पावर कैपसिटरको फेल्युर मेकानिजम विशेषताहरू र प्रतिबन्धीय उपायहरू के हुन्छन्?

१ विद्युत क्षमता प्रतिरोधको विफलता मेकनिजम

विद्युत क्षमता प्रतिरोधक अधिकांशतया आवरण, क्षमता प्रतिरोधक कोर, अवरोधक माध्यम और टर्मिनल संरचना से मिलकर बना होता है। आवरण आमतौर पर पतले स्टील या रस्तबस्त स्टील से बना होता है, जिसमें कवर पर बुशिंग वेल्ड किए जाते हैं। क्षमता प्रतिरोधक कोर पोलीप्रोपाइलीन फिल्म और एल्युमिनियम फोइल (इलेक्ट्रोड) से घुमाया जाता है, और आवरण के अंदर तरल अवरोधक भरा जाता है जो अवरोधन और गर्मी के विसर्जन के लिए काम करता है।

एक पूरी तरह से सील डिवाइस के रूप में, विद्युत क्षमता प्रतिरोधकों की सामान्य विफलता प्रकार शामिल हैं:

• आंतरिक क्षमता प्रतिरोधक तत्व की विफलता;

• फ्युज फटना;

• आंतरिक शॉर्ट सर्किट दोष;

• बाहरी डिस्चार्ज दोष।

आंतरिक विफलताएँ क्षमता प्रतिरोधक शरीर के लिए अधिक विनाशकारी होती हैं और, जब ये होती हैं, तो आमतौर पर उन्हें स्थान पर ठीक नहीं किया जा सकता, जो उपकरणों की उपयोग की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।

१.१ आंतरिक क्षमता प्रतिरोधक तत्व की विफलता

क्षमता प्रतिरोधक तत्व की विफलता अधिकांशतया अवरोधक की उम्र, नमी का प्रवेश, निर्माण दोष और कठोर संचालन परिस्थितियों जैसे कारकों से होती है। यदि तत्व के अंदर फ्युज नहीं है, तो एक तत्व की विफलता अपने समानांतर जोड़े वाले तत्वों को शॉर्ट सर्किट कर देगी, जिससे वोल्टेज शेयरिंग से बाहर हो जाएंगे। यह शेष श्रृंखला-संयुक्त तत्वों पर संचालन वोल्टेज को बढ़ा देता है। समय पर दोष की अलगाव न होने पर, यह गंभीर सुरक्षा खतरों का सामना करने का खतरा बढ़ा देता है और विनाशकारी विफलताओं का कारण बन सकता है।आंतरिक फ्युजों का उपयोग करके दोषपूर्ण तत्वों को प्रभावी और तत्काल अलग किया जा सकता है, जो संचालन सुरक्षा को बढ़ावा देता है।

क्षमता प्रतिरोधक की विफलता को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है: विद्युत विफलता, ऊष्मीय विफलता और आंशिक डिस्चार्ज विफलता।

• विद्युत विफलता: ओवरवोल्टेज या हार्मोनिक्स के कारण होती है, जिससे अवरोधक पर अत्यधिक विद्युत क्षेत्र की ताकत होती है, जिससे दोषपूर्ण बिंदुओं पर अवरोधन विफल हो जाता है। इसका विशेष लक्षण छोटी अवधि और उच्च क्षेत्र तीव्रता है। विफलता ताकत क्षेत्र की समानता से निकटता से संबंधित है, लेकिन तापमान और वोल्टेज अवधि के प्रति कम संवेदनशील होती है।

• ऊष्मीय विफलता: जब ऊष्मा उत्पादन ऊष्मा विसर्जन से अधिक होता है, तो अवरोधक में लगातार तापमान बढ़ता है, जिससे सामग्री का विघटन और अंततः अवरोधन विफल हो जाता है। यह आमतौर पर स्थिर-अवस्था संचालन के दौरान होता है, जिसमें विद्युत विफलता की तुलना में निम्न विफलता वोल्टेज और लंबी वोल्टेज अवधि होती है।

