High-Voltage Capacitors میں عام مسائل کی تفصیلی وضاحت اور حل
کیپیسٹر کے آپریشنگ ولٹیج کا مسئلہ
کیپیسٹر کے آپریشنگ ولٹیج کی شدت اس کی سروس لائف اور آؤٹ پٹ کیپبلٹی پر بہت زیادہ اثر ڈالتی ہے، جس کی وجہ سے یہ سب سٹیشن باس بار سسٹم میں ایک کلیدی مونیٹرنگ انڈیکیٹر بن جاتا ہے۔ کیپیسٹر میں فعال طاقت کا نقصان بنیادی طور پر ڈائی الیکٹرک نقصانات اور کنڈکٹر ریزسٹنس نقصانات سے ہوتا ہے، جہاں ڈائی الیکٹرک نقصانات 98% سے زیادہ ہوتے ہیں۔ ڈائی الیکٹرک نقصانات کیپیسٹر کے آپریشنگ ٹیمپریچر پر بہت زیادہ اثر ڈالتے ہیں۔ اس اثر کو نیچے دی گئی فارمولہ سے کوئنٹیفای کیا جا سکتا ہے:
Pr = Qc * tgδ = ω * C * U² * tgδ * 10⁻³
جہاں:
- Pr عالی ولٹیج کیپیسٹر کا فعال طاقت کا نقصان ظاہر کرتا ہے
- Qc اس کی غیر فعال طاقت ظاہر کرتا ہے
- tgδ ڈائی الیکٹرک نقصان تنگین ہے
- ω گرڈ کا زاویہ تعدد ہے
- C کیپیسٹر کی کیپیسٹنس ہے
- U کیپیسٹر کا آپریشنگ ولٹیج ہے
اوپر دی گئی فارمولہ سے واضح ہے کہ عالی ولٹیج کیپیسٹر کا فعال طاقت کا نقصان (Pr) اس کے آپریشنگ ولٹیج (U²) کے مربع کے ساتھ مستقیم تناسب میں ہوتا ہے۔ جب آپریشنگ ولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے تو فعال طاقت کا نقصان تیزی سے بڑھتا ہے۔ یہ تیز اضافہ ٹیمپریچر میں اضافہ کا باعث بنتا ہے، جس کی وجہ سے کیپیسٹر کی انسلیشن لائف متاثر ہوتی ہے۔ مزید برآں، کیپیسٹر کی طویل مدتی اوور ولٹیج کی حالت میں آپریشن اس کے اوور کرنٹ کا باعث بنتا ہے، جس سے کیپیسٹر کو نقصان ہوسکتا ہے۔ اس لیے، عالی ولٹیج کیپیسٹر سسٹمز کو کامیاب اوور ولٹیج پروٹیکشن ڈیوائس کی ضرورت ہوتی ہے۔
▲ بلند درجے کے ہارمونکس کا اثر
پاور گرڈ میں موجود بلند درجے کے ہارمونکس کیپیسٹرز پر منفی اثر ڈال سکتے ہیں۔ جب ہارمونک کرنٹ کیپیسٹر میں داخل ہوتا ہے، تو وہ بنیادی کرنٹ پر سپر اپ ہوتا ہے، جس سے آپریشنگ کرنٹ کا پیک ویلیو اور بنیادی ولٹیج بڑھ جاتا ہے۔ اگر کیپیسٹر کا کیپیسٹوکس ریزسٹنس سسٹم کے انڈکٹوکس ریزسٹنس کے مطابق ہو تو، بلند درجے کے ہارمونکس کو بڑھاوا ملتا ہے۔ یہ بڑھاوا اوور کرنٹس اور اوور ولٹیجز کا باعث بنتا ہے، جس سے کیپیسٹر کے اندر کی انسلیشن ڈائی الیکٹرک میں پارشل ڈسچارج کا باعث بنتا ہے۔ ایسے پارشل ڈسچارج کیپیسٹر کی خرابی کا باعث بنتا ہے جیسے بولنگ اور گروپ فیوز بلوزنگ۔
▲ باس بار کا ولٹیج کا نقصان
