جهاز اختبار تيار تسرب المكثفات الكهرلية

المكثف الكهرلي المتسرّب قلّما يفشل فشلًا مباغتًا. فهو ينزلق ويسخن ويجفّ على مدى عمر خدمة أقصر من الذي في ورقة بياناته، والإنذار الوحيد تيار تسرب تجاوز حدّه. وقياس ذلك التيار بسيط في المبدأ عسير في التطبيق، لأنه ميكرو أمبيرات جاثمة فوق تيار شحن يكبرها آلاف المرات.

نظرة عامة على المنتج

هذا جهاز منضدة بطراز واحد أُعدّ لذلك القياس. يسلّم جهدًا مستمرًا قابلًا للضبط حتى 500 V، ويحبس المكثف عند ذلك الجهد زمنًا مضبوطًا، ويقيس التيار المتبقّي، ثم يفرّغ العنصر قبل فتح الحامل.

ولوحة المقدمة تحمل شاشة رقمية، وضبط الجهد والزمن، وطرفَي الاختبار المحجوبين. والعلبة بعرض 330 mm وزنها نحو 5 kg، وعلى الجسم تحذير جهد عالٍ. ويُورَّد الجهاز بسلك شبكة وبحامل اختبار يناسب علبة المكثف.

آلية عمل جهاز اختبار التسرب

يشحن الجهاز المكثف عبر مصدر محدود التيار حتى يبلغ جهد الطرفين القيمة المضبوطة، ثم يحبس ذلك الجهد بينما يهبط التيار. وما يُعرض بعد الحبس هو تيار التسرب: التوصيل الصغير عبر العازل وعبر الحشوة الذي يستمر بعد اكتمال شحن الصفيحتين.

وزمن الحبس هو الجزء من الإجراء الذي يحسم القراءة. فالمكثف المشحون للتوّ ما زال ممتصًّا وتياره يهبط هبوطًا حادًّا؛ والمكثف نفسه بعد دقيقة يجلس على منحنى أفلت بكثير. وضبط زمن الشحن بين 0 و99 s يثبّت نقطة على ذلك المنحنى، فتُقارن حالتان أو دفعتان إنتاجيتان في الموضع نفسه. وزمن التفريغ، حتى 9 s، يُضبط للسبب نفسه: إنزال العنصر إنزالًا متوقَّعًا قبل مناولته.

وثلاثة مديات للتيار تغطّي من 0,01 µA إلى 30 mA، وخطأ القراءة ±1% ±2 أرقام. ودلالة تجاوز الحدّ، بدقة ±3%، هي ما يحوّل القراءة إلى نجاح أو فشل دون أن يقارن المشغّل الأرقام.

كيف تختار جهاز اختبار التسرب المناسب

الطراز واحد هنا، فالاختيار مطابقة للإجراء لا مفاضلة بين بدائل. والسؤال الأول جهد الاختبار: يجب أن يبلغ جهد تصنيف العناصر، و500 V تغطّي علب التغذية الشائعة 400 V و450 V كما تغطّي العناصر منخفضة الجهد.

والثاني السعة، لأنها تحدّد زمن الشحن. فالعنصر الصغير يبلغ جهد اختباره في ثانية؛ والعلبة الكبيرة تسحب تيار الشحن كاملًا زمنًا أطول بكثير، وإن كان زمن الشحن أقصر من الزمن اللازم لبلوغ الجهد فالجهاز ما زال يقيس تيار الشحن حين تُؤخذ القراءة.

والثالث حدّ التسرب نفسه. فحدّ في الميكرو أمبيرات الدنيا يحتاج المدى الأدنى وحاملًا مستقرًّا؛ وحدّ في الملّي أمبيرات أسهل قياسًا لكنه أكثر عرضة لتأثير تسخين العنصر أثناء الاختبار. والرابع الحامل: فتباعد الأطراف وقطر العلبة وهل يُختبر العنصر قبل تركيب الحشوة أم بعده تحسم الحاملَ أكثر مما يحسمها الجهاز.

أرسل السعة وجهد التصنيف وحدّ التسرب وزمن الحبس في الإجراء، فيُحدَّد الحامل مع الجهاز.

حدود القياس واعتبارات الاختيار

القياس يجري عند جهد مستمر، فهو يصف العازل في مجال ثابت لا سلوك المكثف في دائرة. فالمقاومة التسلسلية المكافئة وسماحية السعة والمعاوقة عند التردد قياسات منفصلة، والمكثف الذي يجتاز اختبار تسرب قد يبقى عنصرًا رديئًا لتغذية تبديلية.

والحرارة أشدّ ما يؤثر في تيار التسرب. فالعنصر المقيس باردًا والعنصر المقيس دافئًا لا يتفقان، وقد يكون الفرق بينهما أكبر من نطاق السماحية. والاختبار في محيط مضبوط، أو على الأقل في محيط ثابت، أهمّ من رقم دقة الجهاز نفسه.

وزمن الحبس يجب أن يكون أيضًا طويلًا بما يكفي ليكون للقراءة معنى في علبة كبيرة، وذلك هو السبب العملي في أن مؤقّت الشحن يبلغ 99 s. وحيث يطلب الإجراء نقعًا أطول من ذلك، يجب استعمال الجهاز مع خطوة توقيت خارجية لا أن يُمدّ فوق ضبطه.

وأخيرًا تشمل القراءة تسرب الحامل والسطح بين الأطراف. فحامل ملوّث عند 500 V قد يسرّب أكثر من المكثف المفحوص، ولهذا كانت الأطراف محجوبة، ولهذا كان فحص الصفر دون عنصر مركَّب جزءًا من الإجراء.