چگونه یک خازن را به طور ایمن تخلیه می کنید؟ راهنمای گام به گام و نکات ایمنی

پاسخ کوتاه: یک مقاومت با درجه بندی مناسب را در دو پایانه خازن وصل کنید، حداقل پنج ثابت زمانی (5 x R x C) صبر کنید و قبل از دست زدن به هر چیزی روی یک مولتی متر دیجیتال تأیید کنید که ولتاژ به زیر 1 ولت DC کاهش یافته است. پیچ گوشتی کوتاه که به طور گسترده در ویدیوهای تعمیر آنلاین دیده می شود، در مواقع اضطراری کار می کند، اما جرقه های بزرگی ایجاد می کند، به قطعه آسیب می زند، و این روشی نیست که یک تکنسین خدمات باید به آن تکیه کند.

یک موتور 450 ولت 100 uF- خازن اجرا کنید نوع مورد استفاده در ماشین های لباسشویی، تهویه مطبوع و پمپ های آب، 10.1 ژول انرژی را ذخیره می کند که با فرمول انرژی خازن استاندارد E = 0.5 x C x V^2 محاسبه می شود. ده ژول برای ایجاد یک فلاش بلند و یک شوک دردناک کافی است. حتی یک خازن کوچک 4.7 uF که با ولتاژ 400 ولت شارژ می‌شود، 0.38 ژول را نگه می‌دارد و همچنان می‌تواند یک نیش تیز ایجاد کند. با هر خازن به عنوان یک باتری شارژ شده رفتار کنید تا زمانی که متر شما خلاف آن را ثابت کند.

چرا باید قبل از دست زدن به خازن آن را تخلیه کنید؟

خازن انرژی را در یک میدان الکترواستاتیک بین دو هادی که توسط یک دی الکتریک از هم جدا شده اند ذخیره می کند. هنگامی که منبع تغذیه را قطع می کنید، آن میدان فورا ناپدید نمی شود. هیچ مسیر بسته ای برای تخلیه ندارد. به همین دلیل است که جدا کردن یک دستگاه از برق یا خاموش کردن منبع تغذیه میز به طور خودکار مدار را ایمن نمی کند. انرژی در دی الکتریک باقی می ماند تا زمانی که چیزی یک مسیر رسانا بین پایانه ها ایجاد کند.

در تعمیر لوازم خانگی، خطر با خازن های موتور و استارت موتور آشکارتر است. موتور درام ماشین لباسشویی، موتور پمپ آب یا کمپرسور تهویه مطبوع همگی از خازن های AC استفاده می کنند که پس از قطع شدن دستگاه شارژ می شوند. تکنسینی که جعبه ترمینال را باز می کند و بدون انجام عمل تخلیه به داخل می رسد، با یک شوک قابل اجتناب مواجه می شود. عادت صحیح ساده است: اول اندازه گیری کنید، بعد خونریزی کنید، دوباره اندازه بگیرید.

آنچه شما قبل از شروع تخلیه نیاز دارید

تخلیه یک کار دو قسمتی است: انرژی را تخلیه کنید، سپس نتیجه را تأیید کنید. این ابزارها هر دو قسمت را پوشش می دهند و ارزان هستند:

• یک مولتی متر دیجیتالی که برای ولتاژ مورد انتظار شما نامگذاری شده است، روی ولت DC تنظیم شده است.
• یک مقاومت تخلیه با مقاومت و توان مناسب.
• دو سر گیره عایق شده یا یک ترتیب پروب ثابت به طوری که دستان شما از پایانه ها دور بمانند.
• عینک ایمنی هنگام کار با بانک های خازن یا الکترولیت های پر انرژی.
• یک پیچ گوشتی عایق، که برای کوتاهی نهایی اختیاری پس از اینکه مقاومت کار واقعی را انجام داد، رزرو شده است.

