性接反或者接到了交流电源之上。

电容击穿后能否恢复

电介质是气体或者是液体，均是自恢复绝缘介质，击穿可逆;

电介质是固体，击穿不可逆，是唯一击穿后不可恢复的绝缘介质。

安规电容的失效问题

这里将安规电容的失效问题单独拎出来，主要是安规电容跟常规电容有一些区别。简单介绍下安规电容，安规电容主要包括 X 电容和 Y 电容：

X 电容又分为 X1、X2、X3，主要区别在于：

X1 电容耐压值大于 2.5kV，小于等于 4kV；

X2 电容耐压值小于等于 2.5kV；

X3 电容耐压值小于等于 1.2kV；

Y 电容又分为 Y1、Y2、Y3、Y4 电容，主要区别在于：

Y1 电容耐压值大于 8kV；

Y2 电容耐压值大于 5kV；

Y3 电容对耐压值没有特别限制；

Y4 电容耐压值大于 2.5kV；

X 电容主要用于交流电源线的 L 与 N 之间，使用 X 电容后，当电容失效时，电容处于开路状态，不至于产生线间短路。X 电容的测试条件是：在交流电压有效值的 1.5 倍电压下工作 100 小时，至少再加上 1kV 的脉冲高压测试。

Y 电容主要作用于交流电源线的 L、N 与地线之间，或其他电路的公共地与外壳之间。跨于这些位置的电容一旦出现失效短路，就会导致电击危险（尤其是对外壳部分），这时必须强制使用 Y 电容（Y 电容的失效模式是开路）。Y 电容的测试条件是：在交流电压有效值的 1.7 倍电压下工作 100 小时，至少再加上 2kV 脉冲高压测试。

总结来说：常规电容失效一般为短路，安规电容失效一般表现为断路，因此切记！在使用交流大电压的场合不能用常规电容去代替安规电容使用，以防电容失效后对人造成电击事故。

审核编辑 黄昊宇