Kio estas la karakterizoj de la defektmecanismoj kaj preventivaj mezuroj de elektra kapacitoro?
1 Kapacitoroj por Enerĝio: Fiaskaj Mekanismoj
Enerĝia kapacitoro ĉefe konsistas el korpuso, kapacitorkerno, izolila medio kaj terminala strukturo. La korpuso kutime estas farita el maldika ŝtalo aŭ nerostiga ŝtalo, kun busoj velditaj al la kovro. La kapacitorkerno estas envoluita el polipropilena folio kaj aluminiabando (elektrodoj), kaj la interno de la korpuso estas plenigita per likva dielektriko por izolado kaj disvastigo de varmo.
Kiel tute fermita aparato, komunaj fiaskotipoj de enerĝiaj kapacitoroj inkluzivas:
Fiasko de interna kapacitorelemento;
Fusilo rompiĝas;
Interna mallongcirkvitaj eraroj;
Ekstera elektriĉa defekto.
Internaj fiaskoj estas pli detruaj por la kapacitorokorpo kaj, unufoje okazintaj, ĝenerale ne povas esti riparitaj surloke, signife influante la efektivigon de la equipamento.
1.1 Fiasko de Interna Kapacitorelemento
La fiasko de kapacitorelemento estas ĉefte kaŭzita de faktoroj kiel aldonaĵa maljunaĵo, intrado de humido, produktaddefektoj, kaj severaj operaciakondiĉoj. Se la elemento mankas internan fusilon, unuopla elemento-fiasko mallongcirkvituos siajn paralelan konektitan kontraŭparton, forigante ilin el tenshavado. Tio pligrandigas la operacian tension tra la restantaj seriekonektitaj elementoj. Sen oportuna eraroizolado, tio povas prezentigi seriozan sekurecan danĝeron kaj eble kondukos al katastrofa fiasko.La uzo de internaj fusiloj ebligas efikan kaj oportunan izoladon de defekta elemento, plibonorigante la operacian sekurecon.
La fiasko de kapacitoro povas esti klasifikita en tri tipoj: elektra fiasko, termica fiasko kaj parta disŝargo-fiasko.
Elektra Fiasko: Kaŭzita de super-tension aŭ harmonikoj, kondukante al tro alta elektra kamppotenca denseco tra la dielektriko, rezultigante izoladan fiaskon je defektaj punktoj. Ĝi karakteriĝas per mallonga daŭro kaj alta kamppotentca denseco. La fiaska forteco estas proksime rilatita al la uniformeco de la kampon sed malpli sentema al temperaturo kaj daŭro de la tension.
Termica Fiasko: Okazas kiam la varmproduko superas la disvastigon, kaŭzante kontinuan temperaturmonton en la dielektriko, kondukante al materiala degeneracio kaj finfine izolada fiasko. Tio kutime okazas dum stabil-stata operacio, kun relative pli malalta fiaska tension kaj pli longa aplikebla tempodurado ol elektra fiasko.
Parta Disŝargo-Fiasko: Rezultas el lokalaj alta elektra kampon en la dielektriko, superanta la fiaskan forticon de malalt-permesileca regionoj kiel likvoj, gazoj, aŭ impurajoj. Tio inicias partajn disŝargojn kiuj gradualdegenerigas la izoladan performon, fine evoluigante kompletan elektrod-tranĉan fiaskon. La procezo estas progresiva, evoluanta de nepenetrantaj disŝargoj al tuta izolada fiasko.
1.2 Fusilo Rompiĝas
Fusila protekto estas unu el la plej komunaj protektaj mezuroj por enerĝiaj kapacitoroj kaj ludas vitalan rolon en la sekura kaj stabila funkcio de kompensaciaj sistemoj. Ĝi estas kategorizita en ekstera kaj interna fusila protekto.
Ekstera Fusila Protekto: Kiam interna kapacitorelemento fiaskas, la defekta fluo tra la kapacitoro kaj ekstera fusilo pliiĝas. Unufoje la fluo atingas la nominalan fondantan valoron de la fusilo, la fusilo varmiĝas, rompas la termikan ekvilibron kaj fundas, diskonigante la defektan kapacitoron por preveni la vastiĝon de la defekto.
Interna Fusila Protekto: Post la fiasko de elemento, paralelaj elementoj disŝargas en la defektan elementon, generante altamplitudan, rapide malpliiĝantan tranĉan fluon. La energio de tiu fluo fundas la serie-konektitan internan fusilon, izolante la defektan elementon kaj permesante al la resto de la kapacitoro daŭrigi funkciadon.
