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《铝电解电容器的失效情况及预防措施》发表时间：2019-07-08T10:03:58.527Z 来源：《电力设备》2019年第5期作者：张楠[导读] 摘要：铝电解电容器是一种性能优越但可靠性存在不足的重要电容器，相关领域的工作人员应发挥其长而力避其短，在全面而细致地了解其常见失效模式及机理的基础上明确预防措施。
（南通海立电子有限公司226361）摘要：铝电解电容器是一种性能优越但可靠性存在不足的重要电容器，相关领域的工作人员应发挥其长而力避其短，在全面而细致地了解其常见失效模式及机理的基础上明确预防措施。
本文对此进行了系统性和概要性总结，冀对相关领域工作者有所助益。
关键词：铝电解电容器；失效模式；失效机理；预防措施作为应用最广泛的分立元件之一，铝电解电容器在电源滤波、信号耦合及去耦、杂波旁路，以及谐振选频等电力电子线路中发挥着重要作用。
与其种类别的电容器相比，铝电解电容器虽有着鲜明优势，但其寿命相对较短，可靠性方面存在一定不足，因而了解其常见的失效模式及机理进而明确预防措施是有着重要意义的。
本文拟对此作一系统性和概要性总结，冀对相关领域工作者有所助益。
一、铝电解电容器的失效情况概述1、铝电解电容器失效的判断与表现在实际工程应用中，铝电解电容器失效至完全不能再用通常被称为寿命终结，其使用寿命被定义为“电容器在规定条件下规定性能的工作时间”。
规定条件主要指的上限工作温度和额定电压（额定直流电压或直流电压叠加纹波电压之和）。
规定性能主要指电容量相对变化率|AC/C|、损耗因子（主要表现为损耗角正切值tgδ的变化）与漏电流（主要表现为等效串联电阻EST的变化）等参数在技术规范规定内的性能指标。
通常情况下，液态铝电解电容器失效的具体判断标准如下表所示：当然，从外观异常表现上亦可直接判断铝电解电容器是否失效，最典型的如铝壳或防爆口开裂、电解液泄露等。
需要指出的是，以上讨论主要针对最为重要和典型的液态铝电解电容器。
变频器电容爆炸原因1. 引言变频器是现代工业中广泛使用的电子设备，用于调节电动机的速度和转矩。
然而，在使用变频器的过程中，偶尔会发生电容爆炸的情况，这不仅会导致设备的损坏和停机时间的增加，还可能对操作人员的安全构成威胁。
本文将探讨变频器电容爆炸的原因，并提出相应的解决方案。
2. 变频器电容爆炸原因的分析2.1 电容选型不当电容是变频器中的重要组成部分，用于存储和释放电能。
选用正确的电容是保证变频器正常工作的关键。
如果电容的额定电压和电流与变频器要求不匹配，或者电容的质量不合格，就容易导致电容爆炸的发生。
2.2 电容老化变频器使用时间的增加会导致电容老化，电容老化后其性能将下降，同时耐压能力也会减弱。
当电容老化严重时，无法承受变频器中的高压电流，从而引发电容爆炸。
2.3 过电压或过电流变频器工作过程中，电网突然发生的过电压或过电流也可能导致电容爆炸。
当电网电压突然升高，或者变频器输出的电流突然增大时，这些突加的电能超过了电容的承受能力，电容很可能会发生爆炸。
2.4 温度过高变频器在长时间高负荷工作的情况下，可能会导致温度升高。
当温度超过变频器和电容的额定工作温度时，电容的内部材料可能会受到热膨胀的影响，从而引发电容爆炸。
3. 预防措施3.1 严格选用合格电容为了避免电容爆炸，首先需要严格选用合格的电容。
在购买电容时，应该了解变频器的工作参数要求，并选择额定电压和电流与之匹配的电容。
此外，还应选择质量可靠的品牌和供应商，以确保电容的质量和性能。
3.2 定期检查和更换老化电容为了防止电容老化引发爆炸，应定期检查变频器中的电容，并及时更换老化或性能下降的电容。
通常，建议每隔一定的时间，例如一年或两年，对变频器进行维护保养，包括检查并更换电容。
3.3 安装过电压和过电流保护装置为了防止过电压或过电流引发电容爆炸，可以在变频器的电路中安装过电压保护装置和过电流保护装置。
这些保护装置能够及时检测到电压或电流的异常，并及时切断电路，以保护电容的安全。
电解电容鼓包
电解电容鼓包是指电解电容器出现异常情况时可能出现的现象。
电解电容器的结构是由两极板之间以电解液浸泡的电介质构成的，所以当电容器内部发生故障引起电解液的剧烈蒸发或产生气体时，会导致电容器外部出现鼓包的现象。
这种鼓包通常是由于电解液中的气体过多或电解液发生异常反应所引起的。
电解电容鼓包可能会导致一些安全隐患，例如鼓包容易破裂，从而释放出高压电解液，造成人身伤害或设备损坏。
因此，一旦发现电解电容器出现鼓包现象，应立即停止使用并采取相应的安全措施，例如切断电源和隔离电容器，以防止意外发生。
为了避免电解电容鼓包的发生，应选择质量可靠的电容器，遵循正确的电容器使用规范，避免超过电容器额定电压或温度范围。