انتخاب مقاومت یک مبادله بین سرعت تخلیه و تنش جریان است. یک مقاومت کمتر سریعتر تخلیه می شود اما جریان اوج بالاتری را فشار می دهد. مقاومت بالاتر نسبت به خازن ملایم تر است اما زمان بیشتری می برد. از جدول زیر شروع کنید که شارژ 450 ولت DC خازن را فرض می کند:

علائم و - روی یک خازن الکترولیتی قطبیت شارژ را به شما نشان می دهد. برای خازن های موتور AC غیر پلاریزه، هر یک از سیم ها می تواند مثبت باشد زیرا بار به صورت متقارن ذخیره می شود. در هر دو مورد، مقاومت از دو ترمینال عبور می کند و تخلیه به همان صورت عمل می کند.

ایمن ترین روش: تخلیه از طریق یک مقاومت، مرحله به مرحله

روش مقاومت تکنیک مرجع است زیرا جریان تخلیه را به مقدار کنترل شده محدود می کند و انرژی ذخیره شده را به صورت گرما در مدت کوتاهی تلف می کند. هر بار این ترتیب را دنبال کنید:

1. تجهیزات را از برق بکشید و هر منبع داخلی را خاموش کنید. قبل از باز کردن محفظه، پنج دقیقه صبر کنید تا مقاومت‌های خون‌رسان داخلی، در صورت وجود، بتوانند کار اولیه خود را انجام دهند.
2. مولتی متر را روی ولت DC تنظیم کنید و پایانه های خازن را اندازه بگیرید. به خواندن توجه کنید. این به شما می گوید که چه مقدار انرژی وجود دارد و آیا مقاومت بلیدر قبلاً قطعه را تخلیه کرده است یا خیر.
3. مقاومت تخلیه را با استفاده از سیم های گیره عایق در سراسر پایانه ها وصل کنید. انگشتان خود را پشت گیره های پلاستیکی نگه دارید و در طول پنجره تخلیه هرگز به سرنخ های خالی دست نزنید.
4. حداقل 5 x R x C ثانیه صبر کنید. در 5 تاو، ولتاژ به حدود 0.67 درصد مقدار اولیه کاهش یافته است، زیرا e^-5 تقریباً برابر با 0.0067 است. یک خازن 450 ولتی نزدیک 3 ولت قرار می گیرد، به همین دلیل است که انتظار طولانی تری توصیه می شود.
5. مقاومت را بردارید و دوباره اندازه بگیرید. کنتور باید کمتر از 1 ولت DC باشد. اگر بالاتر بود، مقاومت را دوباره وصل کنید و یک دوره تخلیه کامل دیگر صبر کنید.
6. برای خازن های پرانرژی، عبور تخلیه دوم را حتی زمانی که اولین قرائت قابل قبول به نظر می رسد، انجام دهید. جذب دی الکتریک داخلی می تواند به ولتاژ اجازه دهد تا به سمت بالا بازگردد.
7. پس از اینکه متر صفر را نشان داد، می توانید به عنوان آخرین حرکت ایمنی، پایانه ها را با یک پیچ گوشتی عایق کوتاه کوتاه کنید. این پس از تخلیه مقاومتی مناسب اختیاری است و هرگز نباید اولین قدم باشد.
8. بلافاصله قبل از اینکه خازن را لمس کنید، لحیم کاری کنید یا خارج کنید، آخرین بار را اندازه بگیرید. این بررسی نهایی مواردی را می‌گیرد که در طی کار راه‌اندازی شما شارژ برگشته است.

این دنباله روی کاغذ طولانی به نظر می رسد، اما برای اکثر خازن های موتور لوازم خانگی کمتر از یک دقیقه طول می کشد. چند ثانیه اضافی انتظار چیزی است که یک تعمیر حرفه ای را از یک شگفتی ناخوشایند جدا می کند.

اتصال کوتاه پیچ گوشتی: چرا راه درستی نیست

ویدئوی تعمیر کلاسیک نشان می دهد که تکنسین هر دو پایانه خازن را با تیغه پیچ گوشتی لمس می کند و جرقه ای را تماشا می کند. خازن تخلیه می کند، اما روش کنترل نشده است. کل انرژی ذخیره شده در میکروثانیه تخلیه می شود و یک قوس با جریان بالا ایجاد می کند که مانند یک رویداد جوشکاری مینیاتوری عمل می کند.

