הסבר מפורט של בעיות נפוצות ופתרונות עבור קבלים בלחץ גבוה

בעיית מתח ההפעלה של הקונדנסטור​

גודל מתח ההפעלה של הקונדנסטור משפיע באופן משמעותי על תוחלת החיים והיכולת הפלוטית שלו, מה שהופך אותו למדד מעקב מרכזי במערכת החשמל של המרכז. אובדן החשמל האפקטיבי בתוך הקונדנסטור נובע בעיקר מאובדן דיאלקטרי ואובדן התנגדות הנושאים, כאשר אובדן הדיאלקטרי מהווה מעל ל-98%. אובדן הדיאלקטרי משפיע בצורה משמעותית על טמפרטורת ההפעלה של הקונדנסטור. השפעה זו יכולה להיות מומשת על ידי הנוסחה הבאה:

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

​כאשר:​​

• Pr מייצג את אובדן החשמל האפקטיבי של הקונדנסטור בעוצמה גבוהה
• Qc מסמן את החשמל הריאקטיבי
• tgδ הוא הטנגנס של אובדן הדיאלקטרי
• ω הוא תדירות הזוית של הרשת
• C היא קיבולת הקונדנסטור
• U הוא מתח ההפעלה של הקונדנסטור

כפי שנראה מהנוסחה הנ"ל, אובדן החשמל האפקטיבי (Pr) של קונדנסטור בעוצמה גבוהה נמצא ביחס ישר לריבוע מתח ההפעלה (U²). ככל שמתח ההפעלה עולה, אובדן החשמל האפקטיבי עולה במהירות. עלייה מהירה זו גורמת לעלייה בטמפרטורה, שמשפיעה על חיי ההסגר של הקונדנסטור. בנוסף, פעילות ממושכת של הקונדנסטור בתנאי מתח גבוה יכול לגרום לאובדן חשמל גבוה, שיכול להרוס את הקונדנסטור. לכן, מערכות קונדנסטורים בעוצמה גבוהה דורשות מכשירים מגינים מקיפים נגד מתח גבוה.

▲ השפעת הרמוניות מסדר גבוה

הרמוניות מסדר גבוה בתוך הרשת יכולים גם הם להשפיע שלילית על הקונדנסטורים. כשזרמי הרמוניות זורמים לקונדנסטור, הם מתווספים לזרם הבסיסי, מגבירים את ערך השיא של זרם ההפעלה וזרם הבסיס. אם התנגדות הקONDנסטור תואמת לתנגדות האינדוקטיבית של המערכת, הרמוניות מסדר גבוה יתגברו. התגברות זו יכולה לגרום לאובדן חשמל גבוה ולהצפת מתח, שיכולים להוביל לפיצוץ חלקית בתוך הסגר הדיאלקטרי הפנימי של הקונדנסטור. פיצוץ חלקית זה יכול להפעיל כשלים כמו ​התנפחות​ ופיצוץ של מבחר פוזלים.

​▲ בעיית אובדן מתח במוט המשולש

אובדן מתח במוט המשולש אליו מחובר הקונדנסטור הוא חשש קריטי נוסף. קונדנסטור שמאבד פתאום מתח במהלך ההפעלה יכול לגרום לניתוק מציד האספקה של המרכז או לנתק את המרתף הראשי. אם הקונדנסטור אינו מנתק במהירות בתנאים כאלה, הוא עשוי לחוות מתח גבוה פוגע. בנוסף, אי-הסרת הקונדנסטור לפני שחזור המתח יכולה להוביל למתח גבוה רזוננטי, שיכול להרוס את המרתף או את הקונדנסטור עצמו. לכן, מכשיר מגן אובדן מתח הוא חיוני. המכשיר חייב להבטיח שהקונדנסטור מתנתק באופן אמין לאחר אובדן מתח ומחובר מחדש רק אחרי שהמתח חזר לשיעור נורמלי לחלוטין.

▲ מתח גבוה שנוצר על ידי פעולת מפסק

פעולת מפסק יכולה גם היא ליצור מתח גבוה. מאחר ומשתמשים בעיקר ב​מפסקים ואקום​ עבור החלפת קונדנסטורים, ​קפיצה של מגע​ במהלך פעולה של סגירה יכולה להפעיל מתח גבוה. אף על פי שמתחים גבוהים אלה יש להם ​שיא נמוך יחסית, השפעתם על הקונדנסטורים ​לא ניתן להתעלם ממנה. לעומת זאת, במהלך פתיחת המפסק (נתק), המתח הגבוה שנוצר יכול להיות גבוה מאוד ועשוי לנקוב את הקונדנסטור. לכן, חשוב ליישם ​צעדים יעילים להפחתת​ המתח הגבוה שנוצר במהלך פעולת המפסק.

​▲ ניהול טמפרטורת ההפעלה של הקונדנסטור

טמפרטורת ההפעלה של הקונדנסטורים היא גם גורם קריטי. טמפרטורות גבוהות מדי משפיעות שלילית על תוחלת החיים והיכולת הפלוטית של הקונדנסטור, מה שמחייב צעדי שליטה וניהול פרואקטיביים. ​במיוחד, קצב ירידת הקיבולת מכפיל עצמו לכל עלייה של 10°C בטמפרטורה.​​ קונדנסטורים שפועלים לאורך זמן בשדות חשמליים גבוהים ובטמפרטורות גבוהות חווים הזדקנות הדרגתית של הסגר הדיאלקטרי שלהם. הזדקנות זו מובילה להגדלת אובדן הדיאלקטרי, מה שמרחיק לכת לעלייה מהירה בטמפרטורה הפנימית. הדבר לא רק מפחית את משך החיים ההפעלי של הקונדנסטור, אלא במקרה חמור, יכול אפילו להוביל לכשל עקב ​פירוק תרמי.

כדי להבטיח את ההפעלה הבטוחה של הקונדנסטורים, תקנות רלוונטיות קובעות בפירוש:

• ​כאשר הטמפרטורה הסביבתית עולה על 30°C, מכשירי הנשמה ​צריכים לפעול​ כדי לספק קירור.
• ​אם הטמפרטורה הסביבתית מגיעה או עולה על 40°C, הקונדנסטורים ​צריכים להתנתק מיד.

לכן, יש ליישם ​מערכת מעקב אחר הטמפרטורה​ כדי לעקוב באופן מתמיד אחר טמפרטורת ההפעלה של הקונדנסטורים בזמן אמת. בנוסף, ​צעדי הנשמה בכוח​ הם קריטיים לשיפור תנאי הפיזור החום, כדי להבטיח שהחום שנוצר מפוזר באופן יעיל ויעיל דרך ​קונבקציה ורדיציה יעילות.