علت اصلی خرابی و ترکیدن خازن صنعتی سه فاز (راهنمای عیب یابی و پیشگیری)

۷ علت ریشه ای خرابی و از کار افتادن خازن های صنعتی

 

۱. اضافه ولتاژ (Overvoltage): قاتل خاموش خازن ها

ولتاژ کاری، مهم ترین پارامتر یک خازن است. دی الکتریک داخلی خازن برای تحمل یک سطح ولتاژ مشخص طراحی شده است. زمانی که ولتاژ شبکه به طور مداوم یا لحظه ای از این مقدار فراتر رود، فشار شدیدی به دی الکتریک وارد می شود.

• چگونه اتفاق می افتد؟ نوسانات شبکه، قطع و وصل بارهای سنگین در نزدیکی کارخانه، تنظیم نادرست تپ ترانسفورماتور یا وقوع صاعقه می توانند باعث ایجاد اضافه ولتاژ شوند.
• اثر آن بر خازن: ولتاژ بیش از حد باعث شکست دی الکتریک، ایجاد گرمای شدید داخلی، افزایش فشار و در نهایت تورم (باد کردن) و ترکیدن خازن می شود. حتی اگر خازن فوراً منفجر نشود، عمر مفید آن به شدت کاهش می یابد.
• راهکار پیشگیری:
  • استفاده از خازن هایی با ولتاژ نامی بالاتر از ولتاژ شبکه (مثلاً استفاده از خازن 440 ولت در شبکه 400 ولت).
  • نصب تجهیزات حفاظتی مانند برق گیر (Surge Arrester) در ورودی تابلو برق.
  • بررسی و تنظیم صحیح ولتاژ خروجی ترانسفورماتور.

۲. اعوجاج هارمونیکی (Harmonic Distortion): دشمن شماره یک خازن در صنایع مدرن

امروزه با افزایش استفاده از تجهیزات الکترونیک قدرت مانند اینورترها (VFD)، سافت استارترها، و منابع تغذیه سوئیچینگ، شکل موج جریان و ولتاژ شبکه از حالت سینوسی خالص خارج می شود. این امواج مزاحم که به آن ها هارمونیک گفته می شود، اثرات مرگباری بر خازن ها دارند.

• چگونه اتفاق می افتد؟ بارهای غیرخطی، جریان هایی با فرکانس بالاتر از فرکانس اصلی شبکه (50 یا 60 هرتز) تولید می کنند.
• اثر آن بر خازن: امپدانس خازن با افزایش فرکانس کاهش می یابد (XC​=1/(2πfC)). این یعنی خازن ها مانند یک آهنربا، جریان های هارمونیکی را به خود جذب می کنند. این جریان اضافی باعث داغ شدن بیش از حد، افزایش تلفات داخلی و کاهش شدید عمر خازن می شود. در موارد حاد، پدیده تشدید (رزونانس) بین خازن و اندوکتانس ترانسفورماتور رخ داده و منجر به انفجار آنی خازن می شود.
• راهکار پیشگیری:
  • اندازه گیری سطح هارمونیک های شبکه قبل از نصب بانک خازنی.
  • استفاده از راکتورهای حذف هارمونیک (Detuned Reactor) به صورت سری با خازن ها.
  • انتخاب خازن هایی که به طور خاص برای کار در شبکه های هارمونیکی طراحی شده اند.

۳. دمای محیط بالا (High Ambient Temperature)

خازن ها به شدت به دما حساس هستند. تمامی مشخصات فنی یک خازن، از جمله عمر مفید آن، در یک دمای استاندارد (معمولاً 40 درجه سانتی گراد) تعریف می شود.

• چگونه اتفاق می افتد؟ نصب تابلو بانک خازنی در محیط های گرم، نزدیک کوره ها، زیر تابش مستقیم آفتاب یا در اتاق های بدون تهویه مناسب.
• اثر آن بر خازن: به ازای هر ۷ تا ۱۰ درجه افزایش دما بالاتر از حد استاندارد، عمر مفید خازن نصف می شود! گرمای بیش از حد، فرآیند فرسودگی دی الکتریک را تسریع کرده و فشار داخلی گازها را افزایش می دهد که نتیجه آن تورم و خرابی زودرس است.
• راهکار پیشگیری:
  • نصب تابلو برق در محلی خنک و با تهویه مناسب.
  • استفاده از فن و فیلتر یا حتی سیستم های خنک کننده (کولر) برای تابلو بانک خازنی.
  • رعایت فاصله استاندارد بین خازن ها و سایر تجهیزات گرمازا.

 

۴. تهویه نامناسب (Poor Ventilation)

این مورد ارتباط مستقیمی با دمای بالا دارد اما به عنوان یک علت مجزا قابل بررسی است. حتی اگر دمای محیط مناسب باشد، اگر هوای خنک به درستی در اطراف بدنه خازن جریان نداشته باشد، گرمای تولید شده در داخل خازن محبوس می شود.

• چگونه اتفاق می افتد؟ چیدمان بسیار فشرده خازن ها در تابلو، مسدود شدن ورودی و خروجی فن ها توسط گرد و غبار، یا عدم وجود فضای کافی در اطراف تابلو برق.
• اثر آن بر خازن: ایجاد یک نقطه داغ (Hotspot) در اطراف خازن و بروز همان مشکلاتی که در مورد دمای محیط بالا ذکر شد.
• راهکار پیشگیری:
  • رعایت فاصله استاندارد بین خازن ها هنگام مونتاژ تابلو.
  • بازرسی و تمیز کردن دوره ای فیلترهای فن تابلو برق.
  • اطمینان از عملکرد صحیح فن ها و ترموستات کنترلی آن ها.

