Im vorherigen Artikel haben wir uns mit einem der beiden verschiedenen Selbstheilungsmechanismen in metallisierten Folienkondensatoren befasst: der Entladungs-Selbstheilung, auch bekannt als Hochspannungs-Selbstheilung. In diesem Artikel betrachten wir den anderen Typ der Selbstheilung, die elektrochemische Selbstheilung, die auch häufig als Niederspannungs-Selbstheilung bezeichnet wird.

Elektrochemische Selbstheilung

Diese Selbstheilung tritt häufig bei Aluminium-Metallfilmkondensatoren im Niederspannungsbereich auf. Der Mechanismus dieser Selbstheilung ist folgender: Befindet sich ein Defekt in der dielektrischen Schicht des Metallfilmkondensators, fließt nach Anlegen einer Spannung (selbst bei sehr niedriger Spannung) ein hoher Leckstrom durch diesen Defekt. Dieser äußert sich darin, dass der Isolationswiderstand des Kondensators deutlich unter dem in den technischen Daten angegebenen Wert liegt. Der Leckstrom enthält offensichtlich Ionenströme und möglicherweise auch Elektronenströme. Da alle organischen Schichten eine gewisse Wasseraufnahmerate (0,01 % bis 0,4 %) aufweisen und Kondensatoren während Herstellung, Lagerung und Betrieb Feuchtigkeit ausgesetzt sein können, besteht ein signifikanter Anteil des Ionenstroms aus O₂⁻- und H⁺-Ionenströmen, die durch die Elektrolyse von Wasser entstehen. Nachdem das O2-Ion die mit AL metallisierte Anode erreicht hat, verbindet es sich mit dem AL zu AL2O3, welches mit der Zeit allmählich eine AL2O3-Isolierschicht bildet, um den Defekt abzudecken und zu isolieren. Dadurch erhöht sich der Isolationswiderstand des Kondensators, und es kommt zu einer Selbstheilung.

Es ist offensichtlich, dass für die Selbstheilung eines metallisierten organischen Filmkondensators eine bestimmte Energiemenge benötigt wird. Diese Energie stammt aus zwei Quellen: der Stromversorgung und der exothermen Oxidations- und Nitrierreaktion des Metalls im beschädigten Bereich. Die für die Selbstheilung benötigte Energie wird oft als Selbstheilungsenergie bezeichnet.

 
Die Selbstheilung ist die wichtigste Eigenschaft von Metallfolienkondensatoren und bringt erhebliche Vorteile mit sich. Allerdings gibt es auch Nachteile, wie beispielsweise die allmähliche Verringerung der Kondensatorkapazität. Bei starker Selbstheilung kommt es zu einem deutlichen Kapazitäts- und Isolationswiderstandsabfall, einem signifikanten Anstieg des Verlustwinkels und schließlich zum Ausfall des Kondensators.

Sollten Sie Erkenntnisse über andere Aspekte der Selbstheilungseigenschaften von metallisierten Filmkondensatoren haben, besprechen Sie diese bitte mit uns.