電容器損壞的原因及防止措施

摘 要：電力電容器作為電力系統無功補償、電壓調整、，消除諧波的重要裝置，已廣泛應用到變電所中，電容器組的正常運行對于電力系統電能的質量與效益起著重要的作用，如果使用不當，致使電容器電容器內部絕緣損害或爆炸，給企業帶來非常大的經濟損失。因此，必須合理控制運行電壓、電流和環境溫度等要素，降低事故的發生率。

關鍵詞：電力;電容;損害;爆炸;控制

0 ?引言

近幾年，我公司電容器事故頻發，電容器損壞的事例經常發生，大多數發生在室內，特別用電負荷較大的變電所。這不僅降低電容器的補償效果，而且給企業和用戶帶來了巨大的經濟損失。本文就常見故障進行分析，提出相應的防止措施。

1 ?電容器損壞的原因

并聯電容器損壞的原因大體有以下幾方面;

1.1切電容器組時，由于斷路器重燃引起的重燃過電壓造成電容器極間絕緣損傷甚至擊穿。有的電容器組無任何過電壓保護措施，也無串聯電抗器，尤其在負荷的急劇變化時，平均每天操作4—5次，就更容易導致其絕緣損傷，甚至引起爆炸。

1.2電容器投入時的瞬間振蕩電壓高，未設置阻尼電阻，電網的諧波超標引起過電流，使電容器過熱、絕緣降低乃至損壞。

1.3電容器設有配備單臺熔絲，或雖有熔絲但熔絲特性（安秒特性）太差。當電容器內部元件嚴重擊穿產生故障電流大，熔絲不能及時熔斷，同時，有效的繼電保護措施未跟上，過電流使電容器內部的溫度急劇上升，導致電容器脹裂或爆炸。

1.4人員責任心不強，使用的熔絲的額定電流遠大于設計值。連接處不緊，造成樁頭發熱。

1.5產品質量差。油紙絕緣沒在嚴格的真空下干燥和浸漬處理、在長期工作電壓下，內部殘存的氣泡產生局部放電現象。局部放電進一步導致絕緣損傷和老化。溫升也隨之增加，最終導致元件電化學擊穿，電容器損壞。

1.6環境溫度的影響。如果環境溫度過高，電容上的熱散不出去，容易引起熱擊穿，甚至引起鼓肚現象。室外電容器由于散熱條件好，故障率較低。

1.7電容器設計工藝上存在缺陷，生產廠家設計的場強過高。

1.8密封不良和漏油：由于裝配套管密封不良，潮氣進入內部，使絕緣電阻降低;或因漏油使油面下降，導致極對殼放電或元件擊穿。

1.9電容器對外殼絕緣損壞：電容器高壓側引出線由薄銅片制成，如果制造工藝不良，邊緣不平有毛刺或嚴重彎折，其尖端容易產生電暈，電暈會使油分解、箱殼膨脹、油面下降而造成擊穿。另外，在封蓋時，轉角處如果燒焊時間過長，將內部絕緣燒傷并產生油污和氣體，使電壓大大下降而造成電容器損壞。

1.10電容器與電抗器的設計值不合理，計算有誤，在無功補償設計中除了應注意避免并聯電容器與系統感抗的諧振，除了驗算基波外，還需要驗算3、5、7次等主要諧波，避開這些參數，防止在該次諧波發生諧振。

2 ?防止電容器損壞的技術措施

電容器損壞的主要原因是重燃過電壓和熔斷器質量不佳。鑒于此因，建議采取以下技術措施。

2.1采用滅弧性能良好的真空斷路器。

2.2采用金屬氧化物避雷器保護，可作為防止電容器內部元件擊穿的防線。

2.3采用單臺熔絲保護。它是防止油箱爆炸的有效措施。試驗表明，熔斷器可以在0.3ms將電容器的故障電流開斷，所以這一措施已在國內外廣泛應用。

2.4對兩組及以上的電容器進行相互投切時，必須加裝串聯電抗器。要合理選擇電抗器，應查明電容器接入母線處的背景諧波含量或根據實測結果來正確選擇。電網中通常存在一個或兩個主諧波，且多為低次諧波。為了達到抑制諧波的目的，電抗率的配置，應使電容器接入處對于有威脅性的各次諧波中的最低次諧波阻抗呈感性。

2.5電容器組盡可能地采用中性點不接地的雙星形接線，并采用雙星形零流平衡保護。它與單臺熔絲保護配合，幾乎可以杜絕電容器爆炸事故。取兩組電容器中點連線不平衡電流，稱為中性點連線電流平衡保護或零流平衡保護。雙星形零流平衡保護具有保護方式簡單，抗干擾性能強的特點。系統電壓不平衡、單相接地故障以及合間涌流和高次諧波電流都不會引起保護誤動，它與單臺熔絲配合是目前電容器內部故障保護的最有效措施。

2.6定期測量電容器的電容量，一旦發生較大變化，應立即退出運行，并查找原因。

2.7定期檢查電容器的滲漏油現象，一旦發現漏油應立即退出運行。

2.8電網電壓一般低于電容器本身的額定電壓，不得超過其額定電壓的10%，但應注意：最高的工作電壓和最高工作溫度不可同時出現。因此，當工作電壓為額定電壓的1.1倍時，必須采取降溫措施。

2.9考慮諧波的存在，故規定電容器的工作電流不得超過額定電流的1.3倍。必要時，應在電容器上串聯適當的感性電抗，以限制諧波電流。

2.10碰到合閘時出現弧光這種情形時，應調整電容器組的電容值或更換變流器，對高壓電容器可采用串電抗器加以消除。

2.11提高電容器生產工藝質量水平，設計合理。

2.12 ?定期進行遠紅外測溫。熱點溫度達到55℃，應查明原因，消除缺陷。

3 ?結論

總之，針對電容器損壞的原因，設計出不同的保護措施，定期進行檢查，才能有效地保護電容器，減少甚至避免電容器的損壞或爆炸，提高企業的經濟效益。

參考文獻：

[1] 江蘇省電力工業局，江蘇省電力試驗研究所. 電氣試驗技能培訓教材[M].北京：中國電力出版社，1998

[2] 沈文琪.溫度、電壓、諧波、涌流等對電容器壽命的影響[J].

[3] GB50227-1995并聯電容器裝置設計規范[S].

作者簡介：

蔡建華（1974.6—），男，江蘇泰興人，工程師，技師，從事電氣設備試驗工作。