کیپیسٹر سے منسلک باس بار کا ولٹیج کا نقصان ایک اور کلیدی قابل توجہ مسئلہ ہے۔ اگر کیپیسٹر کو آپریشن میں راہت سے ولٹیج کا نقصان ہو جائے تو یہ سب سٹیشن سپلائی سائیڈ پر ٹرپنگ یا مین ٹرانسفارمر کی ڈسکنیکشن کا باعث بنتا ہے۔ اگر کیپیسٹر کو ایسی صورتحال میں فوراً ڈسکنیکٹ نہیں کیا جاتا تو یہ مضر اوور ولٹیج کا باعث بنتا ہے۔ مزید برآں، ولٹیج کی ریسٹوریشن سے قبل کیپیسٹر کو ہٹانے کی ناکامی ریزوننٹ اوور ولٹیجکا باعث بنتی ہے، جس سے ٹرانسفارمر یا کیپیسٹر خود کو نقصان ہوسکتا ہے۔ اس لیے، ایک ولٹیج کا نقصان کا پروٹیکشن ڈیوائس ضروری ہے۔ یہ ڈیوائس کیپیسٹر کو ولٹیج کا نقصان کے بعد فوراً ڈسکنیکٹ کرنے اور صرف ولٹیج کی پوری طرح سے نارمل ہو جانے کے بعد دوبارہ کنیکٹ کرنے کی ضمانت دے گا۔
▲ سرکٹ بریکر آپریشن سے پیدا ہونے والا اوور ولٹیج
سرکٹ بریکر کی آپریشن سے بھی اوور ولٹیج پیدا ہوسکتا ہے۔ کیپیسٹر سوچنگ کے لیے عموماً ویکیوئم سرکٹ بریکرز استعمال ہوتے ہیں، کلوسنگ آپریشن کے دوران کنٹیکٹ باؤنڈ کیپیسٹر پر اوور ولٹیج کا باعث بنتا ہے۔ ہلکی سطح کے اوور ولٹیج کے باوجود ان کا کیپیسٹرز پر اثر غفلت سے نہیں کیا جا سکتا۔ مزید برآں، سرکٹ بریکر کے اوپننگ (ڈسکنیکشن) کے دوران پیدا ہونے والے اوور ولٹیج کافی زیادہ ہو سکتے ہیں اور کیپیسٹر کو پنچر کر سکتے ہیں۔ اس لیے، سرکٹ بریکر کی آپریشن کے دوران پیدا ہونے والے اوور ولٹیج کو کم کرنے کے لیے کارآمد اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے۔
▲ کیپیسٹر کا آپریشنگ ٹیمپریچر مینجمنٹ
کیپیسٹرز کا آپریشنگ ٹیمپریچر بھی ایک کلیدی عام ہے۔ بہت زیادہ ٹیمپریچر کیپیسٹر کی سروس لائف اور آؤٹ پٹ کیپبلٹی پر منفی اثر ڈالتا ہے، جس کی وجہ سے پروایکٹو کنٹرول اور مینجمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ذاتی طور پر، ٹیمپریچر میں ہر 10°C کا اضافہ کیپیسٹر کی کیپیسٹنس کے نقصان کی شرح کو دوگنا کرتا ہے۔ کیپیسٹر جو لمبی مدت تک عالی الیکٹرک فیلڈز اور بلند ٹیمپریچرز میں آپریشن کرتے ہیں، ان کی انسلیشن ڈائی الیکٹرک کا سستا ہونا شروع ہوتا ہے۔ یہ سستا ہونا ڈائی الیکٹرک نقصانات کو بڑھاتا ہے، جس سے کیپیسٹر کے اندر ٹیمپریچر کا تیز اضافہ ہوتا ہے۔ یہ نہ صرف کیپیسٹر کی آپریشنل لائف کو کم کرتا ہے بلکہ شدید صورتحالوں میں یہ کیپیسٹر کی خرابی کا باعث بنتا ہے جیسے تھرمل براک ڈاؤن۔
کیپیسٹرز کی سیف آپریشن کی ضمانت کے لیے، متعلقہ قوانین صریحاً یہ طور پر ہدایت کرتے ہیں:
- جب ماحولی ٹیمپریچر 30°C سے زائد ہو، ٹیمپریچر کو کم کرنے کے لیے وینٹیلیشن ڈیوائسز فعال کی جانی چاہئیں۔
- اگر ماحولی ٹیمپریچر 40°C تک پہنچ جائے یا اس سے زائد ہو، کیپیسٹرز کو فوراً ڈی ایکٹیوٹ کیا جانا چاہئے۔
اس لیے، کیپیسٹرز کے آپریشنگ ٹیمپریچر کو مسلسل ریل ٹائم میں ٹریک کرنے کے لیے ایک ٹیمپریچر مونیٹرنگ سسٹم کی ضرورت ہوتی ہے۔ مزید برآں، ٹیمپریچر کو کم کرنے کے لیے فورسڈ ائیر وینٹیلیشن میجرز کا اہمیت ہوتا ہے تاکہ پیدا ہونے والی گرمی کو کارآمد اور موثر طریقے سے کنواکشن اور ریڈییشن کے ذریعے باہر نکالا جا سکے۔
