風力機燒毀 – 可以避免嗎？

由於綠能的快速成長，相對的發電設施也在相應進步中，而發電工具零件的穩定及耐用度也是發電穩定的重要因素之一，以下是Vishay針對風力發電機的風險分析及解決方案。
世界各地安裝了許多風力機，經驗表明它們很容易受到嚴重損壞。 實際上，風力機起火並不罕見。 一旦發生這種情況，長達 30 米的燃燒的風輪葉片會從 100 米高處墜落到地面。 極端情況下，塔架可能斷裂或倒塌。 在許多國家，這樣的高度下消防部門無法滅火，而只能進行區域封鎖以讓系統自燃自滅。 某些情況下，取決於風力機的大小，這種損壞會迅速造成數百萬美元的損失。 於是提出一個問題：我們如何提高風力機的安全性？

為解決這個問題，製造商確定了主要環節，提前消除每一種隱患。 因此，Vishay 專門研究了電容器的連接，一些接頭不良引起火災的故障是可以發現的。 接頭最重要的要求包括保持長期足夠的接觸壓力，減小接觸電阻。 如果接觸壓力過低或接觸電阻過高，例如發生斷續接觸的情況，當電流經過接點時，轉化為熱量的功率耗散會增加。  

接頭由金屬製成，因此電阻會隨著溫度的升高而加大，接點存在缺陷的情況下，取決於接觸電阻和電流的大小 （P = R * I²），溫度可高達 600°C。 技術人員認為 50 瓦以上功率耗散易燃。 電流負載變化過程會增加已經過高的接觸電阻，因為接頭在明顯熱應力下的膨脹和收縮會對接觸電阻產生影響。 這會導致接觸壓力進一步下降。 此外，熱應力通常造成導電材料的電導率進一步下降，從而增加接觸電阻。 不利因素還包括：即使定期全面檢查，也幾乎不可能完全檢測出接觸電阻過高的不良接頭。 因為這些接頭的電阻隨著渦輪機的運行狀態而變化。 這些情況還可能在幾年中緩慢惡化

研究得出以下結果：目前機艙中的電路板主要使用彈簧接頭來解決上述接觸電阻增加的問題。 即使就成本效益和靈活性而言，這類彈簧接頭是公認可靠的連接技術，但許多功率電容器製造商仍然依靠螺絲固定接頭。 這種接頭的最大缺點是，儘管線纜與連接面接觸，安裝人員仍無法目檢確定所有螺絲是否以正確的扭矩可靠緊固。 由於幾個電容器與電池並聯，這種情況實際上難以控制。

圖1：ESTAspring 採用彈簧和槓桿操作無需任何螺絲緊固，保護貴重設備免受不可修復的損壞。

為解決連接鬆動引起的問題，特別是長期持續振動的應用環境中，Vishay 開發了 ESTAspring，不用任何螺絲固定，採用槓桿操作彈簧接頭連接的新一代 LVAC 功率電容器。 PhMKP 系列電容器額定電壓 230V 至 1000V，最大輸出容量 2KVAR 至 37.1KVAR，最大端子電流 90A。 電容器採用不鏽鋼彈簧接頭，耐腐蝕，提供充油和乾式充氣兩種版本。 這是全球首款採用 ESTAspring 技術的電容器。 它們採用槓桿鎖定彈簧接頭，接頭為 2.5 至 25mm² 預製柔性導體帶接線卡子。 矩形固定卡子最大幾何尺寸為 6.0 x 7.6mm。 使用的彈簧為不鏽鋼材料。 導體材料為銅合金，最大電流為90A。 導體可直接插入卡子，不需要任何工具。 橙色偏心槓桿操作直觀，易於緊固。 卡子本身自帶所需連接力，不需要任何緊固。 利用槓桿位置便於輕鬆目檢連接的完整性。 槓桿閉合即可確保器件牢固接觸。 這也消除了工業量產中僅檢查接線卡子存在的故障隱患。

圖2：快速簡便 – ESTAspring 組裝時間縮短60%

UL/ULC 已批准聚丙烯箔電容器與 ESTAspring 結合使用作為完整系統，為風力機以及其他強烈振動應用中的低壓功率校正和諧波濾波器提供完全免維護連接。 持續恆定的接觸力確保電容器整個生命週期牢固連接，是螺絲連接容易鬆動應用的理想之選。 這樣，實際上不可能發生因機艙中電容器接觸不良引起的火災。

圖3：為實現無功功率補償，可利用插接功能在背面插入一個放電電阻。 再次按下按鍵即可拔出電阻。
希望以新技術、新產品來確保風力發電的安全及穩定。