電容器跳閘的原因分析 電容器的常見故障和處理

一、電容器跳閘的原因分析

電容器組采用常用的星型接線方式，三相共體外殼接于同一鐵框架，框架接地。電容器內部結構為多個元件并聯的四串結構，并設置內熔絲保護，檢修人員與廠家人員對損壞的電容器進行解剖，發現受損電容器的A、B相內熔絲均熔斷了兩根，外包封破裂，經過認真分析，認為一相熔絲熔斷兩根后，造成外包封損傷，在外包封受傷的情況下，長期運行發展成對殼擊穿，并發展成單相接地。由于單相接地呈不穩定電弧接地，使健全相產生過電壓而另一相也有兩熔絲熔斷，外包封受傷致使在過電壓作用下發展成對殼擊穿，由此形成相間短路，盡管保護可靠動作，但巨大的短路電流產生的熱效應，仍對電容器造成一定程度的損傷，使電容器外殼嚴重變形。

另外由于電網中存在大量的非線性負荷，使得電網中諧波占有一定含量。110kV張河變電站除擔任城郊居民用電外，主要擔任工業供電，除幾條10kV工業專線外，其他10kV線路上還有一些小型化工廠、鑄造廠等工業用戶，這些用戶都可能產生諧波。盡管每戶產生的諧波很少，但可以匯集成較大的諧波電流饋入電網，使電網的諧波水平升高，影響電網設備的安全運行。由于此變電站的無功補償裝置，配置電抗率為6的串聯電抗器，6的電抗率雖然能對5次及以上諧波有抑制作用，但在3次諧波下使串聯電抗器與補償電容器的阻抗成容性，出現諧波電流放大現象，使電容器過負荷。盡管母線上以5次諧波為主，3次諧波含量不是很高，而裝設電容器后，容性阻抗將原有的3次諧波含量放大，可能造成內熔絲熔斷。由于總保護按四組電容器額定電流的1.3倍整定，而4組電容器全部投入的情況極少。當某一段時間內諧波含量偏高時，總過流保護不能動作，造成某相內熔絲熔斷，而內熔絲熔斷后不能被及時發現，導致事故擴大，造成速斷跳閘。

從保護配置來看，電容器內部故障的保護只設置內熔絲保護，而并未設置導致事故擴大的后備保護——不平衡電壓保護，使內熔絲熔斷后不能及時發現，造成速斷跳閘事故，因此，保護配置不完善是造成電容器事故擴大的主要原因。

另外，不定期測量電容量也是造成事故擴大的原因之一。由于電容器內部裝置最直接的反應是電容量的變化，而電容量測量手段落后，進行電容器電容量的測量時，需采用拆除連接線的測量方法，不僅測量麻煩而且可能因拆裝連接線導致套管受力而發生套管漏油的故障。因此，自投入運行以來檢修人員從未進行過電容量測量，而又未設置反應電容器內部故障的保護，當內部個別內熔絲熔斷時，無法及時發現，造成事故擴大。

二、電容器的常見故障和處理

（一）滲（漏）油

問題：

對于電容器來說，滲漏油就如同家常便飯一般，造成的原因也是相當多方多面的，主要有以下幾點：

1、由于搬運方法不當，或提拿瓷套管致使其法蘭焊接處產生裂縫。

2、接線時，因擰螺絲用力過大造成瓷套焊接處損傷。

3、產品制造過程中存在的一些缺陷，均可能造成電容器出現滲、漏油現象。

4、電容器投入運行后，由于溫度變化劇烈，內部壓力增加則會使滲、漏油現象更加嚴重。

5、由于運行維護不當，電容器長期運行缺乏維修導致外殼漆層剝落，鐵皮銹蝕，也是造成運行中電容器滲、漏油的一個原因。

雖然比較常見，但是可不能忽略哦，有時候一個小小的毛病就容易造成大問題。電容器滲、漏油的后果是使浸漬劑減少，元件上部容易受潮并擊穿而使電容器損壞。所以，必須要進行及時的處理。

解決：

1、安裝電容器時，每臺電容器的接線最好采用單獨的軟線與母線相連，不要采用硬母線連接，以防止裝配應力造成電容器套管損壞，破壞密封而引起漏油。

2、搬運電容器時應直立放置，嚴禁搬拿套管；接線時，擰螺絲不能用力過大并要注意保護好套管。

3、電容器箱殼和套管焊縫處滲油，可對滲、漏處進行除銹，然后用錫釬焊料修補，修補套管焊縫處時應注意烙鐵不能過熱以免銀層脫落，修補后進行涂漆。滲、漏油嚴重的要更換電容器。

（二）電容器外殼變形

問題：

由于電容器內部介質在高壓電場作用下發生游離，使介質分解而析出氣體，或者由于部分元件擊穿，電容器電極對外殼接地放電等原因均會使介質析出氣體。密封的外殼中這些氣體將引起內部壓力的增加，因而將引起外殼膨脹變形。所以，電容器外殼變形，是電容器發生故障或故障前的征兆。

解決：

經常對運行的電容器組進行外觀檢查，如發現電容器外殼膨脹變形應及時采取措施，膨脹嚴重者（100Kvar以下每面膨脹量應不大于10mm；100Kvar及以上每面膨脹量就不大于20mm）應立即停止使用，并查明原因，更換電容器。外殼膨脹不嚴重的要采取通風措施，加強運行檢查工作。