另外，定期检查电容器的外观和性能，并在发现异常情况时及时更换。
企业标准2010-07-05 发布2010-07-10 实施前言为了提高公司产品质量对供应商提供的铝电解电容器加强质量检查特制订铝电解电容器检验标准该项企业标准供检验人员作为铝电解电容器来料的验收标准也同时供科技人员参考本标准由零件质检部提出本标准由智能仪表研究所负责起草本标准由智能仪表研究所负责解释本标准由仪表技术部归口拟制: 审核: 批准:1 范围铝电解电容器检验标准本标准适用于我公司自行开发产品所用的铝电解电容器的来料检验 2 引用标准及检验依据2828 1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表 适用于连续批的检查5993-1986 电子设备用固定电容器 第 4 部分:分规范固体和非固体电解质铝电容器(可供认证用)相应铝电解电容器数据手册或技术规格书 3 检验项目 3.1 包装标志 3.2 外观检验 3.3 可焊性 3.4 电性能 3.5 耐久性 4 验收标准 4.1 包装 标志检验 4.1.1 抽样方法缺陷类别 C正常检查一次抽样方案 一般检查水平 AQL 值:4.0 4.1.2 检验包装必须完整 包装箱 盒 内无异物 污垢 箱 盒 体应牢固 无破损 开裂 散包现象 如 箱 盒 体严重破损 散包的 一律作退货处理 包装上必须有生产厂家 产品名称 型号 数量 生产日期 批号 合格证等标志 4.2 外观检验 4.2.1 抽样方法缺陷类别 B正常检查一次抽样方案 一般检查水平 AQL 值 0.65 4.2.2 检验4.2.2.1 封装铝电解电容器的壳体应封装整洁 无变形 破裂现象 外面漆层无脱落 顶部应有防爆槽 无凹凸 现象4.2.2.2 标记型号 容量 文字 正负极标记应标准 清晰 负极标记与铝电解电容器引脚短脚方向要一致 用三氯乙烷清洗液浸泡 20 分钟后无掉字现象 4.4.2.3 引脚 铝电解电容器引脚不应有伤痕 断裂 氧化 松动及弯折现象4.2.2.4尺寸用卡尺测量外形尺寸应符合相应铝电解电容器数据手册或技术规格书要求 4.3 可焊性 4.3.1 抽样方法缺陷类别 B正常检查一次抽样方案 特殊检查水平 S-2 AQL 值 1.0 4.3.2 检验将焊锡缸温度调至 235 5将铝电解电容器引脚浸入锡中,浸入时间:3s 0.5s,用放大镜观察上锡部分,焊料附着面积应大于浸渍部分的面积的 90 4.4 电性能 4.4.1 抽样方法缺陷类别:A正常检查一次抽样方案 一般检查水平: AQL 值:0.1 4.4.2 检验4.4.2.1 铝电解电容容量用电容测量仪测试铝电解电容容量 误差范围应符合相应技术规格书要求 常见参数见附表 4.4.2.2 漏电流用漏电流测试仪测试铝电解电容器的漏电流 应符合相应技术规格书要求 常见参数见附表 4.4.2.3 额定电压对每批铝电解电容器抽取十只 施加额定电压的 1.2 倍 十分钟内应不出现发热 漏液 变形 凹凸和爆炸现象 4.5 耐久性对于工作温度范围为-40 至85 的铝电解电容器 首批使用时应抽取10只放在85 的恒温箱内至少老化6小时 冷却后进行4.4.1 4.4.2 4.4.3三项电性能测试仍然应符合要求 同样如此 对于工作 温度范围为-40至105 的铝电解电容器 首批使用时应抽取10只放在105 的恒温箱内至少老化6小时 冷却后进行4.4.1 4.4.2 4.4.3三项电性能测试仍然应符合要求附表项目电性能要求测试条件 最大值.其中表示额定电压V RV RV >100V,I 0.03C*V 10 表示标定电容量RV。
铝电解电容固态电容铝电解电容和固态电容是两种不同的电容器类型，它们各自有着不同的优势和适用场景。
本文将介绍铝电解电容和固态电容的特点、优点以及应用范围，并探讨它们之间的异同点。
一、铝电解电容铝电解电容是一种利用铝箔作为极板的电容器，其特点是极板间隔一层薄的氧化铝膜，形成电介质。
这种电容器具有电容值大、体积小、价格低廉等特点，因此在消费电子、电源等领域得到广泛应用。
铝电解电容的优点是电容值大，可以达到几百甚至几千微法；体积小，适合在电路板上使用；价格低廉，可以在大量生产中得到广泛应用。
但是，铝电解电容也有一些缺点，如极板间隔的氧化铝膜易受损，长时间使用容易老化，导致电容值下降，甚至短路、爆炸等危险情况。
二、固态电容固态电容是一种利用半导体材料作为电介质的电容器，与铝电解电容相比，其特点是体积更小、使用寿命更长、稳定性更高。
固态电容可分为有机电容和无机电容两种类型，其中有机电容以聚合物为电介质，无机电容以银、钨、钽等金属为电介质。
固态电容的优点是体积小、使用寿命长、稳定性高，适合用于高频、高精度电路中。
与铝电解电容相比，固态电容的价格较高，但在一些高端电子产品中得到广泛应用。
