Kondansatör Neden Şişer? Nedenleri ve Önleme Yolları

Kısa cevap: Kompanzasyon kondansatörü, içinde biriken gazın basıncı yüzünden şişer. Bu gazı harmonik akımlar, aşırı gerilim, yüksek sıcaklık, sık ve kontrolsüz anahtarlama ya da düşük kaliteli malzeme nedeniyle dielektrik filmde tekrar eden delinmeler ve iç ısınma üretir. Pek çok modern kondansatörde şişme, aşırı basınç ayırıcısının devreye girip kondansatörü devreden çıkardığının işaretidir. Şişen kondansatör değiştirilir; ancak asıl neden bulunup giderilmezse yenisi de kısa sürede şişer.

Kondansatörün içinde ne oluyor?

Alçak gerilim güç kondansatörleri çoğunlukla metalize polipropilen filmden yapılır. Filmde zayıf bir noktada delinme olduğunda, o noktadaki ince metal tabaka buharlaşır ve arıza bölgesi kendiliğinden yalıtılır. Buna kendini onarma denir; kondansatör çalışmaya devam eder ama her olayda kapasite bir miktar azalır ve az miktarda gaz oluşur.

Zorlayıcı koşullarda bu olaylar sıklaşır, gaz birikir ve iç basınç artar. Aşırı basınç ayırıcısı bulunan kondansatörlerde kap uzar, içteki bağlantı kopar ve kondansatör devreden ayrılır. Kapaktaki bombeleşme tam olarak bu mekanizmanın sonucudur. Yani şişme bir sonuçtur; neden aşağıdaki başlıklardan biri ya da birkaçıdır.

Harmonik neden en sık nedendir?

Kondansatör empedansı frekansla ters orantılıdır. Şebekede 5. harmonik gerilimi temel gerilimin %5’i kadarsa, kondansatörün bu frekansta çektiği akım temel akımın yaklaşık %25’ine ulaşır (5 × %5). Frekans dönüştürücü, UPS ve doğrultucu yoğun tesislerde bu ek akım kondansatörü sürekli ısıtır, tepe gerilimini yükseltir ve film delinmelerini hızlandırır.

Kondansatör ile trafo arasında rezonans oluşursa harmonik gerilim katlanarak büyür ve kondansatörler haftalar içinde şişebilir. Çözüm, ölçümle doğrulanmış reaktörlü kademe ya da harmonik filtredir. Karar ölçütleri harmonik filtre ne zaman gerekir yazısında.

Aşırı gerilim kondansatörü nasıl yorar?

Kondansatörün verdiği reaktif güç ve iç ısısı gerilimin karesiyle artar: gerilim %10 yükselirse güç ve ısı yaklaşık %21 artar. TS EN 60831-1 standardı, nominal gerilimin üstündeki çalışmayı yalnız sınırlı sürelerle kabul eder:

1,20 ve 1,30 katı değerler ömür boyunca sınırlı sayıda kabul edilir. Gerilimi yükselten başlıca durumlar şunlardır: trafo kademe ayarının yüksek bırakılması, gece yük düşükken kondansatörlerin devrede kalması ve reaktörlü kademede nominal gerilimi düşük kondansatör kullanılması. Seri reaktör kondansatör uçlarındaki gerilimi yaklaşık U / (1 − p) oranında artırdığı için, %7 reaktörlü kademede 400 V kondansatör sürekli aşırı gerilimde çalışır.

Sıcaklık ömrü nasıl kısaltır?

Kondansatörler bir sıcaklık kategorisiyle etiketlenir. Örneğin yaygın −25/D kategorisi için ortam sıcaklığı en fazla 55 °C, 24 saatlik ortalaması en fazla 45 °C, yıllık ortalaması en fazla 35 °C olmalıdır. Bu sınırlar pano içindeki havaya göre değerlendirilir, odadaki sıcaklığa göre değil.

• Tıkalı filtre ve çalışmayan fan pano içini hızla ısıtır.
• Reaktörler önemli miktarda ısı üretir; panoda kondansatörlerin üstüne ya da ayrı bölmeye yerleştirilmeleri gerekir.
• Güneş alan, kazan dairesine ya da fırına yakın panolarda ek havalandırma ya da klima gerekebilir.
• Gevşek bağlantılar yerel ısınma yaratır ve kondansatör uçlarından içeri ısı taşır.

Anahtarlama sıklığı neden önemlidir?

Bir kondansatör, devrede başka kondansatörler varken bağlandığında çok kısa süreli ama çok yüksek bir ani akım çeker. Ön şarj dirençli kondansatör kontaktörleri bu akımı sınırlar; standart motor kontaktörü kullanılan panolarda kontaklar yanar, kondansatör her anahtarlamada zorlanır.

