संधारित्र एक आवश्यक घटक हैं यूपीएस (अबाधित विद्युत आपूर्ति) प्रणाली, ऊर्जा को सुचारू बनाने, छानने और संग्रहीत करने जैसे महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। एक विशिष्ट यूपीएस इकाई में मुख्य विद्युत खंड और मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) दोनों में विभिन्न प्रकार के संधारित्र होते हैं।

संधारित्र आमतौर पर एल्युमीनियम या क्रोमियम-प्लेटेड सिलेंडरों में लगे होते हैं और इनमें दो चालक सतहें होती हैं—आमतौर पर धातु की प्लेटें या इलेक्ट्रोड—जो एक परावैद्युत माध्यम द्वारा पृथक और विद्युतरोधी होती हैं। एक संधारित्र द्वारा संचित आवेश की मात्रा फैराड में मापी जाती है और परावैद्युत परत की मोटाई और चालक प्लेटों के पृष्ठीय क्षेत्रफल द्वारा निर्धारित होती है।

यूपीएस प्रणाली के पावर अनुभाग में कैपेसिटर को निम्नानुसार वर्गीकृत किया जा सकता है:

एसी इनपुट कैपेसिटरये यूपीएस इनपुट फ़िल्टर और/या पावर फैक्टर करेक्शन स्टेज का हिस्सा हैं। ये आने वाली मेन सप्लाई को संभालते हैं और इनपुट ट्रांज़िएंट को सुचारू बनाने, परावर्तित स्विचिंग शोर को कम करने और हार्मोनिक विरूपण को न्यूनतम करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
एसी आउटपुट कैपेसिटरये कैपेसिटर यूपीएस आउटपुट फ़िल्टर का हिस्सा होते हैं। ये महत्वपूर्ण लोड को आपूर्ति की जाने वाली आउटपुट वोल्टेज की तरंगरूप को नियंत्रित करने और प्रतिक्रियाशील शक्ति प्रदान करने में मदद करते हैं।
डीसी कैपेसिटरये संधारित्र सुधार प्रणाली और ऊर्जा भंडारण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। ये वोल्टेज में उतार-चढ़ाव (जिसे आपूर्ति वोल्टेज फ़िल्टरिंग भी कहते हैं) को नियंत्रित करते हैं और मुख्य और बैटरी पावर के बीच संक्रमण के दौरान थोड़े समय के लिए ऊर्जा संग्रहीत करते हैं, जिससे महत्वपूर्ण भार को निर्बाध आपूर्ति सुनिश्चित होती है।

यूपीएस प्रणाली में सभी कैपेसिटर उच्च आवृत्ति स्विचिंग, यूपीएस लोड और परिचालन वातावरण से भौतिक/विद्युत तनाव के संपर्क में आते हैं।

कैपेसिटर कितने समय तक चलते हैं?

बैटरी के साथ-साथ कैपेसिटर भी सबसे कमजोर घटकों में से एक हैं। यूपीएस प्रणाली और समय के साथ खराब होने की संभावना बनी रहती है। इनमें मौजूद इलेक्ट्रोलाइट, कागज़ और एल्युमीनियम फ़ॉइल के भौतिक और रासायनिक रूप से टूटने से ये ख़राब हो जाते हैं। अत्यधिक गर्मी या तेज़ धारा जैसे कारक इस क्षरण को तेज़ कर सकते हैं।

जबकि एक अच्छी रेटिंग वाला कैपेसिटर अनुकूल परिस्थितियों में 10 साल तक चल सकता है, उद्योग की सर्वोत्तम प्रथाओं के अनुसार, गंभीर खराबी के जोखिम को रोकने के लिए कैपेसिटर को 4 से 8 साल के भीतर बदलना ज़रूरी है। कुछ स्थितियों में, विशेष रूप से मांगलिक भूमिकाओं या वातावरण में, कैपेसिटर को 4 साल की उम्र में ही बदलना पड़ सकता है।

संधारित्र जीवनकाल को प्रभावित करने वाले कारक

कई कारक संधारित्र के जीवनकाल को छोटा कर सकते हैं:

अत्यधिक धारा: अपनी निर्धारित क्षमता से ज़्यादा धारा के संपर्क में आने पर संधारित्र क्षतिग्रस्त हो जाएँगे। हालाँकि उच्च तरंग धारा के छोटे-छोटे विस्फोट हानिरहित हो सकते हैं, लेकिन लगातार संपर्क में रहने से अति ताप और समय से पहले खराबी हो सकती है।
अति प्रयोगसंधारित्र को जितना ज़्यादा काम करना होगा, वह उतनी ही जल्दी ख़राब होगा। अगर यह बार-बार उच्च स्तर के वोल्टेज शोर या क्षणिक तरंगों को फ़िल्टर करता है, तो संधारित्र का घिसाव तेज़ी से होगा।
अत्यधिक गर्मीगर्मी के कारण संधारित्र के अंदर का इलेक्ट्रोलाइट वाष्पित हो सकता है, जिससे असुरक्षित आंतरिक दबाव पैदा हो सकता है। यह गर्मी आंतरिक कारकों, जैसे कि अवरुद्ध एयर फ़िल्टर, या बाहरी कारकों, जैसे कि यूपीएस के स्थान पर उच्च परिवेशी तापमान, से आ सकती है।