三、异同点铝电解电容和固态电容在电容器的结构和原理上有所不同，其主要区别在于电介质的材料不同。
铝电解电容的电介质是氧化铝膜，而固态电容的电介质是半导体材料。
因此，固态电容的使用寿命更长、稳定性更高，但价格也更高。
铝电解电容和固态电容都有其适用范围，铝电解电容适用于一些低端电子产品中，如电源等；而固态电容则适用于高端电子产品中，如通讯、计算机等。
铝电解电容和固态电容都是常见的电容器类型，它们各自有着不同的特点和适用场景。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的电容器类型。
是对电容器失效的分析：失效模式： 1．防暴阀打开：现象：内压增加，内部温度上升。
原因：在使用过程中，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高。
2．容量下降：现象：阳极箔容量减少，阴极箔容量减少，电解液干涸（主要原因）原因：制造方面，电解液量不足，使用原因，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高。
3．损耗上升：现象：阳极箔容量减少，阴极箔容量减少，电解液干涸（主要原因）原因：制造方面，电解液量不足，使用原因，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高，长时间使用。
4．漏电流上升：现象：氧化膜劣化，氯离子的侵入腐蚀原因：制造方面，氧化膜的缺陷，使用方面，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高，长时间使用，使用含有卤素的洗净剂，粘接剂的使用，涂层剂的使用。
5．短路：现象：氧化膜劣化，氧化膜，电解纸的绝缘作用受到破坏。
原因：制造原因，氧化膜的缺陷，金属微粒附着，铝箔，引线毛刺，使用原因，引线受到异常外部应力 6．开路：现象：引出线与铝箔接触不良，腐蚀，氯离子的侵入。
原因：制造原因，引出线与铝箔铆接不实，机械应力的施加。
使用原因，引线受到异常外部应力，使用含氯离子的洗净剂，粘接剂的使用，涂层剂的使用。
有极性电容反接后会怎么样？如果电容容量很小，耐压很高，工作电压低的话，反接看不出来啥；如果容量稍大（100UF以上），耐压离工作电压近，电容不会超过10分钟就坏，坏的表现形式是：先鼓包，再吹气，然后爆浆。
有极性电容器反接会爆炸，是不是说不能直接接在交流电源上?不能接到交流电源上，因为这个有极性电容设计就是用在直流电源上，作滤波用，我原来也问过这种问题，想了好久，一直在问“电容不是隔直通交的吗，怎么有极性电容就不能用在交流电源上呢？”，因为这个有极性电容内部有特殊的物质，这个物质不能承受反压，如果通到交流电上就会反向击穿或爆炸。
有极性电容不能反接，为何允许交流负半周通过？交流信号在一定条件下可以把电容当作短路，此时交流信号的负半周怎么解决？难道要上拉成直流？交流信号必须承载在直流电流上，正是要上拉成直流！有极性电容工作时正极电位一定要高于负极.否则电容漏电----轻则电路无法工作,重则电容爆炸。
极性电容接反为什么会短路？极性电容内部结构分为正极、介质层、负极，介质层具有单向导电的性质，当然接反后产品介质层就起不到绝缘的作用了，电容自然就短路了。
为什么把电解电容器正负极接反时电阻率变小？涉及到电解电容器的原理：正接时电容器的正极会形成极薄的氧化膜（氧化铝）来作为电介质；反接时金属铝薄片（电容正极）是接电源负极的，会电解出H2来而不会形成氧化膜，另一电极由于材料不同也不会形成可以作为电介质的氧化膜。
铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成的。
由于电解电容器存在极性，在使用时必须注意正负极的正确接法，否则不仅电容器发挥不了作用，而且漏电流很大，短时间内电容器内部就会发热，破坏氧化膜，随即损坏。
电解电容是电容的一种，介质有电解液涂层，有极性，分正负不可接错。
电容(Electric capacity)，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。
电解电容膨胀电解电容膨胀是指电解电容器在工作过程中由于内部电解液的化学反应产生气体，使容器内部压力增加，导致容器膨胀的现象。
本文将从电解电容的工作原理、膨胀原因、影响因素以及应对措施等方面进行详细介绍。
一、电解电容的工作原理电解电容器是一种能够储存电荷并释放电能的电子元器件。
其基本结构由两个电极（正极和负极）之间的电解质组成。
在正极接通正电压、负极接通负电压的情况下，电解质中的正离子将向负极移动，而负离子则向正极移动，形成电荷分离。
这种电荷分离导致电解质中的化学反应，从而产生气体。
