电力电容器常见故障分析及预防处理

电力电容器常见故障的分析及预防处理摘要：电力电容器是电力系统中无功补偿极其重要的电器设备，由于电容器使用寿命短，内部结构加工精度较高，损坏后不便修复。

因此，需要对电力电容器常见故障进行分析，及时了解和掌握电容器的运行情况，及时发现电容器缺陷并采取有效措施，保障电容器的安全运行。

关键词：电容器故障分析预防处理
前言：本文主要通过分析电力电容器的常见故障提出了预防处理的方法，希望对检修维护人员有所帮助。

电力电容器常见故障的分析和处理
电力电容器是实现无功潮流优化分配来提高电网安全运行，提高功率因数、调整电网电压、降低线路损耗以充分发挥发电、供电和用电设备的利用率，提高供电质量。

电容器由于安装简单，运行维护方便以及有功损耗小（一般约占无功容量的0.3%～0.5%）等优点，所以，在电力系统中，尤其是在工业企业的供电网络中，得到十分广泛的应用。

但是，由于电容器使用寿命短，内部结构加工精度较高，不便解体修复，且故障出现比较频繁。

为了降低电容器的故障率和延长其使用寿命，有必要对电容器的各类故障进行分析，并采取有效措施，预防电容器的损坏。

一、电容器的常见故障分析
㈠渗、漏油
电容器渗漏油是一种常见的异常现象，其原因是多方面的，主要是：
1、由于搬运方法不当，或提拿瓷套管致使其法兰焊接处产生裂缝；
2、接线时，因拧螺丝用力过大造成瓷套焊接处损伤；
3、产品制造过程中存在的一些缺陷，均可能造成电容器出现渗、漏油现象；
4、电容器投入运行后，由于温度变化剧烈，内部压力增加则会使渗、漏油现象更加严重；
5、由于运行维护不当，电容器长期运行缺乏维修导致外壳漆层剥落，铁皮锈蚀，也是造成运行中电容器渗、漏油的一个原因。

电容器渗、漏油的后果是使浸渍剂减少，元件上部容易受潮并击穿而使电容器损坏。

因此，必须及时进行处理。

㈡电容器外壳变形
由于电容器内部介质在高压电场作用下发生游离，使介质分解而析出气体，或者由于部分元件击穿，电容器电极对外壳接地放电等原因均会使介质析出气体。

密封的外壳中这些气体将引起内部压力的增加，因而将引起外壳膨胀变形。

所以，电容器外壳变形，是电容器发生故障或故障前的征兆。

㈢保护装置动作
1、由于电容器组三相电容量不平衡，造成三相电流不平衡，使电容器组保护装置动作跳开电容器组断路器；
2、对于装有熔断器保护装置的电容器，因电容器内部异常、电容量变化、极对外壳接地、涌流过大和过电压等情况，使熔断器熔丝熔断；
3、运行操作不当，致使电容器运行电压超过规定值，使保护装置动作跳开断路器。

㈣电容器瓷套表面闪络放电
电容器在运行中，由于缺乏清扫和维护，其瓷绝缘表面脏污，脏污物吸附水分后，使瓷套绝缘降低，表面泄漏电流增大，造成瓷套表面闪络放电。

另外，电容器瓷套表面脏污，在系统某种过电压的作用下，造成瓷套表面闪络放电。

闪络放电的结果，导致瓷套表面瓷质损坏，可能造成瓷套绝缘击穿断路器跳闸事故。

㈤电容器爆炸
运行中电容器爆炸是一种恶性事故，一般在内部元件发生极间或对外壳绝缘击穿时，与之并联的其他电容器将对该电容器释放很大的能量，可能会使电容器爆炸以致引起火灾。

其原因有：
1、电容器内部元件击穿：主要是由于制造工艺不良所引起。

2、电容器外壳绝缘的损坏：电容器高压侧引出线由薄铜片制成，如果制造工艺不良，边缘不平有毛刺或严重弯折，其尖端容量产生电晕，电晕会使油分解、箱壳膨胀、油面下降而造成击穿。

另外，在封盖时转角处烧焊时间过长，将内部绝缘烧伤并产生油污和气体使击穿电压大大下降而损坏。

3、密封不良和漏油：由于装配套管密封不良，潮气进入内部，使绝缘电阻降低；或因漏油使油面下降，导致极对壳放电或元件击穿。

4、鼓肚和内部游离：主要是由于内部产生电晕、击穿放电和严重游离时，电容器在过电压的作用下，会使元件起始游离电压降低到工作电场强度之下，由此引起一系列物理、化学、电气效应，使绝缘加速老化、分解，产生气体。