संधारित्र विफलता के संकेत

सेवा इंजीनियर नियमित यूपीएस रखरखाव के दौरान कई संकेतकों के माध्यम से संभावित संधारित्र विफलताओं की पहचान कर सकते हैं:

तेल रिसाव: तेल का रिसाव संधारित्र के भीतर तापमान और प्रतिबाधा को बढ़ाता है।
विरूपण: अत्यधिक गर्मी या आंतरिक तरल पदार्थ के रिसाव के कारण।
झुलसे हुए तार: अधिक धारा संधारित्र से जुड़े तारों को नुकसान पहुंचा सकती है, जिसे थर्मल इमेजिंग के माध्यम से देखा जा सकता है।
जले हुए वाल्व कैप का उभार: यह आंतरिक तनाव को इंगित करता है और यदि फलाव टूट जाता है तो विफलता हो सकती है।
तापमान में वृद्धितापमान की निगरानी ज़रूरी है। आंतरिक तापमान में वृद्धि, जिसका पता थर्मामीटर या थर्मल इमेजर से लगाया जा सकता है, संधारित्र में खराबी का संकेत देती है।
समाई गिरावटसमय के साथ, संधारित्र की आंतरिक संरचना ख़राब हो जाती है, जिससे उसकी धारिता सहनशीलता से बाहर हो जाती है। इसे एक धारिता मीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है, जो अधिकांश उच्च-गुणवत्ता वाले डिजिटल मल्टीमीटर में उपलब्ध होता है।

जब संधारित्र विफल हो जाता है तो क्या होता है?

संधारित्र विफलताएं आम तौर पर दो श्रेणियों में आती हैं:

खुली विफलतासंधारित्र काम करना बंद कर देता है, लेकिन खराबी के कोई स्पष्ट संकेत नहीं दिखाई देते। इस प्रकार की खराबी का पता भी नहीं चलता, फिर भी यह यूपीएस के प्रदर्शन को प्रभावित करता है।
शॉर्ट-सर्किट विफलतासंधारित्र से परावैद्युत पदार्थ का रिसाव होता है, जिससे दृश्य क्षति हो सकती है और यहाँ तक कि पॉपिंग ध्वनि भी उत्पन्न हो सकती है। यह विफलता अधिक विनाशकारी होती है, क्योंकि इलेक्ट्रोलाइट सुचालक और संक्षारक होता है, जिससे आसपास के घटकों को संभावित रूप से नुकसान पहुँच सकता है।

कुछ मामलों में, संधारित्र धीरे-धीरे खराब हो सकता है, तथा बिना किसी स्पष्ट संकेत के अपनी सहनशीलता खो सकता है।

कुछ संधारित्रों, विशेष रूप से विद्युत अपघटनी प्रकार के संधारित्रों में, अंतर्निहित दाब राहत वाल्व या कैप होते हैं जो खराबी की स्थिति में आंतरिक दाब को नियंत्रित रूप से मुक्त करने की अनुमति देते हैं। हालाँकि, इससे तापमान में वृद्धि और विद्युत अपघटनी रिसाव का खतरा हो सकता है।

यूपीएस में संधारित्र विफलता के परिणाम

यूपीएस पर संधारित्र की विफलता का प्रभाव विफलता के प्रकार और संधारित्रों के विन्यास (चाहे श्रेणीक्रम में हों या समानांतर) पर निर्भर करता है। कई संधारित्रों वाली प्रणालियों में, एक विफलता प्रदर्शन को तुरंत प्रभावित नहीं कर सकती है, क्योंकि शेष संधारित्र खोई हुई कार्यक्षमता की भरपाई कर सकते हैं। हालाँकि, एक भी विफल संधारित्र यूपीएस के प्रदर्शन को कम कर सकता है, फ़िल्टरिंग क्षमता को कम कर सकता है, शोर और हार्मोनिक विरूपण को बढ़ा सकता है, ऊर्जा भंडारण को कम कर सकता है, और यहाँ तक कि बैटरी स्ट्रिंग्स को भी नुकसान पहुँचा सकता है।

चरम मामलों में, गंभीर संधारित्र विफलता यूपीएस को बाईपास मोड में डाल सकती है, जिससे महत्वपूर्ण लोड असुरक्षित हो जाता है।

खराब होते एसी कैपेसिटर के विशिष्ट परिणामों में शामिल हैं:

इन्वर्टर विरूपण में वृद्धि
सिस्टम अस्थिरता, विशेष रूप से समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में
शोर और धुएं के साथ अचानक खराबी, जिससे अन्य यूपीएस घटकों को संभावित रूप से नुकसान हो सकता है
अनिर्धारित डाउनटाइम
रखरखाव और मरम्मत की लागत में वृद्धि
संधारित्र की विफलता के कारण आग या विस्फोट का खतरा

निष्कर्ष

संधारित्र कुशल संचालन के लिए महत्वपूर्ण हैं यूपीएस सिस्टमफ़िल्टरिंग, ऊर्जा भंडारण और वोल्टेज स्थिरता बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। समय के साथ, गर्मी, अत्यधिक धारा और अति प्रयोग के कारण इनका प्रदर्शन ख़राब हो सकता है। कैपेसिटर का नियमित रखरखाव और समय पर प्रतिस्थापन, महत्वपूर्ण विफलताओं को रोकने और यूपीएस प्रणालियों के निरंतर, विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने में मदद कर सकता है।