สาเหตุของ Capacitor Bank อายุสั้น/ระเบิด

ตามปกติแล้วคาปาซิเตอร์ที่ใช้งานสำหรับวัตถุประสงค์ในการแก้ค่าตัวประกอบกำลังไฟฟ้า (Power Factor: PF.) ที่เราเรียกกันสั้นๆว่า Capacitor Bank นั้น อย่างน้อยที่สุดควรจะมีอายุการใช้งานต่อเนื่องเกิน 2 ปีที่อุณภูมิไม่เกิน 46 องศาเซลเซียส (อ้างอิงจากเอกสารการรับประกันคุณภาพการใช้งานจากผู้ผลิต Capacitor Bank)

สาเหตุหลักๆ ที่ทำให้อายุการใช้งาน Capacitor Bank สั้นหรือเสียหายอย่างรุนแรงนั้นสามารถแบ่งออกได้ 3 สาเหตุดังนี้

1. อุณหภูมิที่ตัว Capacitor Bank ขณะทำงานสูง โดยอาจมีสาเหตุจากค่ากำลังงานสูญเสียภายในตัวเองรวมกับอุณหภูมิภายในตู้สูงอันเนื่องมาจากการระบายความร้อนไม่ดีหรือติดตั้งอยู่ในบริเวณที่มีความร้อนสูงมาก โดยรูปที่ 1 แสดงความสัมพันธ์ระหว่างอายุการใช้งานที่น้อยลงจาก 100% ที่อุณหภูมิมากกว่า 46 องศาเซลเซียส ความเสียหายจากอุณหภูมิขณะทำงานนี้ไม่ได้ทำให้อุปกรณ์ Capacitor Bank เสียหายในทันทีแต่จะทำให้ค่าความจุไฟฟ้าของตัวอุปกรณ์ลดลงเรื่อยๆ จนทำให้ค่า kVar ที่ต้องการเพื่อใช้ชดเชยกำลังงานรีแอคทีฟไม่เพียงพอต่อการเพิ่มค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ (PF.) ของระบบ

2. ค่าแรงดันขณะทำงานสูงเกินพิกัดของตัว Capacitor Bank ความเสียหายจากกรณีนี้มีผลทั้งอายุการใช้งานที่สั้นลงดังแสดงในรูปที่ 2 หรือถ้าขนาดของแรงดันใช้งานสูงเกินพิกัดมากๆ ก็อาจเป็นสาเหตุให้ Capacitor Bank เสียหายรุนแรงได้ในทันที ซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดจากปรากฏการณ์เรโซแนนซ์

3.เกิดจากฮาร์มอนิกในการติดตั้งใช้งาน Capacitor Bank ในระบบไฟฟ้าที่มีการติดตั้งเครื่องจักรที่มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลังเป็นส่วนประกอบ เช่นอินเวอร์เตอร์ในระบบขับเคลื่อน หรือการแปลงความถี่ต่างๆ หรือแม้กระทั่งอุปกรณ์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานในอาคาร เหล่านี้ล้วนเป็นแหล่งกำเนิดหรือสาเหตุของกระแสและแรงดันฮาร์มอนิกในระบบ ซึ่งเมื่อเกิดฮาร์มอนิกขึ้นในระบบขึ้นแล้วจะทำให้แรงดันและกระแสที่เกิดขึ้นที่ Capacitor Bank ขณะทำงานสูงกว่าปกติหรืออาจเรียกว่าเกิดโอเวอร์โหลดขึ้น ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนสูงสะสมภายในซึ่งถ้าความร้อนที่เกิดขึ้นนี้มีค่าสูงมากเกินก็จะทำให้เกิดความดันสูงภายในโครงสร้างของ Capacitor Bank อันเป็นสาเหตุให้เกิดการระเบิดของ Capacitor Bank ได้

ตัวอย่างรูปคลื่นแรงดันและกระแสที่เกี่ยวข้องกับฮาร์มอนิก