[科普中国]-真空电容器

真空电容器就是以真空作为介质的电容器。这种电容器的电极组是采用高导无氧铜带通过一整套高精度模具一道道引伸而形成的一组同心圆柱形电极被密封在一个真空容器中。因此其性能稳定可靠，不容易产生飞弧、电晕等现象.

分类一类是玻璃绝缘外壳真空电容器，分为固定玻璃真空电容器(CKB)和可变玻璃真空电容器(CKBB)，另一类是陶瓷绝缘外壳真空电容器，又分为固定陶瓷真空电容器(CKT)，可变陶瓷真空电容器(CKTB)，水冷式可变陶瓷真空电容器(CKTBS)。1

性能真空电容器与其他介质的电容器相比，具有耐压高、体积小、损耗低、性能稳定可靠等特点。独特之处有以下几方面：

1、额定电压。由于真空的高绝缘强度，加之防尘污染，防潮等特性，使对于一定尺寸和容量来说真空电容器具有大的额定电压值。高的可达几十万伏。

2、损耗小，额定电流大。由于电容器采用真空介质和低损耗的绝缘外壳及无氧铜电极结构，在一般对流冷却情况下，即使在很高的频率下，也能通过很大的射频电流。如果采用特殊水冷却结构，射频电流可达上千安培。

3、节省空间。对于给定的电容量和额定电压值真空电容器所占空间最小。

4、调节范围宽。最大容量和最小容量比值高达150：1，可由几个皮法到几千皮法，成为用于宽调谐范围的理想元件。

5、对过电压有自愈能力。真空电容器能承受瞬时的过电压，而对其他电容器来说，将会造成永久性破坏。

6、高海拔工作能力。真空密封可以使真空电容器工作在高海拔地区而不致使其特性降低。1

使用注意事项1、包装及运输检查

真空电容器的绝缘外壳是由玻璃或陶瓷构成的，属于易碎品。电容器从生产厂家发到，都要经过长途运输。甚至还要经过几次周转，所以在收到货以后，首先要检查包装箱是否完好无损。开箱时小心谨慎，拆卸钉子或螺丝时，要尽量使真空电容器不受振动或冲击，从箱内取出产品时要轻拿轻放，同时核对箱外标记和箱内电容是否一致。

2、产品合格证的检查

看一看是不是所要的型号，合格证编号和产品编号是否一致，主要参数是否符合要求。

3、外观检查
电容器要有清晰牢固的一个标志：制造厂商标，电容器型号，制造年编号。检查电容器外观要清洁无油污，外壳无裂痕，金属部分不应有碰伤或锈蚀。真空电容内部不应有活动碎屑。1

应用1）广播通讯设备：真空电容器在中波、短波、超短波发射机上，作为调谐、耦合、滤波、中和、隔直流等元件。

2）半导体制造设备：用于等离子体的沉积和刻蚀设备。

3）高频工业设备：用于高频介质加热和焊接等。

4）医疗器械：医疗分析仪及治疗仪等。

5）高能物理：高能粒子加速器等。

6）电力设备：用于介质损耗测试设备。

故障处理注意事项1、查找故障时，应该避开机房正在播音的频率以及邻近 天线的感应。

2、查找故障应本着先简后繁的原则。不要形成思维定 似，在上述方法不能查明故障时，可查找其它元器件和相应 的外围电路等。

3、查找电容故障时，为防止误判断，对电容打压一定 要打到足够的耐压值。

4、更换上的新电容一定要进行打压和耐压测试。防止 更换上的新电容已经击穿或耐压不足，避免走弯路。

5、新电容的电容值和马达位置一定要严格形成对于 关系，否则将导致失谐。所以，更换完电容后应从最大值到 最小值转动响应的肝马达位置来确定安装是否准确。

6、更换新电容操作中所有的螺丝不能滑抠，不能使螺 丝出现毛刺，防止因为毛刺引起射频打火。

陶瓷真空电容器失效模式真空电容器的失效模式一般表现在如下几个方面：

(1)漏气：漏气后，陶瓷真空电容器内外压力平衡，活动轴在波纹管的张力作用下向上凸起，用手可以上下移动活动轴。

(2)内部打火：在瞬间的异常高压下，电容内部耐压薄弱点发生击穿，造成不可恢复的损伤。

(3)绝缘瓷体裂纹：在过大的机械应力、异常高温、环境温度的急剧变化等情况下很容易发生。

(4)局部过热：主要是异常的高频电流引起。

(5)内部电极变形：同心圆电极组在制造和使用过程中均有可能造成铜板变形。

(6)耐压降低：由于环境应力、过载工作、使用不当或长期存放等原因引起真空度降低。电容器在使用初期功率较低时正常，功率增大或加调幅后出现过荷、打火。

(7)两组电极短路：由于内部打火，造成固定电极组和动电极组变形短路。

(8)个别频点不能稳定工作：在很窄的频段内不能稳定工作，其余工作频段均能稳定工作。

(9)传动丝扣滑丝：传动杆丝扣(包括螺母丝扣)局部滑丝。

(10)使用不当：真空电容器本身正常，由于安装不正确或起始容量值设置不对以及人工调谐、调载操作不熟练等原因引起。

失效原因(1)机械应力与蠕变：真空电容器内部击穿电压的大小，主要取决于电容极板问空隙大小。由于电极是由铜板退火而制成的，所以变得很软，再加上两极间的距离通常只有几个mm，所以意外的磕碰、撞击、摔落等都有可能引起内部形变，造成不可修复的损伤，轻者耐压减低，重者可能造成陶瓷破裂，电容漏气而报废。

(2)波纹管疲劳：由于波纹管承受一定的应力，并不停地作往返运动，容易产生金属疲劳而漏气。应力越大、反复运动次数越多，疲劳速度越快。金属的疲劳在后期具有突发性，容易导致突发性真空电容失效。

(3)冷却不足：陶瓷真空电容器的冷却方式有自然对流冷却、强迫空气冷却和循环水冷却三种。电容器的正常工作电流是在保证正常的冷却条件下实现的，一旦冷却效率降低或冷却不均匀，电容器就会因过热而缩短寿命。

(4)外部打火：特别是陶瓷与金属(可伐)封接处的打火，容易造成漏气。

(5)润滑缺失：真空可变电容器在高温下工作，润滑油脂容易失效，造成传动螺杆的螺纹过度磨损而滑丝。

(6)环境应力：在温度、湿度、灰尘、有害气体、微生物等环境因素的综合影响下，电容器的外壳金属部分容易锈蚀，尤其是淘瓷与金属(可伐)焊缝薄弱部分的锈蚀，易造成器件的慢性漏气。同时，由于电容器内部除气不彻底，还会在贮存过程中缓慢释放气体，使器件内真空度降低。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所