TME | 如何安全地對(duì)電容器放電？

TME:帶電電容器的短路會(huì)極劇地?zé)龤щ娐分械碾娮悠骷推渌M件，并有觸電和起火的危險(xiǎn)。電容器的電容和電壓越大，短路情況下的損壞程度則越大。在將電路中元件移除之前，必須對(duì)電容器進(jìn)行放電。查看如何操作。從本文你將了解到：

電容器工作原理；電容器的參數(shù)；

如何給電容器放電；

電容器目錄

 電容器工作原理？

電容器是由電介質(zhì)隔開兩個(gè)電極的系統(tǒng)，其中聚集了等量相反電位的電荷。電容器有很多種類型，其可分為幾種子類型。它們中最簡單的類型是由兩個(gè)金屬板制成，它們之間為電介質(zhì) -如空氣、陶瓷材料或浸漬紙。這些極板是用于存儲(chǔ)電能的電容器板。

 向電容器極板施加電壓開始產(chǎn)生電荷 – 這類似于電池單元。斷開電壓源后，由于靜電吸引的作用，電荷殘留在電容器板上。累積的電荷相等但電位相反。

電容器的安全放電類似于其充電過程。在以特定電容為特征的直流電壓U施加到電容器接線端子后，電荷Q累積在電容器中，這是電容與電壓的乘積。電容器的電容單位為法拉。在1法拉電容器中，1庫侖電荷產(chǎn)生1伏電壓。由于1法拉是非常大的值，因此用于電子電力的電容器通常具有皮法拉、納法拉、微法和毫法量級(jí)的電容量。

固體電容器分為兩個(gè)基本類別：薄膜電容器和陶瓷電容器。電容器的安全放電在很大程度上取決于其設(shè)計(jì)。聚苯乙烯電容器的特點(diǎn)是高穩(wěn)定性和絕緣電阻率，以及相當(dāng)?shù)偷墓ぷ鳒囟壬舷蕖?/p>

薄膜電容器是由三層薄膜制成，分別為電極-電介質(zhì)-電極，然后將其卷起并放置于合適的外殼中。它們經(jīng)常用于各種家用電器和電子產(chǎn)品的電氣和電子系統(tǒng)中。此類電容器的一個(gè)例子是WIMA FKP2D021001I00HSSD。

 集成電路中最常見的電容器之一是由具有重疊金屬電極的陶瓷板制成的陶瓷電容器，例如：SR PASSIVES CC-10/100型號(hào)。為了放電，值得使用具有高電阻的接收器。

電容器參數(shù)

為了知道如何讓電容器放電，有必要知道表征該電氣元件的參數(shù)。電容器的基本參數(shù)是：額定電容量、電容容差、額定電壓和介電損耗。

 此外，電容器的特性還有：允許的交流電壓、絕緣電阻、電容溫度系數(shù)、氣候類別和尺寸，以及允許的脈沖負(fù)載、額定功率和極限頻率。

 電容量是計(jì)劃對(duì)電容器安全放電時(shí)要考慮的最重要的參數(shù)。這是電容器累積電荷的能力，它與介電常數(shù)和電極板面積的乘積成正比，與電極之間的距離（電介質(zhì)厚度）成反比。

 制造商給定的電容器的電容為額定電容量，實(shí)際上是無法實(shí)現(xiàn)的，電容值可能會(huì)受到許多環(huán)境因素的影響。因此，給出的電容器電容的百分比公差，它是電容實(shí)際值與標(biāo)稱值的百分比偏差。

 電容器損耗確定了與電容器在交流電壓下工作相關(guān)的單位能量損耗，其特征在于損耗角的正切。這些損耗通常大于介電損耗，這與電極上損耗的發(fā)生以及影響電容器系統(tǒng)的頻率和溫度有關(guān)。

如何給電容器放電？

 電容器放電取決于其類型和電容量。對(duì)電容更大的電容器應(yīng)更小心地放電，因?yàn)槎搪房赡懿粌H會(huì)損壞電容器，還會(huì)引起爆炸和電擊。

 電容器的安全放電在于將其兩端的任何電阻性負(fù)載連接至其兩端，這將能夠耗散電容器中所存儲(chǔ)的電能。例如：如何為100 V電容器放電？為此，可以使用普通的電阻器或110 V電壓的燈泡，電容器通過提供電能照亮燈泡，光源同時(shí)也可指示元件的充電狀態(tài)。當(dāng)然，也可為此目的使用另一電阻式接收器。

 電容器的放電應(yīng)使用高電阻接收器進(jìn)行。這樣，累積在極板上的電荷的釋放，將花費(fèi)更長的時(shí)間，但是這將確保完全釋放電荷。

 還可以通過準(zhǔn)備一個(gè)特殊的放電電路為較小電容的電容器放電，其由串聯(lián)連接的電容器和電阻器組成。準(zhǔn)備此種放電系統(tǒng)時(shí)，請(qǐng)注意電容器的放電時(shí)間和所需的電阻器功率的大小。

 電容器放電時(shí)間將等于與電容器串聯(lián)的電阻值和電容的乘積。在這段時(shí)間之后，元件的電壓應(yīng)降至初始電壓的三分之一，并應(yīng)在電阻和電容乘積的五倍時(shí)間內(nèi)完全釋放電量。

 我們接入系統(tǒng)的電阻越小，則電容器放電的速度就越快。例如：如果對(duì)10 uF的電容器采用1kΩ電阻對(duì)其放電，則放電時(shí)間將為0.01 s。如果使用此種電阻對(duì)1 mF的電容放電，則初始充電值1/3的放電時(shí)間延長至1s。

 應(yīng)當(dāng)記住，電容器的安全放電必須選擇適當(dāng)?shù)碾娮柽M(jìn)行。功率過小的電阻會(huì)被損壞。因此，在選擇電阻器時(shí)，應(yīng)考慮電阻器的功耗，此功率等于其電壓的平方除以電阻。標(biāo)準(zhǔn)電阻器可以承載高達(dá)0.25 W的功率。將此種電阻器與具有較大電荷和電壓的大電容器一起使用則會(huì)導(dǎo)致其被燒毀。因此，在元件較小的情況下，值得使用5 W和例如1kΩ的電阻，SR PASSIVES MOF5WS-1K型號(hào)就是其中的一個(gè)例子。

 較大的電容器應(yīng)配備放電電阻，在斷開電源電壓后，放電電阻可在幾分鐘內(nèi)對(duì)該元件進(jìn)行放電。應(yīng)當(dāng)使用YDY 4 mm2電纜對(duì)三相功率電容器進(jìn)行安全放電，包括用PE導(dǎo)體短路元件的各個(gè)相。