En praktiko, malbona elekto de fusilo aŭ malbona kontaktado de terminaloj povas kaŭzi anormalan fusilan fundadon dum normala operacio, malĝuste forigante sanajn kapacitorojn kaj reduktante reaktivan potencelaboron.
Se internaj fusiloj estas malbone grandecitaj kaj ne povas tempe izoladi defektojn, la defekto povas malboniĝi, eble kondukante al eksplodo aŭ fajro de la kapacitoro.
1.3 Interna Mallongcirkvito
Interna mallongcirkvito en enerĝiaj kapacitoroj ĉefe inkluzivas vivajn elektrod-al-korpuson mallongcirkvitojn kaj inter-elektrodajn mallongcirkvitojn. Tiuj estas ĉefte kaŭzitaj de longtempa dielektrika maljunaĵo, interna intrado de humido, super-tension streso, aŭ inherentaj izoladaj defektoj de dizajno aŭ produktadproceso, ĉio kiu povas konduki al truparta izolada fiasko kaj interna mallongcirkvito.
1.4 Ekstera Disŝargo-Fiasko
Eksteraj disŝargo-fiaskoj rilatas al defektoj okazantaj ekster la kapacitorokorpo, kaŭzitaj de eksteraj faktoroj kiel surfaca lumfluo de buso, bus-trupo, fazo-al-fazo aŭ fazo-al-ter mallongcirkvitoj, aŭ krakado de porcelanbusoj pro mekanika streĉo. Tiuj defektoj havas diversajn kaŭzojn sed okazas en la ekstera cirkvito. Ili povas ĝenerale esti detektitaj kaj limigitaj tempe per rela protektado, rutinaj inspektadoj aŭ sen-linia testado. Ilia probablo kaj severeco estas malpli ol internaj defektoj, tamen ili ankoraŭ meritas sufiĉan atenton.
2 Komunaj Fiaskaj Karakterizoj kaj Kauzoj de Enerĝiaj Kapacitoroj
2.1 Olsago el Kapacitorokorpo
Kiel tute fermita, alta kamppotenca, alta-flua aparato, olsago en energetia kapacitoro ne nur reduktas la izoladon pro malalta olevelo, sed ankaŭ permesas la intradon de humido pro malalta interna preso. Tio kondukas al izolada damaĝo, malpliiĝo de izolada rezisto, kaj finfine interna elemento-fiasko aŭ eĉ eksplodo.
Ĉefaj kaŭzoj de olsago inkluzivas: malbona veldado kaŭzanta nedifektan sigeladon; maljunaĵo aŭ maluniforme streĉitaj gasketoj; mekanika damaĝo dum transportado aŭ instalado; malbona manteno kaŭzanta korporan korozion; kaj mekanika streĉo damaĝanta bus-sigelado.
2.2 Deformiĝo de Kapacitorokorpo
Sub normalaj operaciakondiĉoj, minora dilatiĝo aŭ kontraktiĝo de la kapacitorokorpo pro temperaturaj kaj tensionaj variasoj estas akceptebla. Tamen, kiam la interna elektra kamppotenca denseco estas tro alta, kaŭzante partan disŝargon aŭ mallongcirkvitojn, la dielektriko desegregiĝas kaj generas grandan kvanton de gaso. Tio pliiĝigas la internan preson en la fermita ĉambro, kondukante al bulgo aŭ deformiĝo de la korpuso.
Unufoje severa deformiĝo okazas, on-loka riparo estas ĝenerale ne ebla, kaj anstataŭigo estas necesa. Deformiĝo de la korpuso ne nur pligrandigas la internan izoladan degeneracion, sed eble ankaŭ damaĝas la elektran strukturon, ŝanĝante la originalajn izoladajn distancojn. En severaj kazoj, ĝi povas kaŭzi bus-frakton (vidu Fig. 1), eble kondukante al eksplodo aŭ fajro.
Deformiĝo de la korpuso estas ĉefte kaŭzita de produktokvalitaj problemoj, kiel: malbona kvalito de elektrodmaterialo aŭ dielektriko; uzado de ne-gas-absorbanta izolila oleo; subnorma produkta medio aŭ proceso; restantaj impurajoj dum produkcio; troa penado por specifaj performancmetrikoj; aŭ tro maldika korpusmaterialo.
