উচ্চ-ভোল্টেজ ক্যাপাসিটরের সাধারণ সমস্যা এবং সমাধানের বিস্তারিত ব্যাখ্যা

ক্যাপাসিটর পরিচালনা ভোল্টেজ সমস্যা​

একটি ক্যাপাসিটরের পরিচালনা ভোল্টেজের পরিমাণ তার পরিষেবা জীবন এবং আউটপুট ক্ষমতার উপর বেশ প্রভাব ফেলে, যা উপ-স্টেশন বাসবার সিস্টেমে একটি গুরুত্বপূর্ণ পর্যবেক্ষণ সূচক। ক্যাপাসিটরের মধ্যে সক্রিয় শক্তি হার মূলত ডাইইলেকট্রিক লোস এবং পরিবহনকারী রেজিস্ট্যান্স লোস থেকে উদ্ভূত হয়, যার মধ্যে ডাইইলেকট্রিক লোস 98% অতিক্রম করে। ডাইইলেকট্রিক লোস ক্যাপাসিটরের পরিচালনা তাপমাত্রার উপর বেশ প্রভাব ফেলে। এই প্রভাব নিম্নলিখিত সূত্র দ্বারা কোয়ান্টাইফায় করা যায়:

Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³

​যেখানে:​​

• Pr হল উচ্চ-ভোল্টেজ ক্যাপাসিটরের সক্রিয় শক্তি হার
• Qc হল তার বিক্রিয় শক্তি
• tgδ হল ডাইইলেকট্রিক লোস ট্যানজেন্ট
• ω হল গ্রিড কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি
• C হল ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটেন্স
• U হল ক্যাপাসিটরের পরিচালনা ভোল্টেজ

উপরোক্ত সূত্র থেকে স্পষ্ট যে, উচ্চ-ভোল্টেজ ক্যাপাসিটরের সক্রিয় শক্তি হার (Pr) তার পরিচালনা ভোল্টেজ (U²) এর বর্গের সাথে সরাসরি সমানুপাতিক। যখন পরিচালনা ভোল্টেজ বৃদ্ধি পায়, সক্রিয় শক্তি হার দ্রুত বৃদ্ধি পায়। এই দ্রুত বৃদ্ধি তাপমাত্রা বৃদ্ধি ঘটায়, যা ক্যাপাসিটরের বিচ্ছিন্ন জীবনকে প্রভাবিত করে। আরও, ক্যাপাসিটরের দীর্ঘ সময়ের জন্য ওভারভোল্টেজ শর্তে পরিচালনা করলে ওভারকারেন্ট ঘটতে পারে, যা ক্যাপাসিটরকে ক্ষতি করতে পারে। তাই, উচ্চ-ভোল্টেজ ক্যাপাসিটর সিস্টেমগুলি সম্পূর্ণ ওভারভোল্টেজ প্রোটেকশন ডিভাইসের প্রয়োজন হয়।

▲ উচ্চতর হারমোনিকের প্রভাব

পাওয়ার গ্রিডের উচ্চতর হারমোনিক ক্যাপাসিটরের উপর ঋণাত্মক প্রভাব ফেলতে পারে। যখন হারমোনিক কারেন্ট ক্যাপাসিটরে প্রবেশ করে, তা মৌলিক কারেন্টের উপর সুপারিমপোজ হয়, পরিচালনা কারেন্ট এবং মৌলিক ভোল্টেজের শীর্ষ মান বৃদ্ধি করে। যদি ক্যাপাসিটরের ক্যাপাসিটিভ রিঅ্যাক্টেন্স সিস্টেমের ইনডাক্টিভ রিঅ্যাক্টেন্সের সাথে মিলে যায়, তাহলে উচ্চতর হারমোনিক বৃদ্ধি পায়। এই বৃদ্ধি ওভারকারেন্ট এবং ওভারভোল্টেজ ঘটাতে পারে, যা ক্যাপাসিটরের অভ্যন্তরীণ বিচ্ছিন্ন ডাইইলেকট্রিকে আংশিক ডিসচার্জ ঘটাতে পারে। এই আংশিক ডিসচার্জ বালোনিং এবং গ্রুপ ফিউজ ব্লাউইং মতো ফেল ঘটাতে পারে।

