电容器损坏的原因及防止措施

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  摘 要:电力电容器作为电力系统无功补偿、电压调整、,消除谐波的重要装置,已广泛应用到变电所中,电容器组的正常运行对于电力系统电能的质量与效益起着重要的作用,如果使用不当,致使电容器电容器内部绝缘损害或爆炸,给企业带来非常大的经济损失。因此,必须合理控制运行电压、电流和环境温度等要素,降低事故的发生率。
  关键词:电力;电容;损害;爆炸;控制
  0  引言
  近几年,我公司电容器事故频发,电容器损坏的事例经常发生,大多数发生在室内,特别用电负荷较大的变电所。这不仅降低电容器的补偿效果,而且给企业和用户带来了巨大的经济损失。本文就常见故障进行分析,提出相应的防止措施。
  1  电容器损坏的原因
  并联电容器损坏的原因大体有以下几方面;
  1.1切电容器组时,由于断路器重燃引起的重燃过电压造成电容器极间绝缘损伤甚至击穿。有的电容器组无任何过电压保护措施,也无串联电抗器,尤其在负荷的急剧变化时,平均每天操作4—5次,就更容易导致其绝缘损伤,甚至引起爆炸。
  1.2电容器投入时的瞬间振荡电压高,未设置阻尼电阻,电网的谐波超标引起过电流,使电容器过热、绝缘降低乃至损坏。
  1.3电容器设有配备单台熔丝,或虽有熔丝但熔丝特性(安秒特性)太差。当电容器内部元件严重击穿产生故障电流大,熔丝不能及时熔断,同时,有效的继电保护措施未跟上,过电流使电容器内部的温度急剧上升,导致电容器胀裂或爆炸。
  1.4人员责任心不强,使用的熔丝的额定电流远大于设计值。连接处不紧,造成桩头发热。
  1.5产品质量差。油纸绝缘没在严格的真空下干燥和浸渍处理、在长期工作电压下,内部残存的气泡产生局部放电现象。局部放电进一步导致绝缘损伤和老化。温升也随之增加,最终导致元件电化学击穿,电容器损坏。
  1.6环境温度的影响。如果环境温度过高,电容上的热散不出去,容易引起热击穿,甚至引起鼓肚现象。室外电容器由于散热条件好,故障率较低。
  1.7电容器设计工艺上存在缺陷,生产厂家设计的场强过高。
  1.8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。
  1.9电容器对外壳绝缘损坏: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,其尖端容易产生电晕,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,转角处如果烧焊时间过长,将内部绝缘烧伤并产生油污和气体,使电压大大下降而造成电容器损坏。
  1.10电容器与电抗器的设计值不合理,计算有误,在无功补偿设计中除了应注意避免并联电容器与系统感抗的谐振,除了验算基波外,还需要验算3、5、7次等主要谐波,避开这些参数,防止在该次谐波发生谐振。
  2  防止电容器损坏的技术措施
  电容器损坏的主要原因是重燃过电压和熔断器质量不佳。鉴于此因,建议采取以下技术措施。
  2.1采用灭弧性能良好的真空断路器。
  2.2采用金属氧化物避雷器保护,可作为防止电容器内部元件击穿的防线。
  2.3采用单台熔丝保护。它是防止油箱爆炸的有效措施。试验表明,熔断器可以在0.3ms将电容器的故障电流开断,所以这一措施已在国内外广泛应用。
  2.4对两组及以上的电容器进行相互投切时,必须加装串联电抗器。要合理选择电抗器,应查明电容器接入母线处的背景谐波含量或根据实测结果来正确选择。电网中通常存在一个或两个主谐波,且多为低次谐波。为了达到抑制谐波的目的,电抗率的配置,应使电容器接入处对于有威胁性的各次谐波中的最低次谐波阻抗呈感性。
  2.5电容器组尽可能地采用中性点不接地的双星形接线,并采用双星形零流平衡保护。它与单台熔丝保护配合,几乎可以杜绝电容器爆炸事故。取两组电容器中点连线不平衡电流,称为中性点连线电流平衡保护或零流平衡保护。双星形零流平衡保护具有保护方式简单,抗干扰性能强的特点。系统电压不平衡、单相接地故障以及合间涌流和高次谐波电流都不会引起保护误动,它与单台熔丝配合是目前电容器内部故障保护的最有效措施。
  2.6定期测量电容器的电容量,一旦发生较大变化,应立即退出运行,并查找原因。
  2.7定期检查电容器的渗漏油现象,一旦发现漏油应立即退出运行。
  2.8电网电压一般低于电容器本身的额定电压,不得超过其额定电压的10%,但应注意:最高的工作电压和最高工作温度不可同时出现。因此,当工作电压为额定电压的1.1倍时,必须采取降温措施。
  2.9考虑谐波的存在,故规定电容器的工作电流不得超过额定电流的1.3倍。必要时,应在电容器上串联适当的感性电抗,以限制谐波电流。
  2.10碰到合闸时出现弧光这种情形时,应调整电容器组的电容值或更换变流器,对高压电容器可采用串电抗器加以消除。
  2.11提高电容器生产工艺质量水平,设计合理。
  2.12  定期进行远红外测温。热点温度达到55℃,应查明原因,消除缺陷。
  3  结论
  总之,针对电容器损坏的原因,设计出不同的保护措施,定期进行检查,才能有效地保护电容器,减少甚至避免电容器的损坏或爆炸,提高企业的经济效益。
  参考文献:
  [1] 江苏省电力工业局,江苏省电力试验研究所. 电气试验技能培训教材[M].北京:中国电力出版社,1998
  [2] 沈文琪.溫度、电压、谐波、涌流等对电容器寿命的影响[J].
  [3] GB50227-1995并联电容器装置设计规范[S].
  作者简介:
  蔡建华(1974.6—),男,江苏泰兴人,工程师,技师,从事电气设备试验工作。
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