Quae sunt characteres et praemonitiones mechanismorum deficiendorum condensatorum electricitatis

1 Mechanismi Fallendi Condensatorum Electricitatis

Condensator electricitatis principaliter constat ex habitaculo, nucleo condensatoris, medio insulatoris et structura terminalium. Habitaculum saepe conficitur ex ferro tenui aut aere inoxidabili, cum bushing coniuncta ad operculum. Nucleus condensatoris involvitur ex folio polypropyleni et lamina aluminii (electrodes), et interior habitaculi impletur liquido dielectrico pro insulatione et dissipatione caloris.

Ut dispositivum perfecte clausum, genera fallendi communia condensatorum electricitatis includunt:

• Interruptio elementi interni condensatoris;

• Fusus fusibilis;

• Defectus circuiti brevis interni;

• Defectus disiectivi externi.

Fallacia interna magis destruens sunt corpus condensatoris, et, ubi facta, generaliter non possunt reparari in loco, significanter affectantes efficientiam utilisationis equipmenti.

1.1 Interruptio Elementi Interni Condensatoris

Interruptio elementi condensatoris principaliter causatur per factores ut senescens dielectrici, ingressus umiditatis, defectus fabricae, et asperas conditiones operationis. Si elementum caret fusibili interno, interruptio unius elementi faciet circuitum brevis elementorum parallelorum, removendo eos a partibus voltage. Hoc augit voltantem super elementa reliqua serie coniuncta. Absque isolatione tempestiva defectus, hoc praebet pericula graviora et posset ducere ad defectus catastrophicos.Usus fusibilis interni permittit isolationem effectivam et promptam elementorum defectorum, augmentans securitatem operationis.

Interruptio condensatoris potest classificari in tres species: interruptio electrica, interruptio thermica, et interruptio disiectiva partialis.

• Interruptio Electrica: Causata per overvoltage vel harmonics, ducens ad fortitudinem electricam nimis altam trans dielectricum, resultans in interruptione insulationis ad punctis defectorum. Haec characterizatur per brevem durationem et altam intensitatem campi. Fortitudo interruendi est stricte coniuncta cum uniformitate campi sed minus sensibilis ad temperaturam et durationem voltage.

• Interruptio Thermica: Occurrit quando generatio caloris superat dissipationem, faciens continuam elevationem temperature in dielectrico, ducens ad degradatio materialis et ultimam interruptionem insulationis. Hoc typice accidit durante operatione steady-state, cum comparativus minoris voltantis interruendi et longioris applicationis voltage comparata interruptio electrica.

• Interruptio Disiectiva Partialis: Resultat ex campis electricis localibus altis intra dielectricum, superantes fortitudinem interruendi regionum permittentiae inferioris sicut liquida, gases, vel impurities. Hoc initiat disiectivos partialis qui gradualiter degradant performance insulationis, eventualiter evolvendo in completam interruendi per electrodes. Processus est progressivus, a disiectivis non penetrantibus ad plenam interruptionem insulationis.

1.2 Fusus Fusibilis

Protectio fusibilis est una ex communiore protectivis pro condensatoribus electricitatis et iocabitur rolum vitalis in operatione secura et stabili systematum compensationis. Haec categorizatur in protectionem fusibilis externam et internam.

• Protectio Fusibilis Externa: Quando elementum internum condensatoris fallit, currentus defectus per condensator et fusum externum crescunt. Cum currentus attingit limen fusi rating, fusus calefacit, frangit equilibrium thermicum, et fundit, disconnectens condensator defectus pro praeventione aggravationis defectus.

• Protectio Fusibilis Interna: Post defectum elementi, elementa parallela disiectunt in elementum defectum, generando currentem transientem altam amplitudinem, rapidissime decrescentem. Energia huius currentis fundit fusum internum series coniunctum, isolando elementum defectum et permitto reliquis condensatoribus continuare operationem.

In praxi, selectio impropria fusi vel contactus terminales malus potest causare fusionem fusi abnormaliter durante operatione normali, removebat condensatores sanos et reducendo output potentiae reactivae.

Si fusi interni imprope dimensionati et non isolant defectus tempestive, defectus potest deteriorari, potentialiter ducens ad explosionem condensatoris vel incendium.

1.3 Defectus Circuiti Brevis Interni

Defectus circuiti brevis interni in condensatoribus electricitatis principale includunt short-circuit vivi electrodum ad habitaculum et shorts inter-electrodum. Haec principaliter causatur per senescens dielectrici diuturnam, ingressum umiditatis internam, stress overvoltage, vel defectus insulationis inherentes ab processibus designi vel fabricae, omnia quae possunt ducere ad rupturas type puncture et circuitus brevis interni.