​▲ বাসবার ভোল্টেজ হারিয়ে যাওয়ার সমস্যা

ক্যাপাসিটরের সংযুক্ত বাসবারে ভোল্টেজ হারিয়ে যাওয়া আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয়। পরিচালনার সময় ক্যাপাসিটর হঠাৎ ভোল্টেজ হারিয়ে যাওয়া সাব-স্টেশন সাপ্লাই দিকে ট্রিপিং বা মেইন ট্রান্সফরমার ডিসকানেক্ট ঘটাতে পারে। যদি এই অবস্থায় ক্যাপাসিটর দ্রুত ডিসকানেক্ট না করা হয়, তাহলে এটি ক্ষতিকর ওভারভোল্টেজ অভিজ্ঞ হতে পারে। আরও, ভোল্টেজ পুনরুদ্ধারের আগে ক্যাপাসিটর সরানো না হলে, রেজোন্যান্ট ওভারভোল্টেজ ঘটতে পারে, যা ট্রান্সফরমার বা ক্যাপাসিটরকে ক্ষতি করতে পারে। তাই, একটি ভোল্টেজ হারিয়ে যাওয়া প্রোটেকশন ডিভাইস অপরিহার্য। এই ডিভাইস নিশ্চিত করতে হবে যে, ভোল্টেজ হারিয়ে গেলে ক্যাপাসিটর নির্ভরযোগ্যভাবে ডিসকানেক্ট হয় এবং ভোল্টেজ সম্পূর্ণভাবে স্বাভাবিক অবস্থায় পুনরুদ্ধার হওয়ার পরে নির্ভরযোগ্যভাবে রিকানেক্ট হয়।

▲ সার্কিট ব্রেকার পরিচালনা দ্বারা ওভারভোল্টেজ

সার্কিট ব্রেকার পরিচালনা ওভারভোল্টেজ উত্পন্ন করতে পারে। যেহেতু ক্যাপাসিটর সুইচিংয়ের জন্য প্রধানত ভ্যাকুয়াম সার্কিট ব্রেকার ব্যবহার করা হয়, বন্ধ করার সময় কন্টাক্ট বাউন্স ওভারভোল্টেজ ঘটাতে পারে। যদিও এই ওভারভোল্টেজগুলির শীর্ষ মান সাপেক্ষে কম, ক্যাপাসিটরের উপর তাদের প্রভাব উপেক্ষা করা যায় না। বিপরীতভাবে, সার্কিট ব্রেকার খোলার (ডিসকানেক্ট) সময় তৈরি হওয়া ওভারভোল্টেজ বেশ বেশি হতে পারে এবং ক্যাপাসিটরকে ছিদ্রিত করতে পারে। তাই, সার্কিট ব্রেকার পরিচালনার সময় তৈরি হওয়া ওভারভোল্টেজ কমানোর জন্য কার্যকর পদক্ষেপ গ্রহণ করা অপরিহার্য।

​▲ ক্যাপাসিটর পরিচালনা তাপমাত্রা ব্যবস্থাপনা

ক্যাপাসিটরের পরিচালনা তাপমাত্রাও একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা ক্যাপাসিটরের পরিষেবা জীবন এবং আউটপুট ক্ষমতার উপর ঋণাত্মক প্রভাব ফেলে, যা প্রোঅ্যাক্টিভ নিয়ন্ত্রণ এবং ব্যবস্থাপনা পদক্ষেপের প্রয়োজনীয়তা তৈরি করে। ​সাধারণত, প্রতি 10°C তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে ক্ষমতা হ্রাসের হার দ্বিগুণ হয়।​​ দীর্ঘ সময় ধরে উচ্চ তড়িৎক্ষেত্র এবং উচ্চ তাপমাত্রায় পরিচালিত ক্যাপাসিটরের বিচ্ছিন্ন ডাইইলেকট্রিক ধীরে ধীরে পরিপুষ্ট হয়। এই পরিপুষ্টি ডাইইলেকট্রিক লোস বৃদ্ধি করে, যা দ্রুত অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বৃদ্ধি ঘটায়। এটি ক্যাপাসিটরের পরিচালনা জীবনকে ছোট করে এবং গুরুতর ক্ষেত্রে, তাপমাত্রার কারণে বিফলতা ঘটাতে পারে।

ক্যাপাসিটরের নিরাপদ পরিচালনার জন্য, সম্পর্কিত নিয়মাবলী স্পষ্টভাবে নির্দিষ্ট করে:

• ​যখন পরিবেশের তাপমাত্রা 30°C ছাড়িয়ে যায়, বাতাস পরিচালন ডিভাইস সক্রিয় করা উচিত​ শীতল করার জন্য।
• ​যখন পরিবেশের তাপমাত্রা 40°C বা তার বেশি হয়, ক্যাপাসিটর অবিলম্বে বন্ধ করা উচিত.

তাই, একটি তাপমাত্রা পর্যবেক্ষণ সিস্টেম বাস্তবায়িত করা অপরিহার্য, যা ক্যাপাসিটরের পরিচালনা তাপমাত্রাকে বাস্তব সময়ে অবিচ্ছিন্নভাবে ট্র্যাক করে। আরও, বাধ্যতামূলক বাতাস পরিচালন পদক্ষেপ গুরুত্বপূর্ণ, যা হিট ডিসিপেশন শর্তগুলি উন্নত করে, যাতে উৎপন্ন তাপ কার্যকর সঞ্চালন এবং বিকিরণ দ্বারা কার্যকরভাবে বাহির হয়।