역률 보상용 전력용 콘덴서(캐패시터, 커패시터, Condensor)와 전력 품질과의 관계

⚡ 전력 품질이 안 좋다는 것 = 전압이 안정적이지 않다

일반적으로 **전력 품질 저하(Power Quality Problem)**에는 여러 요소가 포함되지만,
그중 가장 대표적인 것이 바로 **전압 불안정(Voltage Instability)**입니다.

 

전압 변동(Voltage Fluctuation)

• 공급 전압이 기준값에서 상·하로 요동치는 상황
• 예: 230V 공급인데 200V~250V 사이로 반복 변화
• 부하 투입/탈락 시 순간적으로 흔들림

이는 **플리커(Flicker)**나 전기 기기 고장의 주요 원인

 

전력 품질이 나쁜 곳에서는

• 전압 변동(Fluctuation)
• 전압 상승(Swell)
• 전압 저하(Sag)
• 고조파(Harmonic Distortion)
• 순간 과전압(Spike)

현상이 발생

 

⚡ 1. 왜 전압 품질이 나쁘면 콘덴서가 위험해질까?

전압이 불안정하다는 것은

• 전압이 순간적으로 올라갔다 내려갔다 반복하거나
• 고조파가 많고
• 순간 과전압(Voltage Spike)
  이 자주 발생한다는 의미입니다.

이런 환경에서는 콘덴서 내부에서 다음과 같은 변화가 발생합니다.

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🔥 2. 콘덴서가 부푸는(팽창) 이유

✔ ① 과전압 → 유전율 감소 → 내부 전기적 스트레스 증가

전압이 정격 이상으로 반복적으로 인가되면

• 내부 필름(Polypropylene Film)이 전기적 스트레스를 받음
• 절연 필름이 부분 방전(Partial Discharge)을 일으킴
• 필름이 손상되면서 열이 발생
  ➡ 가스 생성 → 압력 증가 → 캔(Al Case)이 부풀어 오름

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🔥 3. 폭발·화재가 발생하는 이유

✔ ② 과전압 + 온도 상승 → 절연 분해 → 가스 급증 → 압력 파손

전압이 순간적으로 상승하면 내부 절연이 분해되며 가스가 급격히 증가합니다.
일반적으로 콘덴서 내부는

• 가스압 해제장치(Pressure Switch)
• 퓨즈(PF)
  가 있는데, 이 장치가 반응할 수 있는 속도보다 급격한 압력 증가가 빠른 경우
  ➡ 케이스 파열 → 폭발

✔ ③ 전력 불안정 → 고조파 증가 → 과열

전력 품질이 나쁜 지역일수록 고조파가 많습니다.
특히 5차·7차 고조파는 전류를 커패시터로 집중시키므로:

• 과전류 → 내부 온도 급상승
• 절연유 열화
• 절연 파괴 → 단락
• 단락 시 스파크 → 화재 발생

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🔥 4. 불안정한 전압에서 실제로 발생하는 메커니즘 (종합 흐름도)

 

 

⚡ 5. 개연성(Probability)이 실제로 있을까?

실제 해외 사례가 많습니다.
특히 다음 지역에서 자주 보고됩니다.

• 동남아 일부 국가(인도네시아, 베트남, 필리핀 등)
• 인도
• 아프리카 일부 국가

공통적인 특징은
전압 변동폭이 크고 고조파가 많으며, 전원 품질이 낮다는 점입니다.

이런 환경에서는 콘덴서 뱅크의 고장률이 선진국 대비 3~5배 정도 높다는 현장 보고도 있습니다.

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🔧 6. 방지 방법(전력 품질 불안정 지역용)

📌 1) Detuned Reactor(디튜닝 리액터) 필수 설치

– 고조파 감소 + 돌입전류 억제
– 콘덴서 수명 2~4배 증가

📌 2) 고내압(1.1~1.2 pu) 커패시터 사용

– 과전압 환경에서 필수

📌 3) Surge Protector(SPD) 설치

– 낙뢰·전압스파이크 방지

📌 4) 통풍 팬 + 온도 모니터링

– 고온지역 필수

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✔ 결론

전압 품질이 불안정한 지역에서는 콘덴서가 부풀거나 폭발할 개연성이 충분히 존재하며,
그 원인은 전압 변동·고조파·과전압으로 인한 내부 절연 파괴와 가스 압력 증가 때문이다.