• आंशिक डिस्चार्ज विफलता: अवरोधक के अंदर लोकल उच्च विद्युत क्षेत्रों से होती है, जो तरल, गैस या दूषित पदार्थ जैसे कम-परमाणुता क्षेत्रों की विफलता ताकत से अधिक होते हैं। यह आंशिक डिस्चार्ज शुरू करता है जो धीरे-धीरे अवरोधन प्रदर्शन को विघटित करता है, अंततः पूर्ण इलेक्ट्रोड-थ्रू विफलता में विकसित होता है। यह प्रक्रिया अग्रगामी है, गैर-प्रवेशी डिस्चार्ज से लेकर पूर्ण अवरोधन विफलता तक विकसित होती है।

१.२ फ्युज फटना

फ्युज सुरक्षा विद्युत क्षमता प्रतिरोधकों के लिए सबसे सामान्य सुरक्षा उपायों में से एक है और यह उपचयन प्रणालियों के सुरक्षित और स्थिर संचालन में विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसे बाहरी और आंतरिक फ्युज सुरक्षा में विभाजित किया जा सकता है।

• बाहरी फ्युज सुरक्षा: जब आंतरिक क्षमता प्रतिरोधक तत्व विफल होता है, तो क्षमता प्रतिरोधक और बाहरी फ्युज में दोष धारा बढ़ जाती है। जब धारा फ्युज की निर्धारित पिघलने की सीमा तक पहुंच जाती है, तो फ्युज गर्म होता है, थर्मल संतुलन टूट जाता है और पिघल जाता है, जिससे दोषपूर्ण क्षमता प्रतिरोधक अलग हो जाता है और दोष का विस्तार रोक दिया जाता है।

• आंतरिक फ्युज सुरक्षा: तत्व विफल होने पर, समानांतर तत्व दोषपूर्ण तत्व में डिस्चार्ज करते हैं, जिससे उच्च-प्रामाणिक, तेजी से घटती ट्रांजिएंट धारा उत्पन्न होती है। इस धारा से ऊर्जा श्रृंखला-संयुक्त आंतरिक फ्युज को पिघला देती है, दोषपूर्ण तत्व को अलग करती है और शेष क्षमता प्रतिरोधक को संचालन करने की अनुमति देती है।

व्यावहारिक रूप से, फ्युज का गलत चयन या खराब टर्मिनल संपर्क नियमित संचालन के दौरान असामान्य फ्युज फटना का कारण बन सकता है, जो स्वस्थ क्षमता प्रतिरोधकों को गलत रूप से हटा देता है और अवकाशीय शक्ति उत्पादन को कम कर देता है।

यदि आंतरिक फ्युज गलत ढंग से आकार दिए गए हों और दोषों को समय पर अलग न कर पाएं, तो दोष गंभीर हो सकता है, जो क्षमता प्रतिरोधक का विस्फोट या आग का कारण बन सकता है।

१.३ आंतरिक शॉर्ट सर्किट दोष

विद्युत क्षमता प्रतिरोधकों में आंतरिक शॉर्ट सर्किट दोष मुख्य रूप से लाइव इलेक्ट्रोड-से-आवरण शॉर्ट और इलेक्ट्रोड-से-इलेक्ट्रोड शॉर्ट शामिल हैं। ये मुख्य रूप से लंबी अवधि के अवरोधक उम्र, आंतरिक नमी का प्रवेश, ओवरवोल्टेज तनाव, या डिजाइन या निर्माण प्रक्रियाओं से आई आंतरिक अवरोधन दोषों से होते हैं, जो सभी छेदन तरह के अवरोधन विफलता और आंतरिक शॉर्ट सर्किट का कारण बन सकते हैं।

१.४ बाहरी डिस्चार्ज दोष

बाहरी डिस्चार्ज दोष विद्युत क्षमता प्रतिरोधक शरीर के बाहर होने वाली विफलताओं को संदर्भित करता है, जो बुशिंग सतह पर फ्लैशओवर, बुशिंग छेद, फेज-से-फेज या फेज-से-ग्राउंड शॉर्ट सर्किट, या यांत्रिक तनाव से चीनी बुशिंग में दरार जैसे बाहरी कारणों से होते हैं। ये दोष विविध कारणों से होते हैं, लेकिन बाहरी परिपथ में होते हैं। उन्हें आमतौर पर रिले सुरक्षा कार्य, नियमित जांच, या ऑफलाइन परीक्षण के माध्यम से समय पर निर्धारित और नियंत्रित किया जा सकता है। उनकी होने की संभावना और गंभीरता आंतरिक दोषों से कम होती है, फिर भी उन्हें पर्याप्त ध्यान देना चाहिए।