• قوس می تواند فلز مذاب را از تیغه پیچ گوشتی و ترمینال پاشیده و باعث سوختگی و جراحت چشم شود.
• افزایش ناگهانی جریان می تواند آثار PCB را در نزدیکی خازن تبخیر کند و بردی را که می خواستید تعمیر کنید از بین ببرد.
• در داخل خازن، فشار داخلی سریع می تواند به دی الکتریک آسیب برساند و یک خطای قابل بازیابی را به خرابی تبدیل کند.
• اگر پیچ گوشتی در حالی که قوس در حال سوختن است بلغزد، دست شما می تواند به طور غیرارادی به سمت فلز زنده حرکت کند.

اتصال کوتاه فقط در یک سناریو قابل دفاع است: خازنی که انرژی ذخیره شده آن بسیار کمتر از 1 ژول است، که در آن جرقه کوچک و مدار ساده است. بالاتر از این سطح، روش مقاومت چند ثانیه انتظار اضافه می کند و تقریباً تمام خطرات را از بین می برد. هزینه یک مقاومت 1 وات پنی است. هزینه سوختگی یا خراب شدن PCB بسیار بالاتر است.

روش لامپ و ابزارهای تخلیه تجاری

یک لامپ رشته ای که به صورت سری با خازن قرار می گیرد هم به عنوان محدود کننده جریان و هم یک نشانگر تخلیه بصری عمل می کند. یک لامپ ولتاژ خطی 60 وات یا 100 وات برای خازن های بزرگ موتوری که در واحدهای متراکم تهویه مطبوع و سیستم های پمپ آب یافت می شوند مناسب است. هنگامی که خازن از طریق فیلامنت تخلیه می شود، لامپ به شدت می درخشد و با نزدیک شدن ولتاژ به صفر تاریک می شود. درخشش محو شدن سیگنالی است که تخلیه کامل شده است. این روش به این دلیل کار می کند که رشته لامپ به عنوان یک مقاومت غیرخطی عمل می کند و در هنگام سرما مقاومت پایینی ارائه می دهد و در هنگام گرم شدن مقاومت بالا می رود که به طور طبیعی جریان هجومی را محدود می کند.

یک لامپ LED یکسان کار نمی کند. ال ای دی ها به قطبیت حساس هستند، درایورهای داخلی آنها جریان بسیار کمی را می کشند و می توانند مسیر تخلیه را به طور کامل مسدود کنند. اگر فقط نور LED در دسترس دارید، به جای آن از روش مقاومت استفاده کنید.

برای کار حرفه‌ای روی بانک‌های خازن، سیستم‌های UPS، درایوهای فرکانس متغیر و پیوندهای DC اینورتر خورشیدی، ابزارهای تخلیه هدفمند انتخاب بهتری هستند. این ابزارها یک مقاومت داخلی پرقدرت، یک نمایشگر ولتاژ و یک دسته کاوشگر ایمن را ترکیب می‌کنند تا اپراتور هرگز به پایانه‌های برق نزدیک نشود. آنها برای استفاده مکرر در ذخیره سازی انرژی بالا مهندسی شده اند و به طور گسترده از تامین کنندگان تجهیزات ایمنی الکتریکی در دسترس هستند.

خازن شارژ شده چقدر خطرناک می ماند؟

زمان انتظار جهانی وجود ندارد زیرا میزان تخلیه خود به مقاومت نشتی داخلی دی الکتریک بستگی دارد. خازن خود را فقط از طریق آن مسیر نشتی تخلیه می کند و این نشتی در مقایسه با یک مقاومت عمدی خون ریزی ناچیز است. جدول زیر ارقام نگهداری معمولی را برای خانواده های خازن معمولی بدون خونریزی نشان می دهد:

در بسیاری از خازن‌های موتوری، یک مقاومت دمنده داخلی این فرآیند را تسریع می‌کند. برای خازن های موتور AC، نیاز مهندسی رایج، که در دستورالعمل IEC 60252-1 منعکس شده است، این است که ولتاژ باقیمانده باید در عرض یک دقیقه پس از حذف ولتاژ نامی به زیر 50 ولت برسد. این استاندارد فرض می‌کند که دستگاه خونریزی دست نخورده و به درستی سیم‌کشی شده است. در یک خازن خراب، بلیدر می تواند مدار باز باشد، بنابراین قطعه برای مدت طولانی تری شارژ می ماند. کنتور شما تنها شاهد قابل اعتماد است: منتظر بمانید، اندازه گیری کنید و هر قرائت بالای 1 ولت را به عنوان دلیلی برای چرخه تخلیه دیگر در نظر بگیرید.