二、电解电容膨胀的原因电解电容膨胀是由于电解质中化学反应产生气体，使容器内部压力增加而导致的。
具体原因如下：1. 电解质的化学反应：在电解质中，正极和负极之间的化学反应会产生气体。
这些气体由于无法逸出，会逐渐积累并增加容器内部的压力。
2. 电容器封封性差：如果电容器的封封性差，容器内部的气体无法顺利逸出，也会导致容器膨胀。
三、影响电解电容膨胀的因素1. 工作电压：电解电容器的膨胀程度与工作电压有关。
工作电压越高，电解质中的化学反应越剧烈，产生的气体也越多，容器膨胀的程度就越大。
2. 温度：温度的升高会促进电解质中的化学反应，加速气体的产生，从而增加容器的膨胀。
3. 电容器结构：电容器的结构也会影响膨胀程度。
一些电容器设计较好的结构可以增加气体的逸出通道，减少膨胀的压力。
四、应对电解电容膨胀的措施为了避免电解电容膨胀导致的故障，可以采取以下措施：1. 选择合适的电容器：根据实际工作条件选择合适的电容器，包括电容量、工作电压等参数。
合适的电容器能够减少化学反应产生的气体，降低膨胀的风险。
2. 控制工作温度：在实际应用中，尽量控制电容器的工作温度，避免温度升高过快。
可以通过散热设计、温度传感器等方式来实现。
3. 加强封封性设计：优化电容器的封封性设计，确保容器内部的气体能够顺利逸出，减少膨胀的压力。
电解电容膨胀是电解电容器在工作过程中由于电解质的化学反应产生气体，导致容器内部压力增加而膨胀的现象。
铝电解电容常见的外观问题
铝电解电容容易出现以下几种常见的外观问题：
1. 漏液：铝电解电容内部注入了电解液，如果电容出现密封不良或开裂等问题，电解液可能会泄漏出来，导致电容外表面出现湿润或腐蚀的迹象。
2. 凸起或膨胀：如果电解电容长时间受到高温或者过电压的作用，内部的电解液可以蒸发形成气体，导致电容凸起或膨胀。
这种情况下，通常会发现电容表面呈现凸出的状态。
3. 杂质或焊渣：在制造铝电解电容的过程中，如果没有完全清洁电容的外表面或未能正确处理焊接过程中产生的渣滓，电容外观可能会出现杂质、焊渣或粉尘等。
4. 焊点开裂或脱落：铝电解电容通常具有引线，引线与电容本体之间通过焊接连接。
如果焊接质量不佳或电容受到机械或温度应力导致引线开裂，引线与电容本体之间的焊点可能会出现开裂或脱落。
5. 标志磨损：铝电解电容上通常印有型号、品牌、极性标志等，如果电容长时间受到摩擦或者清洁剂的影响，这些标志可能会磨损或褪色，导致外观变化。
尽管铝电解电容外观问题可能会给电容的性能产生一定影响，但更重要的是内部电容的主要结构和参数是否正常。
如果有任何外观问题，应及时检查并保证电容的性能和安全性。
电机电容爆炸案例
电机电容爆炸是一种常见的故障，如果不及时处理，可能会导致电机烧毁或者引发火灾等安全事故。
以下是一些电机电容爆炸的案例和可能的原因：单相电机电容爆炸：单相电机电容爆炸是指单相电机中的电容器发生爆炸的现象。
电容器是单相电机中的重要组成部分，用来储存电能并调节电机的运行状态。
当电容器发生爆炸时，会释放大量的热能和气体，导致电机受损或者引发火灾等安全事故。
电力电容器爆炸：电力电容器爆炸的原因主要有以下几个方面：
温度过高：工作频率过高，导致电容热击穿，依据电容的电流值在一刹那急速提高；操作温度过高，超过电容的允许工作温度，导致锂电池电解液煮沸。
电力电容器本身质量的难点：原料、制作工艺、设计概念等较差，将会也会导致电容器的内部电子器件热击穿、外壳电缆护套的损坏等，都将会造成电容的爆炸事件。
电力电容器对外壳电缆护套损坏：电力电容器髙压侧引出线由薄T2紫T2紫铜片制成，容易受到外界震动或者振动的影响，从而导致电容器内部损坏，引发爆炸。
电容器厂火灾事故案例分析引言电容器是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电子设备中，如变频器、电源、通讯设备等。
然而，电容器的生产也存在许多安全隐患，一旦发生火灾事故，将对人员和财产造成严重损失。
本文将以一起电容器厂火灾事故为例，对其进行深入分析，探讨事故原因、应急处置及事后处理等问题，以期为电容器生产企业提供一定的借鉴和警示。
一、案例概况某电容器厂是一家专业生产电容器的企业，拥有成熟的生产工艺和丰富的经验。
该厂位于工业园区内，占地面积较大，生产设备齐全，员工规模较大。
由于产品质量稳定，市场销售情况良好，每年生产销售额均保持在一个较高的水平。
然而，就在不久前，该电容器厂突发了一起严重火灾事故，造成了严重的人员伤亡和财产损失。
据初步调查，火灾起火原因可能与生产车间的短路、火花等因素有关，具体原因尚需进一步调查。
该事故一经发生，就引起了相关政府部门的高度重视，调查工作正在有条不紊的进行中。
二、事故原因分析1. 生产车间环境存在风险据了解，该电容器厂的生产车间环境存在一定的安全隐患。
