Die äußere Versiegelungsschicht von Hochspannungs-Keramikkondensatoren, insbesondere die Epoxidschicht, dient nicht nur als Kapselungsmaterial, sondern hat auch erheblichen Einfluss auf die Gesamtqualität und die Eigenschaften des Kondensators selbst.

 

In erster Linie ist die Verbindung zwischen den Keramikchips und der Epoxidschicht ein kritischer Verbindungspunkt. Eine schwache Bindung kann zu einer geringeren Kapazität führen. Daher wirkt sich die Dichte dieser Bindungsstellen direkt auf die Integrität der Epoxidschicht aus, wobei eine dichtere Bindung zu einer geringeren Anzahl von Teilentladungen führt.

 

Zweitens kommt es beim Betrieb von Keramikkondensatoren unter Hochspannungs- oder Entladungsbedingungen zu wärmebedingten Spannungen. Diese wiederholte thermische Belastung führt zu einem Missverhältnis zwischen Ausdehnung und Kontraktion zwischen den Kernkomponenten, was zu einer Delaminierung des Harzes führt. Die Gasableitungskapazität innerhalb des Kondensators nimmt erheblich ab, während die Belastung der Epoxidschicht dramatisch zunimmt, wodurch der Kondensator anfällig für Ausfälle wird.

 

Darüber hinaus ist allgemein anerkannt, dass Kondensatoren nach dem Sinterprozess bei hohen Temperaturen eine Erholungsphase benötigen, um thermische Belastungen durch natürliche Prozesse abzubauen. Je länger die Erholzeit ist, desto besser können die Kondensatoren Spannungen standhalten und so eine höhere Qualität gewährleisten. Vergleicht man beispielsweise neu hergestellte Kondensatoren mit solchen, die eine fast zweimonatige Erholungsphase durchlaufen haben, weisen letztere eine viel höhere Spannungstoleranz auf und erreichen Werte von 80 kV oder mehr, selbst wenn sie zunächst bei 60 kV getestet wurden.

 

Darüber hinaus kann die Wahl der Epoxidmaterialien die Leistung der Kondensatoren bei unterschiedlichen Temperaturen beeinflussen. Bei einigen Hochspannungs-Keramikkondensatoren kann es bei niedrigen Temperaturen zu einer verminderten Wirksamkeit kommen. Wenn es beispielsweise Gefriertemperaturen von bis zu -30 Grad Celsius ausgesetzt wird, können sich aufgrund der schlechten Epoxideigenschaften bei so niedrigen Temperaturen oder der Unverträglichkeit mit der Ausdehnung und Kontraktion der Keramikchips Risse bilden. Folglich kann die durch extreme Kälte verursachte ungleichmäßige Belastung das Volumen nicht im gleichen Maße reduzieren, was zu strukturellen Spannungen führt.

 

Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren und die Sicherstellung der Qualität der Epoxidschicht können Hersteller die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit von Hochspannungskondensatoren verbessern.