بررسی های نهایی: اطمینان از مرگ خازن

یک اندازه گیری خوب است، اما اندازه گیری دوم بعد از یک انتظار کوتاه بهتر است. برخی از خازن ها، به ویژه الکترولیت های ولتاژ بالا، جذب دی الکتریک را نشان می دهند: پس از حذف مسیر تخلیه خارجی، کسری از ولتاژ اصلی به آرامی دوباره در پایانه ها ظاهر می شود، زیرا بار محبوس شده به سطح باز می گردد. بازیابی می تواند به چندین ولت یا حتی ده ها ولت در قطعات قدیمی یا آسیب دیده برسد.

• ولتاژ را اندازه بگیرید، سپس سی ثانیه صبر کنید و دوباره اندازه گیری کنید. قرائت دوم نباید بالاتر از قرائت اول باشد.
• اگر پس از تخلیه صحیح ولتاژ به بالای 5 ولت برگردد، ممکن است خازن دارای خطای داخلی باشد. به جای نصب مجدد آن را جایگزین کنید.
• قبل از لحیم کاری، لوله های کنتور خود را مستقیماً به پایه های خازن ببندید تا بتوانید در حین کار مقدار را مشاهده کنید. اگر مقدار شروع به افزایش کرد، توقف کنید و دوباره تخلیه کنید.
• در خازن های موتور، کیس را از نظر تورم، آثار سوختگی یا نشتی مایع بررسی کنید. خازن های برآمده نباید پس از تخلیه مجددا استفاده شوند. باید بازیافت و جایگزین شود.

هفت اشتباه رایج که منجر به شوک می شود

هر یک از این اشتباهات باعث بروز حادثه دردناکی در تعمیرگاه های زنده شده است. آنها به ترتیب فراوانی فهرست شده اند:

1. یک بار اندازه گیری و با فرض انجام کار. شارژ می تواند از طریق جذب دی الکتریک برگردد، بنابراین همیشه دو بار اندازه گیری کنید.
2. استفاده از پیچ گوشتی روی خازن بزرگتر از 10 uF در 400 ولت. انرژی قوس با مربع ولتاژ بالا می رود و جرقه به خطر آتش سوزی تبدیل می شود.
3. لمس ترمینال مثبت با یک دست در حالی که دست دیگر روی شاسی متصل شده است. آن مسیر از سینه می گذرد و خطرناک ترین پیکربندی است.
4. اعتماد به مقاومت بلیدر بدون خواندن ولتاژ. خونریزی دهنده ها بیشتر از آنچه مردم انتظار دارند در مدار باز می شوند.
5. تخلیه با مقاومتی که برای انرژی خیلی کوچک است. یک مقاومت کربنی 0.25 واتی با دریافت پالس 20 وات می تواند ترکیده و با یک قطعه آسیب دیده و بدون تخلیه مواجه شوید.
6. نادیده گرفتن سایر خازن های مدار. در PCB، خازن مورد نظر شما ممکن است توسط یک خازن همسایه از طریق یک مسیر دیود یا مقاومت شارژ شود.
7. کار بر روی تجهیزات با سیم برق متصل است. اگر مدار برق داشته باشد، هیچ روش تخلیه نمی تواند از شما محافظت کند. خازن به سادگی به همان سرعتی که شما آن را تخلیه می کنید، شارژ می شود.

سوالات متداول در مورد تخلیه خازن ها

آیا می توانم خازن را با اتصال کوتاه ترمینال ها با پیچ گوشتی تخلیه کنم؟

از نظر فیزیکی، بله؛ با خیال راحت، نه، برای هر خازن بالاتر از حدود 1 ژول انرژی ذخیره شده. روش پیچ گوشتی خازن را در یک قوس شدید تخلیه می کند که می تواند به خازن، پیچ گوشتی و مدار اطراف آسیب برساند. روش مقاومت چند ثانیه بیشتر طول می کشد و به طور کامل از قوس جلوگیری می کند. از پیچ گوشتی فقط به عنوان آخرین مرحله بعد از تخلیه مقاومتی ولتاژ زیر 1 ولت استفاده کنید.

