电容器的实际使用寿命

对电力电容器的实际使用寿命与使用条件的关系作了分析，找出了影响电容器实际使用寿命的因素，并提出了相应的解决办法。

关键词：电力电容器；使用寿命；使用条件

1 前言

电力电容器的实际使用寿命一直是广大用户和制造厂共同关心的。电力电容器的制造厂家是按照所生产的电容器能在国家标准和相关技术条件规定的使用条件下90％的产品能可靠地运行20～30年的要求进行设计、生产的。但实际情况是，同样的电容器由于实际的使用条件不同，其实际的使用寿命相差悬殊，为此有必要对此作一些分析。

2 电容器在电网中实际的连续工作电压与使用寿命的关系

众所周知在电容器介质上的额定工作场强与其它电器相比是比较高的。所以在我国GB/T11024．1-2001中明确规定，电容器的额定工作电压是电容器容许在电网中连续工作的最高电压。如果电容器在标准规定的额定电压及以下运行，电容器产品90％能可靠地在网上运行20年，如果在高于其额定电压的电压下连续运行，电容器的实际使用寿命就将大大缩短，可靠性也将因电老化而下降。电力电容器的实际使用寿命与实际工作电压的关系通常可以用式(1)表示：

tN=tp(Up/UN)a (1)

式中：tN--电容器的额定寿命(设tN＝20年)。

tP一电容器的实际使用寿命。

Up一电容器在电网中的实际连续工作电压。

UN一电容器的额定电压。

a--系数，对于全膜电容器a=9

通过式(1)，我们可以分别求出在不同的实际工作电压Up，下电容器的实际使用寿命tp，见表1和图1。

从表1和图1中可以看出，如果电容器在高于其额定电压的电压下长期连续地运行，由于电老化的作用其实际使用寿命的就会大大缩短。虽然，电容器是可以在高于其额定电压的电压，例如：1．03UN，1．05UN，1．1UN下作非连续的几个小时的运行，但决不能在高于其额定电压的电压下作连续长期的运行，不然将大大缩短电容器的实际使用寿命和可靠性，是得不偿失的。对此，希望能引起广大电容器用户的注意，千万不要使电容器在高于其额定电压的电压下连续运行。

3 电容器的使用寿命与环境温度的关系

在每一台电容器的标牌上都标有其温度类别，例如："-40／A"，这就表示这台电容器可以投入电网运行的最低环境温度是-40℃。而这台电容器可以连续运行的最高环境温度为：

lh平均最高温度为40℃，24h平均最高温度为30℃，年平均最高温度为20℃。这是因为在低温下，电容器内部浸渍剂的粘度增大，内部电压降低，电容器耐电能力下降。在低于其允许最低温度的温度下投入运行，很可能会在电容器内部引发局部放电，从而加速其电老化而降低电容器的实际使用寿命。而另一方面，如果电容器长期在高于其最高允许的温度下运行，又会加速电容器的热老化。因而一方面要选用其温度类别与实际的运行环境温度相适应的电容器，另一方面在电容器的安装使用中要特别注意电容器在实际使用工况下的通风、散热和辐射问题，使电容器在运行中所产生的热量能及时散发出去，千方百计在高温条件下降低电容器内部的介质温度，以达到延长电容器实际使用寿命的目的。

4 电容器使用寿命与断路器质量的关系

众所周知，在分断电容器组时，如果断路器发生重击穿，在电容器的端子上就会出现3倍、5倍、7倍……的高倍数操作过电压。在如此高的操作过电压的作用下，电容器内部就会发生强烈的局部放电和介质损伤，甚至导致电容器击穿。因而用于投切电容器的断路器的质量与电容器的实际使用寿命是紧密相关的。在国标GB/T11024-2001中规定："应采用适合于切合电容器的断路器。该断路器在作分断操作时应不发生可能造成过高过电压的重击穿"。

为了防止过大的涌流和过电压，当电容器从网络中退下来后，要及时对电容器(组)放电。在将电容器再次投入电网运行之前，电容器上的剩余电压不应超过其额定电压的10％。

5 其它

5．1 标准规定电容器单元应适于在电流方均根值为1．3倍该单元在额定正弦电压和额定频率下产生的电流下连续运行。而当在电网中存在大功率的谐波源时，流过实际电容器的基波电流和谐波电流之和可能会大大超过标准规定值，从而导致电容器内部过热，加速热老化而大大缩短电容器的实际使用寿命。为此，必须采取能降低流过电容器的谐波电流的有效方法。例如：给大功率谐波源装设滤波器，滤除电网中的谐波；给电容器加装串联电抗器等等。

5．2 电容器通常能正常运行的海拔高度不大于1000m如果将只能适用于海拔不超过1000m的电容器用于海拔1000m以上的地区，则内外绝缘都会受到海拔高度的影响而有所降低，从而影响电容器的可靠性和使用寿命。因此，对于海拔高于1000m的地区，应向制造厂订购适于该地区海拔高度使用的高原型电容器。

5．3 电容器在使用中发生渗漏是严重影响电容器正常运行和使用寿命的因素。而在电容器接线端于与母线排间的机械应力是使电容器发生渗漏油的重要原因。为此，在电容器的接线端子与母线排之间一定要采用软连接。

6 小结

6．1 电力电容器是按标准和技术条件进行设计生产的，所以电容器只有在标准和技术条件规定的条件下正确使用，才能保证电容器具有高的可靠性和预期的使用寿命。

6．2 电容器的额定电压就是该电容器可以在电网中连续持续安全运行的最高运行电压。如果将电容器在高于其额定电压的电压下连续运行，其可靠性就会下降，寿命就会缩短。

6．3 电容器的使用环境温度对电容器的可靠性和使用寿命影响很大。为此应根据电容器安装使用地点的实际情况来正确选用具有相应温度类别的电容器，或采用相应的防冻、通风降温等措施。以保证电容器能在该电容器技术条件中规定的温度类别的温度范围内运行。

6．4 断路器在分断电器时出现的重击会产生很高操作过电压是导致电容器早期损坏的重要因素。为此用于投切电容器(组)的断路器一定要选用无重击穿的断路器。

6．5 电容器中的谐波过电流；电容器的超海拔运行；电容器接线端子与

母线排的机械应力等都是导致电容器发生早期损坏的原因，为此我们应采取相应措施，以保证电容器能在电网中安全、可靠、长寿命地为用户服务。

电解电容寿命估算(Life Expectancy)：

电解电容在最高工作温度下，可持续动作的时间。

Lx=Lo*2(To-Ta)/10

Lx=实际工作寿命

Lo=保证寿命

To=最高工作温度(85℃or105℃)

Ta= 电容器实际工作周围温度

Example：规范值105℃/1000Hrs

65℃寿命推估：Lx=1000*2(105-65)/10

实际工作寿命：16000Hrs