۵. کیفیت پایین ساخت و متریال نامرغوب

"هیچ چیز گران تر از یک قطعه ارزان نیست." این جمله در مورد خازن های صنعتی کاملاً صدق می کند. انتخاب خازن های ارزان قیمت از برندهای نامعتبر، یکی از اصلی ترین دلایل خرابی های مکرر و پرهزینه است.

• چگونه اتفاق می افتد؟ استفاده از دی الکتریک با کیفیت پایین، ضخامت ناکافی ورق آلومینیوم، تکنولوژی قدیمی تولید و عدم وجود سیستم های حفاظتی داخلی (مانند قطع کننده فشار).
• اثر آن بر خازن: این خازن ها تحمل بسیار کمی در برابر اضافه ولتاژ و هارمونیک دارند، تلفات داخلی آن ها بالاتر است (بیشتر داغ می کنند) و عمر مفیدشان به مراتب کمتر از استانداردهای جهانی است.
• راهکار پیشگیری:
  • خرید خازن فقط از برندهای معتبر و شناخته شده جهانی (مانند فراکو، زیمنس، اپکاس/TDK، دوکاتی و ...).
  • مشاوره با تأمین کنندگان متخصص و معتبر که بتوانند محصول مناسب با نیاز شما را ارائه دهند.

۶. پایان عمر مفید (End of Lifespan)

هر خازن یک عمر مفید مشخص دارد که معمولاً بر حسب ساعت کارکرد بیان می شود (مثلاً 100,000 تا 150,000 ساعت). با گذشت زمان، دی الکتریک داخلی به تدریج خاصیت خود را از دست می دهد و ظرفیت خازن کاهش می یابد.

• چگونه اتفاق می افتد؟ فرسودگی طبیعی مواد در طول زمان. البته عواملی مانند گرما و هارمونیک این فرآیند را تسریع می کنند.
• اثر آن بر خازن: کاهش ظرفیت خازن به زیر ۸۰٪ مقدار نامی، به معنای پایان عمر آن است. در این حالت، خازن دیگر قادر به اصلاح ضریب قدرت به طور مؤثر نیست و باید تعویض شود.
• راهکار پیشگیری:
  • ثبت تاریخ نصب و ساعت کارکرد خازن ها.
  • اندازه گیری دوره ای ظرفیت خازن ها با استفاده از تجهیزات مناسب.
  • برنامه ریزی برای تعویض خازن ها پس از رسیدن به پایان عمر مفیدشان.

 

۷. تنش های کلیدزنی و مکانیکی (Switching & Mechanical Stress)

نحوه اتصال خازن به شبکه نیز در سلامت آن مؤثر است. کنتاکتورهایی که برای قطع و وصل خازن ها استفاده می شوند، باید از نوع مخصوص خازنی باشند.

• چگونه اتفاق می افتد؟ استفاده از کنتاکتورهای معمولی باعث ایجاد جریان هجومی بسیار بالا در لحظه وصل می شود. همچنین، محکم نبودن اتصالات و ترمینال ها باعث ایجاد جرقه و گرما می شود.
• اثر آن بر خازن: جریان هجومی بالا شوک شدیدی به خازن وارد کرده و عمر آن را کاهش می دهد. اتصالات ضعیف نیز باعث داغ شدن ترمینال و آسیب به نقطه اتصال خازن می شود.
• راهکار پیشگیری:
  • استفاده انحصاری از کنتاکتورهای خازنی که دارای کنتاکت های کمکی با مقاومت های سیمی هستند.
  • آچارکشی و بازرسی دوره ای تمام اتصالات و ترمینال های بانک خازنی.

جمع بندی و اقدام هوشمندانه: پیشگیری بهتر از درمان است

همانطور که دیدیم، خرابی خازن های صنعتی به ندرت یک اتفاق ناگهانی است؛ بلکه نتیجه ی نادیده گرفتن مجموعه ای از عوامل فنی و محیطی است. با نظارت دقیق بر ولتاژ و هارمونیک های شبکه، کنترل دما و تهویه، و مهم تر از همه، انتخاب خازن باکیفیت از برندهای معتبر، می توانید از بروز ۹۰٪ این مشکلات جلوگیری کنید. سرمایه گذاری اولیه روی یک خازن استاندارد و باکیفیت، در بلندمدت با کاهش هزینه های نگهداری، جلوگیری از توقف تولید و افزایش ایمنی، صدها برابر جبران خواهد شد.

مشاوره تخصصی و خرید مطمئن خازن صنعتی با بهنیکو

انتخاب صحیح خازن، رگولاتور و راکتور متناسب با شرایط شبکه شما یک امر تخصصی است. مجموعه بهنیکو با سال ها تجربه در زمینه تأمین تجهیزات برق صنعتی و اتوماسیون، آماده ارائه مشاوره تخصصی به شما برای انتخاب و خرید بهترین خازن های صنعتی سه فاز از برترین برندهای جهانی است.

کارشناسان ما به شما کمک می کنند تا با در نظر گرفتن تمامی پارامترهای فنی شبکه خود، محصولی را انتخاب کنید که بالاترین راندمان و طولانی ترین عمر مفید را برای شما به ارمغان بیاورد.

برای دریافت مشاوره رایگان، استعلام قیمت انواع خازن صنعتی و اطمینان از یک خرید هوشمندانه، همین امروز با ما تماس بگیرید یا از وب سایت ما دیدن فرمایید.

مشاهده و خرید انواع خازن صنعتی از مجموعه بهنیکو