२ विद्युत क्षमता प्रतिरोधकों के सामान्य दोष विशेषताएं और कारण
२.१ क्षमता प्रतिरोधक शरीर से तेल रिसाव

एक पूरी तरह से सील, उच्च क्षेत्र-ताकत, उच्च धारा उपकरण के रूप में, विद्युत क्षमता प्रतिरोधक में तेल रिसाव न केवल तेल स्तर की कमी के कारण अवरोधन स्तर को कम करता है, बल्कि आंतरिक दबाव की कमी के कारण नमी के प्रवेश की अनुमति भी देता है। यह अवरोधन को गीला कर देता है, अवरोधन प्रतिरोध को कम करता है, और अंततः आंतरिक तत्व की विफलता या यहां तक कि विस्फोट का कारण बनता है।

तेल रिसाव के मुख्य कारण शामिल हैं: खराब वेल्डिंग जो अपर्याप्त सीलिंग का कारण बनती है; पुरानी या असमान तनाव वाली गास्केट; परिवहन या स्थापना के दौरान यांत्रिक क्षति; अपर्याप्त रखरखाव जो आवरण के रसायनीय अपघटन का कारण बनता है; और यांत्रिक तनाव जो बुशिंग सील को क्षति पहुंचाता है।

२.२ क्षमता प्रतिरोधक आवरण का विकृति

सामान्य संचालन परिस्थितियों में, तापमान और वोल्टेज भिन्नताओं के कारण क्षमता प्रतिरोधक आवरण का थोड़ा विस्तार या संकुचन स्वीकार्य है। हालांकि, जब आंतरिक विद्युत क्षेत्र की ताकत अत्यधिक होती है, जिससे आंशिक डिस्चार्ज या शॉर्ट सर्किट होता है, तो अवरोधक विघटित होता है और बड़ी मात्रा में गैस उत्पन्न करता है। यह बंद चैम्बर में आंतरिक दबाव को बढ़ाता है, जिससे आवरण का फुलाव या विकृति होता है।

जब गंभीर विकृति होती है, तो आमतौर पर उसे स्थान पर ठीक नहीं किया जा सकता, और उसे बदलना पड़ता है। आवरण का विकृति न केवल आंतरिक अवरोधन के विघटन को बढ़ाता है, बल्कि इलेक्ट्रिकल संरचना को भी क्षति पहुंचा सकता है, जो मूल अवरोधन स्पेसिंग को बदल सकता है। गंभीर मामलों में, यह बुशिंग के टूटने (देखें चित्र १) का कारण बन सकता है, जो विस्फोट या आग का कारण बन सकता है।

आवरण का विकृति मुख्य रूप से उत्पाद गुणवत्ता की समस्याओं से होता है, जैसे: गलत इलेक्ट्रोड या अवरोधक सामग्री की गुणवत्ता; गैस अवशोषण न करने वाले अवरोधक तेल का उपयोग; गैर-मानक उत्पादन पर्यावरण या प्रक्रियाएं; उत्पादन के दौरान अवशिष्ट दूषित पदार्थ; विशिष्ट प्रदर्शन मापदंडों के लिए अत्यधिक प्रयास; या आवरण सामग्री की बहुत पतली होना।

२.३ क्षमता प्रतिरोधक में असामान्य तापमान वृद्धि

विद्युत क्षमता प्रतिरोधक में असामान्य तापमान वृद्धि शरीर के अत्यधिक तापमान का कारण बनती है, जो आंतरिक अवरोधक के तापीय उम्र को तेजी से बढ़ाती है, इसकी अवरोधन ताकत को कम करती है, और यहां तक कि आंशिक डिस्चार्ज को भी ट्रिगर कर सकती है। विद्युत क्षमता प्रतिरोधकों की उपयोग की अवधि आमतौर पर "८°C नियम" का पालन करती है: डिजाइन-अनुमत संचालन तापमान से ८°C से अधिक वृद्धि पर, अपेक्षित जीवनकाल लगभग आधा हो जाता है।

असामान्य तापमान वृद्धि मुख्य रूप से खराब वायुसंचरण या लंबी अवधि के ओवरकरंट स्थितियों से होती है। उदाहरण के लिए: क्षमता प्रतिरोधक