首先，生产车间内设备较为陈旧，存在使用年限较长的情况，设备维护保养不到位，隐患得不到及时排除。
其次，生产车间内部地面、墙面等设施较为陈旧，存在漏电、短路等问题，易引发火灾。
再者，生产车间的通风情况不佳，空气流通不畅，易使产生火灾后的烟雾无法迅速排散，加剧了火灾的扩散速度。
2. 操作管理不规范在现场调查的过程中，发现该电容器厂的操作管理存在一定的不规范情况。
首先，员工对于生产设备操作使用规范程度不高，存在一定的操作疏忽和错误操作情况。
其次，生产车间内存在大量易燃、易爆的化学品，存放管理不规范，存在安全隐患。
再者，员工的安全意识不强，对于火灾事故的紧急处置和逃生逃生没有进行系统的培训和演习。
3. 应急措施不完善在火灾事故发生后，企业应急措施的配备和执行也存在不足。
首先，企业的消防设备不到位，有些灭火器、消防水管等设备有些过期未能及时更换。
电容失效分析（详解干货）多层片状陶介电容器由陶瓷介质、端电极、金属电极三种材料构成，失效形式为金属电极和陶介之间层错，电气表现为受外力（如轻轻弯曲板子或用烙铁头碰一下）和温度冲击（如烙铁焊接）时电容时好时坏。
多层片状陶介电容器具体不良可分为:1、热击失效2、扭曲破裂失效3、原材失效三个大类（１）热击失效模式：热击失效的原理是：在制造多层陶瓷电容时，使用各种兼容材料会导致内部出现张力的不同热膨胀系数及导热率。
当温度转变率过大时就容易出现因热击而破裂的现象，这种破裂往往从结构最弱及机械结构最集中时发生，一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面处、产生最大机械张力的地方（一般在晶体最坚硬的四角），而热击则可能造成多种现象：第一种是显而易见的形如指甲狀或U-形的裂縫第二种是隐藏在内的微小裂缝第二种裂缝也会由裸露在外的中央部份，或陶瓷/端接界面的下部开始，并随温度的转变，或于组装进行时，顺着扭曲而蔓延开来（见图4）。
第一种形如指甲狀或U-形的裂縫和第二种隐藏在内的微小裂缝，两者的区别只是后者所受的张力较小，而引致的裂缝也较轻微。
第一种引起的破裂明显，一般可以在金相中测出，第二种只有在发展到一定程度后金相才可测。
（２）扭曲破裂失效此种不良的可能性很多：按大类及表现可以分为两种：第一种情况、SMT阶段导致的破裂失效当进行零件的取放尤其是SMT阶段零件取放时，取放的定中爪因为磨损、对位不准确，倾斜等造成的。
由定中爪集中起来的压力，会造成很大的压力或切断率，继而形成破裂点。
这些破裂现象一般为可见的表面裂缝，或2至3个电极间的内部破裂；表面破裂一般会沿着最强的压力线及陶瓷位移的方向。
真空检拾头导致的损坏或破裂﹐一般会在芯片的表面形成一个圆形或半月形的压痕面积﹐并带有不圆滑的边缘。
此外﹐这个半月形或圆形的裂缝直经也和吸头相吻合。
另一个由吸头所造成的损环﹐因拉力而造成的破裂﹐裂缝会由组件中央的一边伸展到另一边﹐这些裂缝可能会蔓延至组件的另一面﹐并且其粗糙的裂痕可能会令电容器的底部破损。
铝电解电容器物质安全表（MSDS）一、物品及制造商资料：物品名称铝电解电容器制造商名称东莞市XXX电容器有限公司制造商地址广东省东莞市…………联系电话/传真二、危险性概述：严重危害影响潜在危害影响危害物质分类健康方面使用不当或产品性能劣化而爆炸，爆裂时所释放的热气或冲飞的铝壳对皮肤、眼睛将造成伤害，或吸入烟雾而刺激呼吸道。
中高压产品在线工作时或充电未放电处理，如果裸手触摸，很可能被电击伤。
NO：9其他类环境方面因不能生成降解，废弃物如果采用填埋或焚烧处理将危害环境NO：9其他类物理性化学性危害过电压过电流使用或极反使用，或性能劣化产品将严重发热而爆裂，以致生烟或着火。
若封口不密或爆裂，元件中的电解液将泄漏出来，而电解液导电，将引发电路短路或腐蚀线路。
NO：8腐蚀类NO：9其他类特殊危害外套PVC降解不易，回收利用成本又高，成为业界束手的问题。
NO：9其他类三、材料成分表：构成材料名约占总重百分比组成物质名CAS No 占各材料百分比正铝箔20.0% Al 7429-90-5 99.990% Fe 7439-89-6 0.004% Si 7440-21-3 0.004% Cu 7440-50-8 0.002%负铝箔9.9% Al 7429-90-5 99.890% Fe 7439-89-6 0.058% Si 7440-21-3 0.050% Cu 7440-50-8 0.002%电解纸12.0% Cellulose 9004-34-6 100.000% 导针10.0% Al 7429-90-5 21.400%Fe 7439-89-6 58.160% Cu 7440-50-8 16.510% Sn 7440-31-5 3.930%胶粒14.0% BUTYL/EPDM 2492-36-6 