برای تخلیه خازن از چه مقاومتی استفاده کنم؟

برای اکثر خازن های موتور لوازم خانگی، یک مقاومت 22 کیلو اهم تا 100 کیلو اهم با توان 2 وات یا 5 وات نقطه شروع خوبی است. برای الکترولیت های بزرگتر در منابع تغذیه، از یک مقاومت 10 کیلو اهم با توان 20 وات استفاده کنید یا یک زنجیره سری از چندین مقاومت با وات کمتر بسازید. اعداد کلیدی ثابت زمانی، R x C، و توان پیک، V^2 / R هستند. مقاومتی را انتخاب کنید که بتواند قدرت پیک را برای چند ثانیه تحمل کند و قبل از اندازه‌گیری، پنج ثابت زمانی صبر کنید.

خازن پس از قطع برق چه مدت شارژ نگه می دارد؟

این بستگی به نوع خازن و وجود مقاومت خون ساز دارد. الکترولیت های آلومینیومی معمولاً ظرف چند روز خود تخلیه می شوند. خازن های فیلم پلی پروپیلن می توانند هفته ها شارژ نگه دارند. خازن های سرامیکی ممکن است به دلیل جذب دی الکتریک بازیابی ولتاژ را نشان دهند. تجهیزاتی که دارای مقاومت های بلیدر هستند ممکن است بعد از یک دقیقه ایمن به نظر برسند، اما تنها پاسخ قابل اعتماد از قرائت مولتی متر است که بلافاصله قبل از لمس قطعه گرفته شده است.

آیا لامپ راهی مطمئن برای تخلیه خازن است؟

بله، برای خازن های موتور AC و الکترولیت های سایز متوسط. یک لامپ رشته ای را به صورت سری با خازن قرار دهید. لامپ جریان را محدود می کند و پیشرفت تخلیه را با محو شدن درخشش نشان می دهد. از یک لامپ 60 وات تا 100 وات برای خازن های دارای ولتاژ نزدیک به 400 ولت استفاده کنید. لامپ های LED مناسب نیستند زیرا مدارهای داخلی آنها در این کاربرد به درستی هدایت نمی شوند.

چرا خازن موتور من بعد از ساعت‌ها قطع برق همچنان ولتاژ را می‌خواند؟

این رفتار طبیعی برای خازن های فیلم خود ترمیم شونده مورد استفاده در کاربردهای موتور است. جریان نشتی داخلی آنها بسیار کم است، بنابراین شارژ مسیری برای تخلیه ندارد. مقاومت خون‌رسان داخلی، در صورت وجود، باید خازن را به کمتر از 50 ولت در عرض یک دقیقه به ازای استاندارد IEC 60252-1 تخلیه کند، اما خونریزی‌کننده ممکن است باز نشود. همیشه با یک متر چک کنید و به صورت دستی تخلیه کنید.

آیا باید قبل از جدا کردن خازن از PCB آن را تخلیه کنم؟

بله، هر بار. خازن خارج شده از یک مدار زنده یا از مداری که چند ثانیه قبل فعال بود، ممکن است به طور کامل شارژ شود. در طول لحیم کاری، گرما و حرکت می تواند اجزای دیگر را لمس کند و یک مسیر تخلیه از طریق ابزار یا دست شما ایجاد کند. دقیقاً همانطور که قبل از کار روی هر وسیله الکترونیکی پرانرژی انجام می دهید، اندازه گیری کنید، خونریزی کنید، صبر کنید و دوباره اندازه گیری کنید.

عادت اندازه‌گیری، خونریزی، صبر کردن و دوباره اندازه‌گیری در هر تعمیر ده ثانیه بیشتر طول می‌کشد. این ده ثانیه تفاوت بین یک کار معمولی خدمات و یک داستان شوک الکتریکی است.