İkinci risk, deşarj olmamış kondansatörün yeniden bağlanmasıdır. Kondansatörde kalan gerilim şebeke gerilimiyle ters yöndeyse anlık gerilim ve akım çok yükselir. Rölede yeniden bağlama süresinin kısa girilmesi ya da C/k değerinin düşük olması nedeniyle kademelerin sürekli girip çıkması bu zorlanmayı katlar. Doğru değerler reaktif güç rölesi ayarları yazısında anlatılıyor. Kondansatör üreticileri yıllık anahtarlama sayısı için bir üst sınır verir; röledeki kademe sayaçları bu sınırla karşılaştırılabilir.

Malzeme kalitesi ve yaşlanma ne kadar etkilidir?

Film kalitesi ve kalınlığı, metalizasyon, iç bağlantılar ve reçine dolgu kondansatörün zorlamaya ne kadar dayanacağını belirler. Etiket bilgisi eksik, standart uygunluğu belgelenmemiş ürünler ilk aylarda sorunsuz görünse de yukarıdaki zorlamalara daha erken yenik düşer. Ayrıca her kondansatör kendini onarma olaylarıyla zamanla kapasite kaybeder; doğal yaşlanma da sonunda değişimi gerektirir. Kapasite takibi, kondansatör şişmeden önce zayıflamayı gösterir.

Kondansatör şişmesi nasıl önlenir?

1. Ölçün: enerji analizörüyle THD, harmonik mertebeleri ve gerilimi kompanzasyon devredeyken ve devre dışıyken kaydedin (enerji analizi).
2. Harmonik varsa reaktör kullanın: ölçüme göre %7 ya da %14 reaktörlü kademe, gerekiyorsa aktif filtre (harmonik filtre).
3. Gerilim sınıfını doğru seçin: şebeke gerilimi ve reaktör oranına göre üretici tablosundaki gerilim sınıfını kullanın.
4. Isıyı yönetin: fan, filtre ve termostat bakımı; reaktörleri kondansatörlerin üstüne ya da ayrı bölmeye yerleştirin.
5. Doğru kontaktör: ön şarj dirençli kondansatör kontaktörü, hızlı değişen yükte tristörlü anahtarlama.
6. Röleyi doğru ayarlayın: C/k, gecikme ve yeniden bağlama süresi.
7. Gerilimi izleyin: şebeke gerilimi sürekli yüksekse trafo kademe ayarını gözden geçirin.
8. Periyodik bakım: kademe akımı ve kapasite ölçümleri (bakım kontrol listesi).

Şişmiş kondansatör görünce ne yapmalı?

İlgili kademeyi rölede devre dışı bırakın, panonun enerjisini kesin, deşarj süresini bekleyip gerilim yokluğunu ölçün ve kondansatörü değiştirin. Şişmiş kondansatörü delmeye, sıkıştırmaya ya da tekrar devreye almaya çalışmayın. Aynı kademede ya da aynı tip kademelerde başka kondansatörlerin kapasitesini de ölçün; çoğu zaman şişme bir kondansatörde görünür ama diğerleri de zayıflamıştır.

Değişimden önce nedenin bulunması önemlidir. Aynı kondansatörü aynı koşullara takmak sorunu yalnız erteler. Kademeler eksildiğinde kompanzasyon gücü düşer ve endüktif oran %20 sınırını aşabilir; bu durumda fatura etkisi için reaktif ceza nedir yazısına bakın. Değişim ve yeniden boyutlandırma için kondansatör ve röle değişimi sayfasına göz atabilirsiniz.

Sık sorulanlar

Şişmiş kondansatör çalışmaya devam eder mi?

Aşırı basınç ayırıcısı devreye girdiyse kondansatör içten devreden ayrılmıştır ve reaktif güç vermez. Ayırıcı tam çalışmadıysa arızalı kondansatör ısınmaya devam eder. Her iki durumda da kondansatör değiştirilmelidir.

Yalnız şişen kondansatörü değiştirmek yeterli mi?

Diğer kondansatörlerin kapasitesi ölçülüp sağlam çıkarsa evet. Ancak şişmenin nedeni harmonik ya da aşırı gerilimse aynı koşullar diğerlerini de etkilemiştir; neden giderilmeden yapılan değişim kalıcı olmaz.

Daha yüksek gerilimli kondansatör takmak sorunu çözer mi?

Aşırı gerilim ve reaktörlü kademe için doğru bir önlemdir, ancak rezonansı tek başına ortadan kaldırmaz. Ayrıca yüksek gerilim sınıfındaki kondansatör 400 V şebekede etiket gücünden daha az reaktif güç verir; kademe gücü buna göre yeniden hesaplanmalıdır.