2.3 Anormala Temperatura Pliiĝo en Kapacitoroj
Anormala temperatura pliiĝo en energetiaj kapacitoroj kondukas al tro alta korpusa temperatura, kiu plispedas la thermalan maljunaĵon de la interna dielektriko, reduktas ĝian izoladan forton, kaj eble eĉ provokas partan disŝargon. La servoperiodo de energetiaj kapacitoroj ĝenerale sekvas la "8°C-regulo": por ĉiu 8°C pliiĝo super la dezignpermesa operacia temperatura, la atendata vivo estas proksimume duobligita.
Anormala temperatura pliiĝo estas ĉefte kaŭzita de malbona ventilo aŭ longdaŭra super-flua situacio. Ekzemploj inkluzivas: nereasona spacia arango de la kapacitorĉambro aŭ malbona pozicio de ventilo-aparatoj kondukante al malbona varm-disvastigo; pli granda varmproduko pro super-tension operacio kaŭzanta super-fluon; kaj harmoniaj fluoj produktitaj de rektililoj ankaŭ kontribuas al la supervarmado de kapacitoro. Aldone, dielektrika maljunaĵo, intrado de humido, aŭ interna komponenta defekto povas pliigas la potencajn perdetojn, plu pliigante la temperaturmon.
2.4 Surfaca Lumfluo sur Kapacitor-buso
Komponentoj en energetiaj kapacitorinstaladoj estas ĝenerale kompakte aranĝitaj. Dum operacio, la ĉirkaŭa medio havas altan temperaturon kaj elektran kampon, faciligante la adsorbon de aeraj ŝarĝitaj partikloj. Tio kondukas al kontaminaĵo sur la bus-surfaces, pliiĝante la surfacan leklan fluejon. Sub la kombinita influo de sistemo-harmonikoj kaj tension, lokala surfaca arkado povas okazi sur la bus-porceano. Kiam la kontaminaĵo akumuliĝas al kritika nivelo, ĝi povas rezulti en surfaca lumfluo, acompanyita de anormala sono. En severaj kazoj, tio povas kondukadi eksteran fazo-al-ter mallongcirkviton.
2.5 Anormala Sono el Kapacitoroj
Energetiaj kapacitoroj estas statikaj reaktivaj kompensaj aparatoj sen moviĝantaj partoj aŭ elektromagnetaj ekscitkomponentoj. Sub normala operacio, ili ne devus produkti audigeblan sonon. Se anormala sono okazas dum operacio, ĝi povas indiki altenergia partan disŝargon en la kapacitoro, kaj la equipamento devus tuj esti sen-energiigita por inspektado.
2.6 Rupturo de Kapacitoro
Rupturo de kapacitoro estas severa fiasko kun signifaj konsekvencoj. Ĝi ĝenerale okazas kiam interna kapacitorelemento suferas inter-elektrodan aŭ elektrod-al-korpuson izoladan fiaskon, rezultigante truan mallongcirkviton. Aliaj kapacitoroj operantaj en paralelo tiam rapide ŝargos kaj disŝargos en la defektan uniton. Se la injektita energio superas la mekanikan forton de la korpuso, la kapacitoro povas rupturi kaj jeti oleon, eble kaŭzante fajron, danĝerigante la tutan substancon, kaj eĉ kondukante al personaj blesoj aŭ mortoj.
Kaskada ruptura incidento implikanta tutan kapacitorbankon estas montrita en Figuro 2, trigere de interna kapacitorelementfiasko; la detalaj kondiĉoj de la defektan elementon estas ilustritaj en Figuro 3.
2.7 Supervarmado de Kapacitorbanka Konnectterminals
Unufoje energiigita, kapacitorbankoj operacias sub plena ŝargo kun alta cirkvita fluo. Se internaj konnektoj havas malbonan kontaktadon, malbonan dizajnon aŭ instaladpraktikon, aŭ malplenan mantenon, lokala supervarmado en la konnektpunktoj povas okazi. Longdura supervarmado povas kondukadi al trogranda akumulo de termika energio, eble kaŭzante la fondujon de la konnektaj konduktoroj. Supervarmadaj defektoj en kapacitorbankaj terminaloj estas relativaj komunaj; la stato de fondujita konekto estas montrita en Figuro 4.
