如何保证自愈式电容器的安全运行和正常的使用寿命

如何保证自愈式电容器的安全运行和正常的使用寿命摘要：介绍自愈式电容器的特性、使用中存在的问题及防护。

近年来，国产低压自愈式并联电容器已全部取代了老式的油浸纸绝缘铝箔板并联电容器，西北二棉集团公司也先后在东、西配电室安装了19台国产的自愈式并联电力电容器柜。自愈式电力电容器和传统的YL及YY系列低压并联移相电力电容器相比有以下特性。

1．自愈特性

自愈式电容器的特点是具有自愈性能。当介质击穿时，短路电流会使击穿部位周围的金属膜熔化蒸发，从而恢复绝缘，因此具有较高的运行可靠性。介质击穿后自愈所需时问仅为数微秒，当电容器内部介质薄弱点发生击穿形成通路时，在极短时问内形成电弧，使局部温度和压力急剧上升，金属层剧烈蒸发，自愈半径扩大，电弧被拉断，在介质表面形成一个以击穿点为中心失掉金属镀层的圆形区域，自愈过程即告完成。打开损坏的自愈式电容器，可发现自愈作用在电容器内介质的边缘部位最明显。

2．运行中电容器容量下降问题

自愈电容器运行中容量下降是正常现象，下降幅度不太大，因此不是致命的缺陷，国产自愈式电容器在投入运行的早期阶段下降3%～5%。公司东、西配电室自愈式电容器柜在投运初期，每个柜子的电容电流为184A，经过一段时问运行后，基本稳定在174A左右，引起运行中电容器电流下降的主要原因如下：（1）电容器的自愈作用引起极板有效面积的减小。自愈过程持续时间约1～10μS，每次自愈过程电容器容量减小约20—lOOpF，少量的自愈对电容器影响不大，但如自愈能量过大，则会造成极板有效面积减小过多，使电容量下降过快。

（2）金属极板的电腐蚀引起极板电阻增大。铝在电场、温度、水分的作用下产生电腐蚀，生成Al203，使电阻率高达l0¹⁶Ω／cm。如果腐蚀点成批出现，引起极板面积减小，对电容量的减小影响很大，元件内残存的空气是造成铝膜电化腐蚀的主要因素。

（3）金属层极板的边缘侵蚀。由于极板边缘的工作电场强度高，因此腐蚀速度大于其他部位，而且会产生边缘后退现象，使极板面积减小。

上述三种因素中，边缘侵蚀的影响最大，极板电腐蚀次之，如果不出现连续的不良超时自愈，则白愈作用对电容量的影响很小。

3．提高电容器的抗涌流能力

抗涌流能力差，是自愈式电容器的一大弱点。目前，提高自愈式电容器抗涌流能力的主要措施是串联电抗线圈抑制涌流，选用CJ0-16系列带有电阻切合的接触器，尽量减少电容器的切投次数，延长两次切投时问的问隔，选择按无功功率绝对值Q投切的自动投切装置。

4．防止自愈式电容器爆炸

在绝大多数条件下，质量合格的自愈式电容器在运行中自愈性能是可靠的，如质量不好，自愈可能失效，电容器内部产生气体，使压力增大，如无安全措施，压力增大到一定值时，电容器会发生爆炸。防止自愈式电容器爆炸的措施如下：

（1）制造时采用双重壳。

（2）选用高闪点的浸渍剂。

（3）电容器内部应加装特种内熔丝和放电电阻、加装温度短路器、采用防爆型薄膜等。

5．使用寿命

由于自愈式电容器本身结构固有的弱点，其使用寿命比老式电容器短。国内外对自愈式电容器寿命做过的试验证明，自愈式电容器正常运行10年以上是完全有保证的。自愈式电容器寿命终止通常有以下三种情况：

(1)当电容器两极问电阻小于1Ω并且有大电流通过时将产生很大能量，常导致电容器爆炸。

(2)当电容器两极问电阻约数十欧时，常由于元件过热介质损毁，产生气体引起燃烧。

(3)当电容器两极问电阻约数百欧时，热量聚集较慢，长时问可能发展为第一种或第二种故障方式。此外，当电容量下降超过50%时，也应该认为电容器的寿命已经终止。

为了使自愈式电力电容器运行安全且达到正常的使用寿命，除注意以上几个问题外，还应该防止安装场所电压过高、通风不良、电网谐波严重和自激磁过电压等问题，并要遵守技术标准要求，做好运行管理工作。