أصبح الاختراق المتزايد لأنظمة الطاقة المتجددة والحاجة الملحة لتكاملها الموثوق به مع أنظمة نقل الطاقة التي تعمل في ظل ظروف متنوعة.
تحليل التأثيرات الواقعة على موثوقية مكثف HVDC
يمكن تحسين وظائف جودة الطاقة من خلال التقنيات القائمة على إلكترونيات القدرة، مثل محولات التيار المباشر ذات الجهد العالي (HVDC)، والتي تستخدم المكثفات كمكونات هيكلية أساسية، لذلك حظيت التقنيات والمواد المستخدمة في تصنيع مكثفات البولي بروبلين المعدن (MPP) باهتمام كبير من الباحثين والمصنعين.
كذلك تم اعتماد مكثفات (MPP) نظراً لمزاياها العديدة، مثل معدلات الفولتية العالية والخسائر المنخفضة والإصلاح الذاتي والتكلفة المنخفضة على مكثفات الأقطاب الكهربائية، كما تتعرض مكثفات (HVDC) لضغوط كهربائية وحرارية مختلفة تؤثر على أدائها بدرجات مختلفة وفقاً لجودة المواد العازلة وهيكل المكثف، بحيث تعتبر الهياكل والتشكيلات والتوجهات الجزيئية للبوليمرات معطيات مهمة تؤثر بشكل كبير على خصائص العازل المستخدم في تطبيقات المكثف.
كما يُطلق على الانخفاض في السعة الناتجة عن الإصلاح الذاتي (أو المقاصة) اسم “الفشل الناعم”، حيث تختلف قيمة السعة وفقاً للمصنعين، بحيث يوضح الشكل التالي تدهور السعة الذي يظهره (MPPC) بمرور الوقت، حيث (A) هو الفشل الناعم الذي تحدد قيمته من قبل الشركات المصنعة ووفقاً للتطبيق، كذلك تكون (C = 2٪) في هذه الحالة و (B) هي الزيادة التدريجية في التدهور المعدل بعد الانهيار الناعم حتى تراكم البخار الموصل داخل المكثف يؤدي إلى فشل ذريع عند درجة حرارة مئوية.
وهنا تجدر الإشارة إلى أن معدل التحلل (B) يعتمد على العديد من العوامل، أهمها:
- وجود الميكروفيدات.
- عيوب في العزل الكهربائي.
- كيمياء البوليمر وأقل إلى حد ما على الوزن الجزيئي.
- التوصيل الحراري.
- قيمة الإجهاد الكهربائي المطبق.
أيضاً يتم تمثيل الفشل الكارثي (C) على أنه تمزق أو احتراق عبوة المكثف وقد يكون ناتجاً عن تراكم الضغط أو الفلاش الذي يؤدي إلى التسخين الداخلي للمكثف الكهربائي.