1.4 Defectus Disiectivi Externi

Defectus disiectivi externi referuntur ad defectus occurrentes extra corpus condensatoris, causatos per factores externos sicut flashover superficiale bushing, perforatio bushing, short-circuit phase-to-phase vel phase-to-ground, vel raptura bushing porcellanae propter stress mechanicus. Haec defectus habent causas diversae sed occurrunt in circuitu externo. Generaliter possunt detectari et mitigari tempestive per actiones protectionis relais, inspectiones routine, vel testes offline. Probabilitas et gravitas eorum sunt minores quam defectus interni, tamen merent sufficientem attentionem.

2 Characteristica Communa et Causae Defectuum Condensatorum Electricitatis
2.1 Effusio Olii ex Corpore Condensatoris

Ut dispositivum perfecte clausum, alta fortitudine campi, alta currente, effusio olii in condensatore electricitatis non solum redigit nivellum insulationis propter diminutionem nivelli olearis, sed etiam permittit ingressum umiditatis propter diminutionem pressionis internae. Hoc ducit ad dampness insulationis, reductionem resistentiae insulationis, et ultimate defectum interni elementi vel etiam explosionem.

Causae principales effusionis olearis includunt: arsura mala ducens ad sigillandum inadequatum; gaskets senescens vel stress inaequaliter; damnum mechanicum durante transportatione vel installatione; maintenance insufficiente ducens ad corrosionem habitaculi; et stress mechanicus damnans sigilla bushing.

2.2 Deformatio Habitaculi Condensatoris

Sub conditionibus operationis normalibus, expansio vel contractio minor habitaculi condensatoris propter variationes temperaturae et voltage acceptabilis est. Tamen, quando fortitudo campi electrici interna est nimis alta, ducens ad disiectivos partialis vel circuitus brevis, dielectricus decomponitur et generat magnam quantitatem gas. Hoc augit pressionem internam in camera clausa, ducens ad bulging vel deformationem habitaculi.

Postquam deformatio gravis occurrat, reparatio in loco usualiter impossibilis est, et substitutio requiritur. Deformatio habitaculi non solum exacerbat deteriorationem insulationis internae, sed potest etiam damnum facere structurae electricae, alterando clearance insulationis originales. In casibus severis, potest ducere ad fracturam bushing (vide Fig. 1), potentialiter ducens ad explosionem vel incendium.

Deformatio habitaculi principaliter causatur per questiones qualitatis producti, sicut: qualitas mala materiae electrodum vel dielectrici; usus olei insulatoris non absorbentis gas; ambientes fabricae vel processus substandard; impurities residuae durante productione; excessivus pursuit specificarum metricarum performance; vel materia habitaculi nimis tenuis.

2.3 Elevatio Temperaturae Anormalis in Condensatoribus

Elevatio anormalis temperaturae in condensatoribus electricitatis ducit ad elevationem nimiam corporis, quae accelerat senescens thermicam dielectrici interni, reducit fortitudinem suae insulationis, et potest etiam initiare disiectivos partialis. Vita utile condensatorum electricitatis generaliter sequitur "regulam 8°C": pro omni 8°C incremento supra temperaturam operationis designati, expectata vita utile est circa dimidium.

Elevatio anormalis temperaturae principaliter causatur per ventilationem malam vel conditiones overcurrent prolongatas. Exempli gratia: disposition spatialis inaequalis camarae condensatoris vel placementum improperum equipmenti ventilationis ducens ad dissipationem caloris insufficiens; incrementum caloris propter operationem overvoltage ducens ad overcurrent; et currentes harmonic generati per unitates rectificatorias contribuunt ad overheating condensatorum. Addito, senescens dielectrici, ingressus umiditatis, vel defectus componentum internorum possunt augmentare perdita potentiae, exacerbando elevatio temperaturae.

2.4 Disiectio Superficialis in Bushing Condensatoris

Componentes in installationibus condensatorum electricitatis saepe collocantur compacte. Durante operationem, circumstantia circumdans caracterizatur per altam temperaturam et fortitudinem campi electrici, faciens facile adsorptionem particulas chargatas aeris. Hoc ducit ad accumulationem contaminationis in superficie bushing, incrementando currentem leakage superficiale. Sub influentia combinata harmonics systematis et voltage, arcus localis potest occurrere in porcellana bushing. Cum accumulatio contaminationis attingit levelum criticum, potest resultare in disiectio superficialis, accomodata ab sono anormali. In casibus severis, hoc potest ducere ad short-circuit phase-to-ground externus.

2.5 Sonus Anormalis ex Condensatoribus

Condensatores electricitatis sunt dispositiva compensationis reactivae staticae sine partibus motilibus vel componentibus excitationis electromagnetic. Sub operatione normali, non debent producere sonum audibilem. Si sonus anormalis occurrit durante operationem, potest indicare disiectivos partialis alta energia intra condensator, et equipmentum debet immediate de-energizari pro inspectione.