38.000% C、CaCO3 1333-86-4 50.000% SiO2 14808-60-7 12.000%铝壳19.0% Al 7429-90-5 99.837% Fe 7439-89-6 0.119% Si 7440-21-3 0.044%电解液15.0% NH4OOC(CH2)4COONH4107-21-1 60.000% Ammonium1,10-Dodecanedioate14798-03-9 40.000%油墨0.1% Cyclohexanone 108-94-1 20.000% Methyl ethylketone78-93-3 5.000% Toluene 108-88-3 70.000% Pigment 1333-86-4 5.000%四、急救措施：不同伤害之急救方法：吸入：1、将患者移往空气新鲜处，并援助其呼吸。
铝电解电容参数1. 电容量（Capacitance）：铝电解电容的电容量是其最重要的参数之一，它表示电容器可以存储的电荷量。
通常用单位法拉（Farad）来表示，铝电解电容的电容量一般较大，可以达到数微法（Microfarad）至数千微法。
2. 额定电压（Rated Voltage）：铝电解电容的额定电压是指电容器可以正常工作的最大电压值。
超过额定电压会导致电容器损坏甚至爆炸。
因此，在使用铝电解电容时，必须确保所选电容器的额定电压大于或等于实际电路中的最高电压。
3. 电容容差（Capacitance Tolerance）：电容容差是指铝电解电容的实际电容值与标称电容值之间的允许误差范围。
一般来说，电容容差越小，电容器的性能越稳定，价格也相应较高。
常见的电容容差有±20%、±10%、±5%等。
4. 等效串联电阻（Equivalent Series Resistance，ESR）：铝电解电容器在工作时会产生一定的电阻，称为等效串联电阻。
ESR是铝电解电容器内部电解液和电极之间的电阻，会导致电容器发热和功耗增加。
一般情况下，ESR越低，电容器的性能越好。
5. 最大耐流电流（Maximum Ripple Current）：铝电解电容器在交流电路中会承受一定的涟漪电流，最大耐流电流是指电容器可以持续承受的最大涟漪电流。
超过最大耐流电流会导致电容器发热过高，甚至损坏。
因此，在设计电路时，需要根据实际需求选择合适的铝电解电容器。
6. 使用寿命（Lifetime）：铝电解电容器的使用寿命是指电容器在额定工作条件下的可靠使用时间。
使用寿命与电容器的质量、工作温度、电压应力等因素有关。
一般来说，使用寿命越长，电容器的可靠性越高。
7. 串联电容器（Capacitor in Series）：在某些应用中，为了获得更大的电容量，可以将多个铝电解电容器串联使用。
串联电容器的总电容量等于各电容器的倒数之和。
解析66kV电容器组固定绝缘子爆裂事故瓷质绝缘子由瓷质和金具两部分组成，在电网中牢固地支持和固定载流导体并将载流导体与地之间形成良好的绝缘。
随着制造工艺的进步，绝缘子的电气性能和机械性能都有了很大的提高。
然而，由于运行环境和气候的变化，绝缘子会在运行中出现开裂和自爆的现象。
本文以500kV水乡站66kV电容器组固定绝缘子爆裂的事故为例，分析了几种导致绝缘子自爆的原因，并提出了防范措施和改进建议。
1 设备概况水乡站采用1500MVA自耦变压器，低压侧为66kV系统，每台变低装设4组108MVAR电容器组，每组由216台500kVAR单体电容器组成，每相采用单CT星型桥差接线。
图1为水乡站电容器组照片。
其中66kV电容器支柱绝缘子的生产厂家为抚顺电瓷制造有限公司，型号为ZSW1.1-72.5/10-4，产品批次为ZJBHW2009（24055），于2015年5月15日投运。
图1 水乡站电容器组照片2 事故经过图2 66kV电容器A相固定绝缘子爆裂图3 #3主变变中B相套管2013年9月18日11时29分，值班员在操作断开66kV #3BM #3电容器组635开关过程中听到一声异响，随后立即派人到635电容器组间隔检查发现635电容器组A相导电铝排与构架之间的固定绝缘子发生了炸裂，并导致A37电容器套管损坏。
事件发生后，立即组织值班员到现场进行相关设备巡视工作，发现此次炸裂影响范围比较大，绝缘子碎片散落最远处约为30米，相邻627、637电容器组围网内均发现绝缘子碎片。
检查中发现#3主变变中B相套管上有碎片撞击后留下的痕迹（见图3），经检查、测温后初步判断暂不影响运行。
其他影响半径范围内的设备检查无异常。
3 故障隔离3.1 故障隔离（1）立即在监控后台的电容器组一次接线图的635开关及受影响范围间隔开关上挂“禁止操作”牌；（2）将66kV #3BM #3电容器组635开关控制把手打至“就地”位置；（3）现场检查受影响范围内的一次设备，并加强相关设备的巡视与测温工作；（4）报缺陷，通知相关专业班组，等待调度下令进行停电处理。
