ఉన్నత వోల్టేజ్ కెపాసిటర్ల యొక్క సాధారణ సమస్యల మరియు పరిష్కారాల వివరణ

કેપસિટર ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ સમસ્યા​

કેપસિટરની ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજની માત્રા તેની સેવા જીવન અને આઉટપુટ ક્ષમતા પર બધાં પ્રભાવ ડાલે છે, જેથી તે સબસ્ટેશન બસબાર સિસ્ટમમાં એક મહત્વનો મોનિટરિંગ ઇન્ડિકેટર બની જાય. કેપસિટરમાં એક્ટિવ પાવર નુકસાન મુખ્યત્વે ડાયિલેક્ટ્રિક નુકસાન અને કન્ડક્ટર રિઝિસ્ટન્સ નુકસાનથી ઉત્પન્ન થાય છે, જેમાં ડાયિલેક્ટ્રિક નુકસાન 98% પાછળ હોય છે. ડાયિલેક્ટ્રિક નુકસાન કેપસિટરની ઓપરેટિંગ તાપમાન પર મહત્વનો પ્રભાવ ડાલે છે. આ પ્રભાવને નીચેના સૂત્રથી માપી શકાય છે:

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

​યાદીમાં:​​

• Pr ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેપસિટરનું એક્ટિવ પાવર નુકસાન દર્શાવે છે
• Qc તેની રિએક્ટિવ પાવર દર્શાવે છે
• tgδ ડાયિલેક્ટ્રિક નુકસાન ટેન્જેન્ટ દર્શાવે છે
• ω ગ્રિડની કોણીય ફ્રીક્વન્સી દર્શાવે છે
• C કેપસિટરની કેપસિટન્સ દર્શાવે છે
• U કેપસિટરની ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ દર્શાવે છે

ઉપરના સૂત્રમાંથી સ્પષ્ટ રીતે દેખાય છે કે, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેપસિટરનું એક્ટિવ પાવર નુકસાન (Pr) તેની ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ (U²) ના વર્ગ સાથે સંબંધિત છે. ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ વધતાં, એક્ટિવ પાવર નુકસાન તેજીથી વધે. આ તેજીથી વધારો તાપમાન વધારો કારણ બને, જે કેપસિટરની ઇન્સ્યુલેશન જીવન પર પ્રભાવ ડાલે છે. આગામી, કેપસિટરની ઓવરવોલ્ટેજ સ્થિતિમાં લાંબા સમય સુધી ઓપરેટ કરવાથી ઓવરકરેન્ટ ઉત્પન્ન થાય, જે કેપસિટરને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. તેથી, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ કેપસિટર સિસ્ટમોમાં સંપૂર્ણ ઓવરવોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસની આવશ્યકતા છે.

▲ ઊંચા ક્રમના હાર્મોનિક્સનો પ્રભાવ

પાવર ગ્રિડમાં ઊંચા ક્રમના હાર્મોનિક્સ કેપસિટર પર પણ નકારાત્મક પ્રભાવ ડાલી શકે છે. જ્યારે હાર્મોનિક કરન્ટ કેપસિટરમાં પ્રવાહ થાય, ત્યારે તે મૂળ કરન્ટ પર સુપરઈમ્પોઝ થાય, જે ઓપરેટિંગ કરન્ટ અને મૂળ વોલ્ટેજની શિખર મૂલ્યો વધારે છે. જો કેપસિટરની કેપસિટિવ રિએક્ટન્સ સિસ્ટમની ઇનડક્ટિવ રિએક્ટન્સ સાથે મેલ ખાય, તો ઊંચા ક્રમના હાર્મોનિક્સ વધારે આમ્પ્લિફાય થાય. આ આમ્પ્લિફિકેશન ઓવરકરેન્ટ અને ઓવરવોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે કેપસિટરની આંતરિક ઇન્સ્યુલેટિંગ ડાયિલેક્ટ્રિકમાં પાર્શીયલ ડિસચાર્જ કારણ બની શકે છે. આ પાર્શીયલ ડિસચાર્જ જેવા નુકસાનો જેવાં કે બલોટિંગ અને ગ્રૂપ ફ્યુઝ બ્લોયિંગ પ્રદર્શિત કરી શકે છે.

