Augstsprieguma kondensatoru bieži sastopamo problēmu un risinājumu detalizēta izskaidrošana
Kondensatora darbības sprieguma problēma
Kondensatora darbības sprieguma lielums būtiski ietekmē tā izmantošanas ilgumu un izvades spēju, padarot to par galveno uzraudzības rādītāju apgabalu ķermenī. Aktīvo jaudas zudumu kondensatorā galvenokārt veido dielektrikas zudumi un vadaresistences zudumi, kur dielektrikas zudumi veido vairāk nekā 98%. Dielektrikas zudumi būtiski ietekmē kondensatora darbības temperatūru. Šo ietekmi var kvantificēt ar šādu formulu:
Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³
Kur:
- Pr atzīmē augstsprieguma kondensatora aktīvo jaudas zudumu
- Qc norāda tā reaktivās jaudas
- tgδ ir dielektrikas zudumu tangenss
- ω ir tīkla leņķiskā frekvence
- C ir kondensatora kapacitāte
- U ir kondensatora darbības spriegums
No minētās formulas redzams, ka augstsprieguma kondensatora aktīvais jaudas zudums (Pr) ir tieši proporcionāls tā darbības sprieguma kvadrātam (U²). Kad darbības spriegums palielinās, aktīvais jaudas zudums strauji pieaug. Šis straujais pieaugums rada temperatūras kāpumu, kas sekosimti ietekmē kondensatora izolācijas ilgumu. Turklāt, ja kondensators ilgstoši darbojas pārspriegumā, tas var izraisīt pārstrāvi, kas potenciāli var bojāt kondensatoru. Tāpēc augstsprieguma kondensatoru sistēmas prasa visaptverošus pārsprieguma aizsardzības ierīces.
▲ Augstāko harmonisko skaitļu ietekme
Augstākie harmoniskie skaitļi elektrotīklā arī negatīvi ietekmē kondensatorus. Kad harmoniskie strāvas plūsmas ieplūst kondensatorā, tās superpozicionējas ar pamatstrāvu, palielinot darbības strāvas un pamatspieguma virsotnes vērtību. Ja kondensatora kapacitatīvais reaktancis sakrīt ar sistēmas induktīvo reaktanci, augstākie harmoniskie skaitļi tiks pastiprināti. Šis pastiprinājums var izraisīt pārstrāvis un pārspriegumus, kas potenciāli var izraisīt daļējo izlādi kondensatora iekšējā izolācijā. Šāda daļējā izlāde var izraisīt kļūdas, piemēram, paplašināšanos un grupu sānu izlādes izlādēšanos.
▲ Šķidrainsprieguma zudums saistībā ar kondensatoru
Šķidrainsprieguma zudums kondensatoram piesaistītajā ķermenī ir vēl viena būtiska problēma. Kondensators, kas nēsā sprieguma zudumu darbības laikā, var izraisīt izslēgšanu apgabala piegādes pusē vai galvenā transformatora atslēgšanu. Ja kondensators šādos apstākļos netiek droši atslēgts, tam var radīties kaitinošs pārspriegums. Papildus, ja kondensators nav noņemts pirms sprieguma atjaunošanas, tas var izraisīt rezonanses pārspriegumu, kas potenciāli var bojāt transformatoru vai pašu kondensatoru. Tāpēc ir būtisks sprieguma zuduma aizsardzības mehānisms. Šis mehānisms jānodrošina, lai kondensators droši atslēgtos pēc sprieguma zuduma un tikai pēc tam, kad spriegums pilnībā atjaunots, atkal pieslēgtos.
▲ Pārspriegums, ko izraisa šķērsnieka darbība
Šķērsnieka darbība arī var izraisīt pārspriegumu. Jo īpaši, jo vakuuma šķērsnieki bieži tiek izmantoti kondensatoru pārslēgšanai, kontaktu triecieni slēgšanas laikā var izraisīt pārspriegumu. Lai arī šie pārspriegumi ir ar salīdzinoši zemu virsotnes vērtību, to ietekme uz kondensatoriem jāņem vērā. Otrādi, šķērsnieka atslēgšanas (atvienošanas) laikā potenciāli var rasties daudz augstāki pārspriegumi, kas var iznīcināt kondensatoru. Tāpēc ir būtiski ieviest efektīvas pasākumus, lai mazinātu pārspriegumu, ko izraisa šķērsnieka darbība.
▲ Kondensatora darbības temperatūras pārvaldība
Kondensatora darbības temperatūra ir arī būtisks faktors. Pārāk augsta temperatūra negatīvi ietekmē kondensatora izmantošanas ilgumu un izvades spēju, nepieciešami proaktīvi kontroles un pārvaldības pasākumi. Būtiski, ka spēja samazināšanās ātrums dubultojas ik pēc 10°C temperatūras paaugstināšanās. Kondensatori, kas ilgstoši darbojas augstā elektriskā laukā un augstā temperatūrā, piedzīvo savas izolācijas dielektrikas lēnu novecošanu. Šis novecošanu rada lielākus dielektrikas zudumus, kas izraisa strauju iekšējo temperatūras kāpumu. Tas ne tikai saīsina kondensatora darbības ilgumu, bet arī smagākos gadījumos var izraisīt kļūdas, piemēram, termisko sabojāšanos.
Lai nodrošinātu kondensatoru drošu darbību, attiecīgajos noteikumos tieši nosaka:
- Ja apkārtējā temperatūra pārsniedz 30°C, ventilācijas ierīces jāaktivizē dzēsēšanai.
- Ja apkārtējā temperatūra sasniedz vai pārsniedz 40°C, kondensatorus jāatvieno tūlīt.
Tāpēc ir būtiski ieviest temperatūras uzraudzības sistēmu, lai nepārtraukti un reāllaikā sekotu kondensatoru darbības temperatūrai. Papildus ir būtiski piespiedu gāzes ventilācijas pasākumi, lai uzlabotu siltuma izdalīšanas apstākļus, nodrošinot, ka ģenerētais siltums efektīvi un efektīvi tiek izdalīts caur efektīvu konvekciju un radiāciju.