（三）保護裝置動作

問題：

1、由于電容器組三相電容量不平衡，造成三相電流不平衡，使電容器組保護裝置動作跳開電容器組斷路器。

2、對于裝有熔斷器保護裝置的電容器，因電容器內部異常、電容量變化、極對外殼接地、涌流過大和過電壓等情況，使熔斷器熔絲熔斷。

3、運行操作不當，致使電容器運行電壓超過規定值，使保護裝置動作跳開斷路器。

解決：

1、定期測量電容器電容值，電容值偏差不超過額定值的-5%～ 10%范圍，電容值不應小于出廠值的95%。

2、電容器組安裝之前，要分配一次電容量，使其三相容量平衡，其誤差不應超過一相總容量的5％；當裝有繼電保護裝置時還應滿足運行時平衡電流誤差不超過繼電保護動作電流的要求；保護裝置動作后，應測量電容器極對外殼絕緣電阻不低于2000MΩ。

3、為了限制涌流和高次諧波的流入，電容器組應加裝串聯電抗器。

4、電容器應在額定電壓下使用，如電網上電壓過低，則電容器達不到額定出力，長期過電壓運行使電容器發熱，加速絕緣老化，容易造成電容器損壞。根據規定，當電網電壓長期超過電容器額定電壓10%時，應將電容器退出運行。

5、采用熔斷器作電容器保護時，熔斷器的選擇要適當，一般熔體的額定電流不應大于電容器額定電流的1.3倍。

6、測量電容器極對外殼絕緣電阻應不低于2000MΩ。

（四）電容器瓷套表面閃絡放電

問題：

電容器在運行中，由于缺乏清掃和維護，其瓷絕緣表面臟污，臟污物吸附水分后，使瓷套絕緣降低，表面泄漏電流增大，造成瓷套表面閃絡放電。另外，電容器瓷套表面臟污，在系統某種過電壓的作用下，造成瓷套表面閃絡放電。閃絡放電的結果，導致瓷套表面瓷質損壞，可能造成瓷套絕緣擊穿斷路器跳閘事故。

解決：

運行中的電容器組應定期檢查、清掃；按防污等級采取相應防污措施，在污穢嚴重地區，電容器不宜安裝在室外。

（五）電容器爆炸

問題：

運行中電容器爆炸是一種惡性事故，一般在內部元件發生極間或對外殼絕緣擊穿時，與之并聯的其他電容器將對該電容器釋放很大的能量，可能會使電容器爆炸以致引起火災。其原因有：

1、電容器內部元件擊穿：主要是由于制造工藝不良所引起。

2、電容器外殼絕緣的損壞：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，其尖端容量產生電暈，電暈會使油分解、箱殼膨脹、油面下降而造成擊穿。另外，在封蓋時轉角處燒焊時間過長，將內部絕緣燒傷并產生油污和氣體使擊穿電壓大大下降而損壞。

3、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。

4、鼓肚和內部游離：主要是由于內部產生電暈、擊穿放電和嚴重游離時，電容器在過電壓的作用下，會使元件起始游離電壓降低到工作電場強度之下，由此引起一系列物理、化學、電氣效應，使絕緣加速老化、分解，產生氣體。形成惡性循環，致使箱殼壓力增大，造成箱壁外鼓以致爆炸。

5、帶電合閘引起電容器爆炸：任何額定電壓的電容器組均禁止帶電合閘。電容器組每次重新合閘，必須在開關斷開的情況下將電容器放電3min后才能進行。否則合閘瞬間的電壓極性可能與電容器上殘留電荷的極性相反而引起爆炸。為此一般規定容量在160Kvar以上的電容器組，應裝設無電壓時自動跳閘裝置，并規定電容器組的開關不允許裝設自動重合閘。

此外，還可能由于溫度過高、通風不良、運行電壓過高、電壓諧波分量過大或操作過電壓等而引起爆炸。

解決：

電容器的投為了防止電容器發生爆裂事故，除要求加強運行中的巡視檢查外，最主要的是安裝電容器的保護裝置，將電容器釀成爆裂事故前及時切除。在運行時，如發現電容器發出“咕咕”聲，是電容器內部絕緣崩潰的先兆，因此應停止運行，查找故障電容器。電容器發生爆裂后，應更換電容器。

（六）端子安裝不牢

問題：

電容器接線端子安裝不牢，在電流通過導線時，將引起接觸電阻增加，有時會發出“吱吱”的放電聲，使端子發熱變形，并發出放電聲，嚴重時將端子燒紅熔化。

解決：

用紅外熱像儀測量端子及器身溫度。如端子表面有過發熱氧化現象，應打磨端子接觸面，涂上導電脂后擰緊螺絲。如端子發熱嚴重或熔化，應更換接線端。

（七）電容器溫度升高

問題：

主要原因是電容器長時間過電壓運行、附近的整流裝置產生的高次諧波流入使電容器過電流、電容器選擇不當、油量過少和通風條件差等。另外，由于電容器長期運行后介質老化，介質損耗不斷增加都可能導致電容器溫升過高。電容器溫度升高將影響電容器的壽命并導致電容器絕緣擊穿而損壞。

解決：

運行中應嚴格監視和控制電容器室的環境溫度，為了便于監視運行中的環境溫度，應選擇散熱條件最差處（電容器高度的三分之二處）裝設溫度計，要使溫度計的裝設位置便于觀察。為了監視電容器的外殼溫度，可在電容器外殼上（銘牌附近）粘貼示溫蠟片。如室溫過高，應采取必要的通風、降溫措施，如果采取措施后仍然不能滿足室溫控制在40℃以下的要求時，應立即停止運行。如系電容器問題應更換電容器。