1简介 动力电池系统的安全性问题不仅局限在电池本身，电源管理系统（Battery Management System, BMS）安全性也需要认真考虑。相对于电池来说，虽然BMS出现安全事故的可能性小，但是一旦出现问题将很有可能引发电池着火、爆炸，给整个系统将带来灾难性影响。跟其它电子电路一样，BMS主要由电感、电容、电阻等按照特定功能搭建而成。在这些基本电子元器件中，铝电解电容器相对于其它电力电子设备失效的可能性最大，给电子器件带来较大的安全隐患。研究分析铝电解电容器存在的可能失效爆炸机制，对于提高BMS、乃至整个动力电池系统的安全性具有重要的意义。
常用铝电解电容器的结构由电容器芯、保护装置和引线组成。其中功能部分为电容器芯，其组成结构包括：阳极金属铝箔、电解质阴极和阴极集流体铝箔。阳极铝箔经过电化学腐蚀形成一层0.01-1μm厚的Al2O3
薄膜作为电容器的电介质，该膜具有类似PN结的单向导流特性，因此电解电容器具有极性，如反接，将导致内部发热使电容器失效。根据其物理状态，电解质阴极分为液体电解质、凝胶（或糊状）电解质和固体电解质。
铝电解电容器由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成。
2 研究内容 欲分析个别电子器件爆炸事件的可能机制，需要对铝电解电容器进行多方面的测试和研究，包括：爆炸模拟实验、计算机模拟红外成像、气体成分与来源分析、电容器电解质组分分析等。
2.1 电容器电解质组分分析 对于液体铝电解电容器，液体电解质是有电解纸吸附电解液形成的，电解纸是一种纤维素，起到吸附电解液和隔离阴阳铝箔电极的作用；常见的电解液中溶剂采用乙二醇、丙三醇或?-丁内酯等，溶质为五硼酸盐、癸二酸铵等，还含有各种功能添加剂如柠檬酸、次亚磷酸、硝基苯酚等。将结合化学分析方法和光谱法如红外光谱、质谱法解析电解质中的主要成分，从而推导在电容器正常使用、爆炸前期和爆炸过程中可能存在的化学反应。由于添加剂含量十分少，可以忽略不计。主要考察溶剂、溶质，以及残余水的影响。常用的溶剂为乙二醇，溶质常用五硼酸盐。
表1 FTIR谱图比较 Table 1 Comparison of FTIR spectra 谱图分析方面主要考虑跟标准谱图不一致的峰。比较新电容器和纯乙二醇谱图可以发现新电容器多出3个峰1718.81 （C=O或B-O）、1664.53 （C=O或B-O）和1589.64 （N-H），这三个峰应该对应导电盐五硼酸铵、已二酸铵或者葵二酸铵；对于旧电容器这只存在1664.53峰，说明导电盐发生了分解，五硼酸铵、已二酸铵或者葵二酸铵在100℃以上将发生分解，释放出铵氢。对比新旧电容器的谱图发现，1379.26 C-H峰明显增强，1082.15和1039.71波数对应的C-O键发生了少许变化。这存在两种可能：
一是导电盐分解产生有机酸已二酸，葵二酸或无机酸硼酸，乙二醇与这些酸发生酯化反应，生成酯，影响C-H和C-O的红外响应；另一种可能是乙二醇发生聚合，最初生成水，水再电解释放出氢气，具体反应如下：
OH-CH2-CH2-OH + OH-CH2-CH2-OH→OH-CH2-CH2-O -CH2-CH2-OH ＋ H2O 2 H2O→2H2 ＋ O2 后一种可能性更大，因为气相色谱结果发现爆炸后的电容器中氢气含量很高，见图5。电容器中的氢气部分源于电解液中残余水分解，电解液中残余水的量较低，一般在3-5％，电容器中电解液本身的量很小，这样水的量就更小了，基本可忽略。所以我们认为氢气主要来源于乙二醇聚合反应生成水，水再电解生成氢气。 图1 （a）乙二醇标准FTIR谱图；（b）新旧电容器的FTIR谱图 Fig. 1 FTIR spectra of ethylene glycol (a) and electrolytes in new/old capacitors
2.2 爆炸模拟实验 铝电解电容器在工作过程中，当出现异常时如由于电容器本身损耗或漏电流增大等性能恶化，将引起电容器本身发热，导致电解液气化，使铝壳内产生大量气体，当气体压力超过防爆装置的压力释放阀值后，防爆装置被打开而释放出气体，否则会发生电容器爆炸、电容器芯或铝壳飞溅，甚至着火。爆炸模拟实验就是基于上述分析而制定的实验方法。具体分反向直流电压法、交流电压法。
交流实验：交流电源可提供电压范围为0-440V，频率50Hz，串联电阻R为100?。直流反向实验：使电容器反接并进行恒直流测试，对于电容器外形直径在22.4mm以下的，直流电流为1A。