​▲ બસબાર નુકસાન વોલ્ટેજ સમસ્યા

કેપસિટરને જોડાયેલા બસબાર પર વોલ્ટેજનો નુકસાન એ બીજો મહત્વનો સમસ્યા છે. ઓપરેશનમાં કેપસિટર જે સાથે વોલ્ટેજ હતી તે હતી થઈ જાય તો, તે સબસ્ટેશન સપ્લાઈ સાઇડ પર ટ્રિપીંગ અથવા મેન ટ્રાન્સફોર્મરની ડિસકનેક્શન કારણ બની શકે છે. જો કેપસિટર આ સ્થિતિમાં તત્કાલ ડિસકનેક્ટ ન થાય, તો તે નુકસાનકારક ઓવરવોલ્ટેજ પામી શકે છે. આગામી, વોલ્ટેજ રિસ્ટોર થાય તેમ પહેલા કેપસિટર ન હટાવવાથી રીઝોનન્ટ ઓવરવોલ્ટેજ ઉત્પન્ન થઈ શકે છે, જે ટ્રાન્સફોર્મર અથવા કેપસિટર નુકસાન કરી શકે છે. તેથી, લોસ ઑફ વોલ્ટેજ પ્રોટેક્શન ડિવાઇસ જરૂરી છે. આ ડિવાઇસ કેપસિટરને વોલ્ટેજ નુકસાન પછી વિશ્વાસપ્રદ રીતે ડિસકનેક્ટ કરવા અને વોલ્ટેજ પૂર્ણ રીતે નોર્મલ થયા પછી ફક્ત રિકનેક્ટ કરવા માટે વિશ્વાસપ્રદ રીતે સુનિશ્ચિત કરવો જોઈએ.

▲ સર્કિટ બ્રેકર ઓપરેશન દ્વારા ઉત્પન્ન ઓવરવોલ્ટેજ

સર્કિટ બ્રેકર ઓપરેશન પણ ઓવરવોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. કારણ કે વેક્યુમ સર્કિટ બ્રેકર્સ મુખ્યત્વે કેપસિટર સ્વિચિંગ માટે વપરાય છે, તેથી બંધ કરવાની ઓપરેશન દરમિયાન કંટેક્ટ બાઉન્સ ઓવરવોલ્ટેજ પ્રદાન કરી શકે છે. હાલાંકિ, આ ઓવરવોલ્ટેજ લઘુત્તમ શિખર ધરાવે છે, પરંતુ તેનો કેપસિટર પર પ્રભાવ નાખી શકાય નહીં. વિરોધી, સર્કિટ બ્રેકર ખુલી જવાની (ડિસકનેક્ટ) વખતે, ઉત્પન્ન થયા ઓવરવોલ્ટેજ સંભવિત રીતે ઘણો વધુ હોઈ શકે છે અને કેપસિટરને પંચર કરી શકે છે. તેથી, સર્કિટ બ્રેકર ઓપરેશન દરમિયાન ઉત્પન્ન થયા ઓવરવોલ્ટેજને સંભાળવાની પ્રભાવી ઉપાયો લાગુ કરવા જરૂરી છે.

​▲ કેપસિટર ઓપરેટિંગ તાપમાન મેનેજમેન્ટ

કેપસિટરનું ઓપરેટિંગ તાપમાન પણ એક મહત્વનો પરિણામ છે. અત્યધિક તાપમાન કેપસિટરની સેવા જીવન અને આઉટપુટ ક્ષમતા પર નકારાત્મક પ્રભાવ ડાલે છે, જેથી સક્રિય નિયંત્રણ અને મેનેજમેન્ટ ઉપાયોની આવશ્યકતા છે. ખાસ રીતે, તાપમાનમાં 10°C વધારો થાય તો, કેપસિટની ક્ષમતા ઘટાડનો દર બે ગુણો વધે છે. લાંબા સમય સુધી ઉચ્ચ વોલ્ટેજ અને ઉચ્ચ તાપમાન ની શર્તોમાં ઓપરેટ કરતા કેપસિટરની ઇન્સ્યુલેટિંગ ડાયિલેક્ટ્રિક ધીમે ધીમે વયસ્ક થાય છે. આ વયસ્કતા ડાયિલેક્ટ્રિક નુકસાન વધારે કરી, જે કેપસિટરની આંતરિક તાપમાનમાં તેજીથી વધારો કારણ બને. આ ન સિરફ કેપસિટરની ઓપરેશનલ લાંબાઈ ઘટાડે છે, પરંતુ ગુણવત્તામાં કારણે, તેને નુકસાન કરી શકે છે જેથી થર્મલ બ્રેકડાઉન થઈ શકે છે.

કેપસિટરની સુરક્ષિત ઓપરેશન માટે, સંબંધિત નિયમો સ્પષ્ટ રીતે નિર્ધારિત કરે છે:

• જ્યારે વાતાવરણનું તાપમાન 30°C પર વધે, ત્યારે વેંટિલેશન ડિવાઇસો સક્રિય કરવી જોઈએ ટકાવવા માટે.
• જો વાતાવરણનું તાપમાન 40°C પર પહોંચે અથવા તેથી વધે, તો કેપસિટર તત્કાલ બંધ કરવા જોઈએ.

તેથી, કેપસિટરનું ઓપરેટિંગ તાપમાન નિરંતર ટ્રેક કરવા માટે તાપમાન મોનિટરિંગ સિસ્ટમ લાગુ કરવી જોઈએ. આગામી, કંપાક્ટ વેંટિલેશન ઉપાયો તાપમાનને પ્રભાવી અને કાર્યક્ષમ રીતે નિકાલવા માટે મહત્વના છે, સંક્રમણ અને રદીયેશન દ્વારા.