3 Preventaj Mezuroj kontraŭ Akcidentoj
3.1 Sekurado de Equipamenta Kvalito en Produkto kaj Instalado
La sekura operacio de energetiaj kapacitoroj dependas de la kvalito de la equipamento en produkto kaj instalado. Dum la produkto, estas esence strikte sekvi la procesfluojn, uzi kvalitajn raw-materialojn kaj produktaequipamentojn, kaj plibonorigi la kvalit-supervizadon tra la tuta proceso. Rigora kontrolado en la fabriko asertas la produkta kvalito. Lokaj instaladoj devus esti racie "faza kaj grupa" por aserti balancitan kapacitan egaligon inter fazoj kaj sekcioj. Aldone, emfazo devus esti metita sur la lokan transdonon kaj akcepton post la instalado por garantii la instaladan kvaliton kaj minimumigi la defektojn dum la operacio.
3.2 Plibonorigo de Operaciaj kaj Funkciadaj Metodoj
Dum la energiigado kaj sen-energiigado de liniaj ŝargoj, kapacitorbankoj devas sekvi la principon "unufoje diskonigu, poste konektu", dum la ŝargolinioj devas sekvi la ordon "unufoje konektu, poste diskonigu". Tiu ordo ne povas esti arbitre ŝanĝita.
Antaŭ la restarigo de la operacio de kapacitorbankoj, suficxa disŝargotempo devas esti certigita. Frekventaj ŝaltadoj de kapacitorbankoj devas esti minimumigitaj; nur post kompleta disŝargo povas re-konekti. Se defekto kaŭzas la protektan aparaton salti la kapacitorbankon, ĝi ne povas esti re-konektita antaŭ identigado de la kaŭzo por preveni la vastiĝon de la akcidento.
Por eviti altajn harmoniojn influantajn kapacitorbankojn, elektu taŭgajn reaktoran valorojn bazitajn sur specifaj aplikscenaroj. Tio efektive supresas altajn harmoniojn, reduktas inrusan fluon kaj super-tension post la konektado, asertante la sekuran funkciadon de la tuta sistemo.
3.3 Kontrolo de Operacia Ambienta Temperaturo
La operacia temperatura de kapacitoroj direktas ilian performadon kaj vivperiodon. Alta temperatura plispedas la izoladan maljunaĵon, mallongigante la servoperiodon. Do, la kontrolado de la operacia ambienta temperatura estas esenca. Interne instalitaj kapacitorbankoj devus teni bonan ventilon, kaj kie necesas, instali aŭtomatan temperaturkontrolsistemojn. Eksteraj unitoj devus eviti rekta sunlumo kaj aserti propran ventilon kaj varmdispersadon. Regule faru viva infraruda termografio al kapacitorbankoj kaj rilataj equipamentoj por tempe preni mezurojn, asertante ke la interna mebla temperaturo kaj la ambienta temperaturo konformas al reguloj.
3.4 Realigo de Online-Monitorado de Equipamenta Funkciada Statuso
Instalado de online-monitoradaj aparatoj sur kapacitorbankoj faciligas la realtempan monitoradon de funkciada statuso, helpante en la tempra detektado kaj pritraktado de potencialaj defektoj. Tio inkluzivas la monitoradon de efektiva operacia tension, partaj disŝargoj, dielektrika perdo, kapacito, leklan fluon, kaj aliaj karakterizaj signaloj. Ne nur tio helpas en la diagnozo kaj izolado de defektoj, sed ankaŭ ebligas la analizon de potencialaj defektoj, asertante prediktan defekto-advertadon.
3.5 Plibonorigo de Rutina Inspektado de Equipamento
Fortigo de rutina inspektado estas esenca por aserti la normalan funkciadon de kapacitorbankoj. Fokuson devus meti sur la kontroladon de korpusa deformiĝo, olsago, kontaminaĵnivelo de porcelan-insulatoroj, signoj de disŝargo, elektraj distancoj, kaj ambienta temperaturo. Helpiloj kiel infraruda termografio povas detekti supervarmadon en konexioj, ebligante tempan mantenon kaj asertante la sekuran funkciadon de energetiaj kapacitorasembladoj.
Konkludo
Per analizo de la fiaskaj mekanismoj, karakterizoj, kaj kaŭzoj de energetiaj kapacitoroj, ĉi tiu artikolo proponas preventajn mezurojn el kvin aspektoj: kvalito de equipamento kaj instalada komisionado, funkciadaj metodoj, kontrolado de operacia ambienta temperaturo, online-monitorado de funkciada statuso, kaj rutina inspektado. Tiuj rekomendoj donas praktikan gvidon por efektiva aplikado de energetiaj kapacitoroj.