测试结果表明不同电压下，发爆的时间不一样，总体趋势是电压越高，发爆时间越短，电压为200V时，仅13秒就喷气，在50V以下基本稳定。 从图2中可以看出刚开始给电容器加载电压，电压有个下降的趋势，电容器本身电阻很大，稳压电源提供的电压在整个过程中保持不变，说明开始阶段是由于电容器电阻下降，导致其上分电压降低。电阻下降的原因可能有两方面：加载电压后电容器发热，发热后电解质和Al2O3箔导电性改善，电阻下降；也可能是加载交流电后，阳极出现反接，变成阴极发生Al2O3被电化学还原，即Al2O3薄膜减薄，即使有很小的减薄变化，也会对整个电容器的电阻造成很大影响，使其明显下降。加载的电压越高，减薄越明显，电压下降越快，如150V下降十分迅速；电压越低，（如75V），开始阶段电压基本保持不变，这种情况电阻变小的主要原因更可能是因为温度升高导致的。持续一定时间后，电容器温度升高很快，温度达到150℃左右，这时电解质将发生分解，破坏了电容器的离子导电性，电容器电阻增加，即分电压上升，见图C?D。同时高温下，溶剂乙二醇也发生明显分解，产生大量氢气和氨气，压力增大到一定程度，防爆伐打开，气体喷出，如图中绿线表示喷气时间，整个电容器失去离子导电通道，电阻迅速增加，电压又恢复到最初数值。
图2 交流法测试过程中电压变化图 Fig. 2 Voltage change via AC method
采用直流反向法测试发现，同样电位如100V以下，电容器很快发生气喷，约16秒。由此，推断发生气喷的主要原因在于内部产生了气体，由于温度引起电解液乙二醇形成大量蒸气导致气喷的成分较小。因为，直流和交流下发热量差别不大，采用直流测试时，电解液乙二醇一直在分解，很快形成大量气体，造成气喷。
2.3 电容器表面温度测试 如果正常工作，电容器温度稳定在100℃左右，它不断向周围空间发散红外辐射能，当电容器状态发生变化时，这种整体或局部的热平衡将被打破，表现在电容器温度的升高或降低。在电容器爆炸模拟实验过程中，利用微型温度探测仪，检测电容器不同部位在爆炸前期和爆炸过程中表面温度的变化情况。结果表明电容器各位部位温度基本没有差异，喷气过程中电容器铝外壳温度约120-130℃，内部温度约150℃。
电容器发热量主要是电阻引起的，发热量为I2R，集流柱是电流密度最大的部位，其周围温度应该是最高，
而电容器下部分由于电流密度小发热量小，温度相对较低。打开实际使用过的电容器观察隔膜纸的状况也能应征上述分析，靠近集流柱部分的隔膜纸较干涸，而电容器底部纸较湿润；电容器工作时是底部朝上。由此可以认为是靠近集流柱部分温度高，溶剂蒸发并向电容器底部聚集，并且在底部发生一些聚合、酯化反应，导致底部隔膜纸变黑，类似食用油烧焦后的颜色，底部阳极铝膜也发黄。
2.4 利用扫描电镜技术SEM 观察电容器不同状态下（正常工作、爆炸前夕和爆炸后）微观结构变化。通过此方法可以观测出电容器在爆炸前夕是否出现内部放电现象，如果发生内部短路放电，铝阳极多孔膜将被击穿，出现大的击穿孔洞。
图3 新电容器爆炸前后SEM图片 Fig. 3 SEM of new/old capacitor before/after explosion
阳极铝箔的SEM结果表明，电容器阳极铝箔上分布了大量微米级的孔结构，5万倍高放大倍数观察发现微孔壁上全部发孔成纳米孔结构，大量微米和纳米级孔结构大大地增加了阳极Al2O3箔的比表面积，也即增大了电容器的电容。比较新电容器爆炸前后的微观结构，未发现有明显变化，见图3。 新旧电容器以及爆炸前后微观结构均未观察到明显变化。观察到部分电容器阳极铝箔微孔结构严重破坏的情况，是因为电容器本身不合格。而爆炸前后的孔结构未发现明显变化。但仔细分析旧电容器还是能发现一些微小的结构变化，见图8。从使用过1万小时后的电容器微观结构看，长期使用后阳极铝箔微观结构受到一定程度的破坏，主要体现在大量纳米级孔结构坍塌，见图4中红色圈所示，这样大大地降低了铝箔的比表面积，即电容器电容下降，性能衰减。这也是铝电解电容器使用过程中性能衰减的主要原因。
图4 使用约1万小时后电容器爆炸前后SEM图片 Fig. 4 SEM of capacitor used for 10000 h before/after explosion
2.5 气体成分与来源分析 爆炸是因为电容器内部气体压力过大，来不及释放造成的。故十分有必要通过爆炸模拟实验，检测爆炸前期电容器内部产生气体的情况，主要是采用气体质谱仪，分析气体的成分如氢气、氧气或者别的气体。电容器内部有很大空间是充满空气的，所以在检测气体中不可避免的存在氧气、氮气。电解液中存在痕量的水，大概含量在3-5%，这部分水在电容器使用或者测试过程中发生电解，产生氢气，同时电解液本身在高温高电压下也会发生化学反应，比如五硼酸铵在90℃以上则分解放出氨。
将电容器进行交流或直流反接后，使得电容器喷气，将气体收集后进行气体成分分析，分析方法采用气相色谱。由于收集气体存在一定的困难，采用玻璃瓶收集，先抽真空，然后加电压使得电容器喷气，气体喷
