🔥 역률 보상용 전력용 콘덴서(커패시터, Condensor) 폭발·화재 원인과 예방 가이드

 

📌 1. 역률 보상용 콘덴서 폭발·화재 원인 10가지

1. 과전압(Overvoltage) 인가
   – 전압이 정격보다 높아지면 내부 절연이 파괴되며 발열·폭발이 발생.
2. 고조파(Harmonics)에 의한 과열
   – 5차·7차 고조파가 커패시터로 집중되면서 과전류 → 내부 온도 상승.
3. 절연유(PCB-free Oil) 열화 및 누유
   – 절연유가 열화하면 절연내력이 급격히 떨어져 단락 가능.
4. 콘덴서 뱅크 내부 접속 불량
   – 단자 이완·부식 → 접촉저항 증가 → 발열 → 용융·폭발.
5. 히트런(HOT RUN) 현상
   – 지속적 과부하 운전으로 내부 온도가 정상 이상 상승.
6. 가스 발생 및 압력 상승
   – 내부 절연 분해 시 가스가 발생하여 압력 상승 → 케이스 파열.
7. 과도전류(Inrush current)
   – 투입 시 큰 돌입전류가 발생해 요소(Element)가 손상.
8. 부족한 환기 및 높은 주위 온도
   – 온도가 높을수록 수명 단축 및 절연 파괴 확률 증가.
9. 노후화에 따른 정전용량 감소 및 불균형
   – 노후 커패시터 1상 고장 → 3상 불균형 → 과전류.
10. 품질 불량 또는 규격 미달 제품 사용
    – 내부 보호장치(PF, Pressure switch) 부재 시 폭발 위험 증가.

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🛡️ 2. 폭발·화재 방지 대책 10가지

1. 고조파 필터 or 리액터 설치 (Harmonic Filter / Detuned Reactor)
2. 정격보다 여유 있는 커패시터 적용 (1.1 pu 권장)
3. 과전압 방지를 위한 AVR(자동전압조정기) 사용
4. 온도 관리(통풍 확보, 패널 팬 설치)
5. 과도전류 억제용 Inrush Reactor 설치
6. 정기적인 절연저항·정전용량 측정
7. 우수한 품질의 KS/IEC 인증 제품 사용
8. 정기 점검을 통한 단자조임·부식 확인
9. 보호장치(퓨즈, 온도스위치, 압력센서) 정상 동작 점검
10. 수명 기반 예방 교체(Capacitor Life Cycle Management)

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🧪 3. 점검 체크리스트 10가지

✔ 1. 외관 점검 – 팽창, 변색, 부풀음 여부 확인
✔ 2. 절연저항 측정 – 기준 이하 시 즉시 교체
✔ 3. 정전용량(Capacitance) 변화 확인
✔ 4. 누유 여부(오일 흔적) 확인
✔ 5. 단자 볼트 조임 상태 확인
✔ 6. 온도 측정(열화상카메라 사용)
✔ 7. 피더·퓨즈 상태 확인
✔ 8. 고조파 전류 측정(THD%)
✔ 9. 패널 내 통풍 및 팬 동작 여부 확인
✔ 10. 투입·차단 리액터 및 보호장치 상태 확인

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⚠️ 4. 실제 사고 사례 10가지 (블로그용 서술형)

1. 공장 고압 콘덴서 뱅크 과열로 폭발
   – 고조파 수치가 높았으나 필터 미설치. 케이스가 파열되며 흑연 가루 비산.
2. 빌딩 전기실에서 커패시터 내부 누유 후 화재
   – 노후 절연유가 흘러내려 단자 부분에 아크가 발생.
3. 쇼핑몰 전기실에서 Inrush로 인한 기폭 사고
   – 투입 순간 과도전류가 증가하며 내부 보호 장치가 작동하지 않아 폭발.
4. 태양광 인버터 연계 전압 상승으로 커패시터 파손
   – 낮 시간대 과전압으로 인한 절연 파괴.
5. 제철소에서 고조파로 인한 발열·연기 발생
   – 5차 고조파 집중, 콘덴서 2대 동시 파손.
6. 배선 접촉 불량으로 단자부 과열
   – 정기 점검 부주의로 단자 온도 120℃까지 상승하며 연기 발생.
7. 통풍 불량 패널 내부 과열
   – 여름철 전기실 온도 50℃ 이상 → 수명 급감 → 폭발.
8. 품질 미달 콘덴서 설치 후 1년 안에 폭발
   – 내부 압력해제 장치(PF)가 없어 그대로 파열됨.
9. 1상 고장 후 방치로 3상 불평형 → 폭발
   – 정전용량 불균형을 감지하지 못하고 운전 지속.
10. 산업단지 고압계통에서 낙뢰 유입 → 순간 과전압 폭발
    – SPD(서지보호기) 미설치로 낙뢰 전압 급상승.