形成恶性循环，致使箱壳压力增大，造成箱壁外鼓以致爆炸。

5、带电合闸引起电容器爆炸：任何额定电压的电容器组均禁止带电合闸。

电容器组每次重新合闸，必须在开关断开的情况下将电容器
放电３min后才能进行。

否则合闸瞬间的电压极性可能与电容器上残留电荷的极性相反而引起爆炸。

为此一般规定容量在160Kvar以上的电容器组，应装设无电压时自动跳闸装置，并规定电容器组的开关不允许装设自动重合闸。

此外，还可能由于温度过高、通风不良、运行电压过高、电压谐波分量过大或操作过电压等而引起爆炸。

㈥端子安装不牢
电容器接线端子安装不牢，在电流通过导线时，将引起接触电阻增加，有时会发出“吱吱”的放电声，使端子发热变形，并发出放电声，严重时将端子烧红熔化。

㈦电容器温度升高
主要原因是电容器长时间过电压运行、附近的整流装置产生的高次谐波流入使电容器过电流、电容器选择不当、油量过少和通风条件差等。

另外，由于电容器长期运行后介质老化，介质损耗（tanδ）不断增加都可能导致电容器温升过高。

电容器温度升高将影响电容器的寿命并导致电容器绝缘击穿而损坏。

二、电容器常见故障的预防处理
使用中的电容器，应定期进行检查，根据检查中发现的问题，采取适当的方法进行处理。

例如：
㈠渗、漏油
1、安装电容器时，每台电容器的接线最好采用单独的软线与母线相连，不要采用硬母线连接，以防止装配应力造成电容器套管损坏，破坏密封而引起漏油；
2、搬运电容器时应直立放置，严禁搬拿套管；接线时，拧螺丝不
能用力过大并要注意保护好套管；
3、电容器箱壳和套管焊缝处渗油，可对渗、漏处进行除锈，然后用锡钎焊料修补，修补套管焊缝处时应注意烙铁不能过热以免银层脱落，修补后进行涂漆。

渗、漏油严重的要更换电容器。

㈡电容器外壳变形
经常对运行的电容器组进行外观检查，如发现电容器外壳膨胀变形应及时采取措施，膨胀严重者（100Kvar以下每面膨胀量应不大于10mm；100Kvar及以上每面膨胀量就不大于20mm）应立即停止使用，并查明原因，更换电容器。

外壳膨胀不严重的要采取通风措施，加强运行检查工作。

㈢保护装置动作
1、定期测量电容器电容值，电容值偏差不超过额定值的-5%～+10%范围，电容值不应小于出厂值的95%。

2、电容器组安装之前，要分配一次电容量，使其三相容量平衡，其误差不应超过一相总容量的5％；当装有继电保护装置时还应满足运行时平衡电流误差不超过继电保护动作电流的要求；保护装置动作后，应测量电容器极对外壳绝缘电阻不低于2000MΩ。

3、为了限制涌流和高次谐波的流入，电容器组应加装串联电抗器；
4、电容器应在额定电压下使用，如电网上电压过低，则电容器达不到额定出力，长期过电压运行使电容器发热，加速绝缘老化，容易造成电容器损坏。

根据规定，当电网电压长期超过电容器额定电压10%时，应将电容器退出运行；
5、采用熔断器作电容器保护时，熔断器的选择要适当，一般熔体的额定电流不应大于电容器额定电流的1.3倍；
6、测量电容器极对外壳绝缘电阻应不低于2000MΩ。

㈣电容器瓷套表面闪络放电
运行中的电容器组应定期检查、清扫；按防污等级采取相应防污措施，在污秽严重地区，电容器不宜安装在室外。

㈤电容器爆炸
电容器的投为了防止电容器发生爆裂事故，除要求加强运行中的巡视检查外，最主要的是安装电容器的保护装置，将电容器酿成爆裂事故前及时切除。

在运行时，如发现电容器发出“咕咕”声，是电容器内部绝缘崩溃的先兆，因此应停止运行，查找故障电容器。

电容器发生爆裂后，应更换电容器。

㈥端子安装不牢
用红外热像仪测量端子及器身温度。

如端子表面有过发热氧化现象，应打磨端子接触面，涂上导电脂后拧紧螺丝。

如端子发热严重或熔化，应更换接线端子。

㈦电容器温度升高
运行中应严格监视和控制电容器室的环境温度，为了便于监视运行中的环境温度，应选择散热条件最差处（电容器高度的三分之二处）装设温度计，要使温度计的装设位置便于观察。

为了监视电容器的外壳温度，可在电容器外壳上（铭牌附近）粘贴示温蜡片。

如室温过高，应采取必要的通风、降温措施，如果采取措施后仍然不能满足室温控制在40℃以下的要求时，应立即停止运行。

如系电容器问题应更换电容器。

结束语
通过上面电力电容器常见故障的分析和预防处理，可以及时了解和掌握电容器的运行情况，及时发现电容器缺陷并采取有效措施，避免电容器故障的进一步扩大，保障电容器组及电容器的安全运行。

参考文献：
《实用供配电技术问答》柳春生主编机械工业出版社出版
《变电检修》雷玉贵主编中国水利水电出版社
《电力设备预防性试验规程》中国南方电网有限责任公司发布。