2.6 Ruptura Condensatoris

Ruptura condensatoris est defectus severus cum consequentiis significantibus. Generaliter occurrunt quando elementum internum condensatoris patitur defectum insulationis inter-electrodum vel electrodum ad habitaculum, resultans in short-circuit through-fault. Alii condensatores operantes in parallelis tunc rapiditer chargeant et dischargeant in unitatem defectam. Si energia injecta superat fortitudinem mechanicam habitaculi, condensator potest rumpi et ejectare oleum, potentialiter ducens ad incendium, periclitans securitatem totius stationis substationis, et etiam ducens ad vulnera personale vel mortes.

Incidentum cascading rupture totius bank condensatorum ostenditur in Figura 2, initiatum per defectum elementi internum condensatoris; conditio exacta elementi defecti illustratur in Figura 3.

2.7 Overheating of Capacitor Bank Connection Terminals

Cum energizatur, banci condensatorum operantur sub pleno onere cum altis currentibus circuiti. Si connectiones internae exhibent contactum malum, designa vel installationes insufficiens, vel maintenance insufficientem, calor localis potest occurrere in punctis connectionis. Calor prolongatus potest ducere ad accumulationem nimiam energiae thermicae, potentialiter ducens ad melting conductores connectentes. Defectus overheating in terminis banci condensatorum sunt relativi communes; conditio connectionis melted ostenditur in Figura 4.

3 Measures Preventive Contra Accidentes

3.1 Ensuring Quality in Equipment Manufacturing and Installation Commissioning

Operatio secura condensatorum electricitatis pendet a qualitate fabricationis equipmenti et commissioning installationis. Durante productionem, est essentiale stricto sequi fluxos processus, uti materiis primis et equipmentis productionis qualificatis, et augmentare supervisionem qualitatis per totum processum. Inspectio rigida fabricae certificat qualitatem producti. Installationes in loco debent esse rationabiliter "phasata et groupata" pro assecuranda equalitas capacitance inter phasas et sectiones. Addito, emphasis debet poni in handover et acceptance post installationem pro garantia qualitatis installationis et minimizatione defectuum durante operationem.

3.2 Improving Operation and Running Methods

• Quando perficitur operationes power-on et power-off pro line load, banci condensatorum debent adherere principio "disconnect first, then connect," dum lineae load sequantur ordinem "connect first, then disconnect." Hoc ordo non potest mutari arbitrarie.

• Antequam restituuntur operationes banci condensatorum, tempus sufficiens ad discharge debebit assecurari. Frequentes commutationes banci condensatorum debent minimizari; tantum post completum discharge potest re-closing fieri. Si defectus facit protection devices tripping banci condensatorum, non potest reconnecti antequam causa identificetur pro praeventione accidentis agravandi.

• Pro praeventione harmonics alti ordinis affectantium banci condensatorum, rates reactorum appropriate debebunt seligi secundum scena applicationis specifica. Hoc efficaciter suppressit harmonics alti ordinis, reducit currentes inrush et overvoltage ad closing, assecurans operationem securam totius systematis.

3.3 Controlling Operating Environment Temperature

Temperatura operationis condensatorum directe impactat performance et vita utile. Altas temperaturas accelerant senescens insulationis, abbreviando vita utile. Ergo, controlare temperaturam environmentis operationis est cruciale. Banci condensatorum installati indoor debent maintinere bonam ventilationem et, ubi necessarium, instalarier systemata automatica controlis temperature. Unitates outdoor debent vitare expositionem directam solis et assecurare properam ventilationem et dissipationem caloris. Regulariter performate infrared thermography live in banci condensatorum et equipmenta associata pro taking measures tempestive, assecurans temperatures mediae internae et ambientales complent regulas.

3.4 Implementing Online Monitoring of Equipment Operational Status

Installando dispositiva monitoring online in banci condensatorum, facilitatur monitoratio real-time status operationis, adiuvans in detectione et handling prompta potentialium defectuum. Hoc includit monitoring actualis voltage operationis, disiectivos partialis, loss dielectric, capacitance, currentes leakage, et alios signales characteristicos. Non solum hoc adiuvat in diagnosing et isolating defectus, sed etiam enable analysis potentialium defectuum, achieving predictive warnings defectus.

3.5 Enhancing Routine Inspection of Equipment

Strengthening routine inspection is vital for ensuring normal operation of capacitor banks. Focus should be placed on checking for deformations in casing, oil leaks, contamination levels of porcelain insulators, signs of discharge, electrical distances, and environmental temperatures. Auxiliary methods such as infrared thermography can detect overheating at connections, enabling timely maintenance and ensuring safe operation of power capacitor assemblies.

Conclusion

By analyzing the failure mechanisms, characteristics, and causes of power capacitors, this article proposes preventive measures from five aspects: equipment and installation commissioning quality, operation methods, control of operating environment temperature, online monitoring of running conditions, and routine inspections. These recommendations provide practical guidance for the effective application of power capacitors.