（广州市恒力检测股份有限公司）
摘要：电容器作为电力系统的无功补偿装置，对系统的安全稳定运行起着非常重要的作用。但是，由于本身质量问题、人为因素及外在因素的原因，电容器故障时常发生，影响电力系统的安全生产。本文结合现场实际，提出电容器常见的故障类型，总结故障发生原因以及应采取的相应措施，并提供了安装、检测、调试的相关技术支持。
关键词：电容器；故障异常；运行处理；调试检测；安装注意；
电力系统中的绝大多数元件是感性的，感性元件需要无功功率；另外，电能在输送过程中还会有谐波的产生。为提供无功功率，消除谐波，需要安装一定数量的电容器，以满足滤波和无功补偿的要求。然而，电容器容易出现各种类型的故障，威胁系统安全，并对电能质量产生直接影响[1]。
电容器[2]从生产到运输、现场安装、调试检测以及运行过程中都有可能会遇到各种各样的异常现象，如果能及时有效地处理这些异常现象，就能预防、制止事故的发生，进而保障电力设备、电力系统的正常运行。本文就以上各种过程中可能产生的故障及处理措施做简要分析。
一、电容器可能出现的缺陷故障
1.1 电容器渗漏油 ——用力不均、锈蚀、密封失效
电容器可能在搬运、安装过程中，由于方法不当而造成套管根部受力不均出现裂纹；或在接线时由于紧固螺母用力过大或不均匀导致瓷套根部出现裂纹；在生产过程中由于本身的质量问题或技术问题出现缝隙、裂纹，甚至断裂情况，当出现以上现象时就会导致渗漏油的发生，如没能及时发现而投入运行，就会造成电容器的异常现象。运行中的电容器由于内部温度的变化，可能导致内部压力增大，此时，就有可能产生在密封处的渗漏油现象；当电容器运行时间较长，经历长期的风吹日晒，出现外壳脱漆、锈蚀等现象时，就容易发生渗漏油。电容器出现渗漏油后，内部浸渍剂减少，电容器上部容易受潮，进而会发生击穿等现象。根据现场实际情况，选择合适的电容器、定期更换电容是预防电容器渗漏油的主要措施。
1.2 电容器外壳鼓起 ——内压过大
电容器的外壳鼓起往往是由于内部压力过大而引起的，导致内部压力过大的原因是由于内部介质游离而产生气体，或者是因为发生了击穿、放电等现象而产生气体。产生的气体增加了电容器的内部压力，从而导致外壳鼓起。发生以上现象时应及时更换，防止故障扩大。
1.3 电容器爆炸 ——欠缺保险
当电容器发生极间或是极对外壳的击穿、放电等现象时，会由于内部能量急剧增加而导致电容器爆炸，这种爆炸现象通常出现在没有安装内部保险的电容器中。在低压电容器内部大多数装有保护熔丝，因此，低压电容器很少出现爆裂现象。影响电容器击穿的因素主要是：介质厚度、极板面积、介质表面平整度、介电常数、电压作用时间、温度、电场均匀程度以及湿度。
1.4 电容器发热 ——谐波影响
当系统有谐波时，谐波电流对电容器带来损害，可能会增大电容器绝缘介质的损耗，导致绝缘快速老化，有时可能会带来热击穿的危险，威胁电容器的安全运行。在有谐波的情况下，电容器电极间的电压有可能达到较大值，此时，电容器内部有放电的危险，威胁电容器绝缘，容易造成电容器发热。所以三相负载的平衡，设备的无功性质以及中性点的设置对消除谐波有很大的作用。
1.5 电容器瓷套外绝缘闪络 ——污秽积尘
在电容器运行过程中，由于缺少清扫和维护而造成污秽过多，在有些污秽严重的地区，容易出现瓷套外绝缘放电、闪络的现象，损坏电容器，甚至导致更为严重的系统故障。当发生雷电过电压时，可能会因为避雷器的防雷保护失效或失去防护，导致套管闪络或放电，给电容器带来损伤。闪络或放电都会使电容器绝缘受到损伤，甚至影响到系统的安全运行。及时清扫电容器、采取对污秽严重区域的防污染等措施，都是解决外绝缘闪络问题的有效措施。
二、在运行中的故障处理 [3]
2.1 电容器喷油、爆炸着火时的处理。
当电容器喷油、爆炸着火时，应立即断开电源，并用砂子或干式灭火器灭火。此类事故多是由于系统内、外过电压，电容器内部严重故障所引起的。为了防止此类事故发生，要求单台熔断器熔丝规格必须匹配，熔断器熔丝熔断后要认真查找原因，电容器组不得使用重合闸，跳闸后不得强送电，以免造成更大损坏的事故。
2.2 电容器的断路器跳闸的处理。
电容器的断路器跳闸，而分路熔断器熔丝未熔断时。应对电容器放电3min后，再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等情况。若未发现异常，则可能是由于外部故障或母线电压波动所致，并经检查正常后，可以试投，否则应进一步对保护做全面的通电试验。通过以上的检查、试验，若仍找不出原因，则应拆开电容器组，并逐台进行检查试验。但在未查明原因之前，不得试投运。
2.3 当电容器的熔断器熔丝熔断的处理。
当电容器的熔断器熔丝熔断的时，应向值班调度员汇报，待取得同意后，再断开电容器的断路器。在切断电源并对电容器放电后，先进行外部检查，然后用绝缘摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象，可换好熔断器熔丝后继续投入运行。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断，则应退出故障电容器，并恢复对其余部分的送电运行。
2.4 处理故障电容器应注意的安全事项。
处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两则的隔离开关，并对电容器组经放电电阻放电后进行。电容器组经放电电阻（放电变压器或放电电压互感器）放电以后，由于部分残存电荷一时放不尽，仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止，然后将接地端固定好。由于故障电容器可能发生引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等，因此有部分电荷可能未放尽，所以检修人员在接触故障电容器之前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后方动手拆卸和更换。电容器在变电所各种设备中属于可靠性比较薄弱的电器，它比同级电压的其他设备的绝缘较为薄弱，内部元件发热较多，而散热情况又欠佳，内部故障机会较多，制造电力电容器内部材料的可燃物成分又大，所以运行中极易着火。因此，对电力电容器的运行应尽可能地创造良好的低温和通风条件。
2.5综上，结合标准所述，电容器一旦投入即在满负荷状态运行，仅在电压和频率变化时，负荷才有所变化。运行条件中的温度、电压和电流，都可能引起过电压和过热，缩短电容器寿命[4]，所以运行中对参数的记录和监控是非常必要的。
3 调试与检测[4]
3.1 端子间交流电压试验
电容器应承受2.15倍的额定电压值，进行交流耐压试验，试验频率应尽可能接近额定频率，出厂试验为2s/型式试验为10s，试验期间不发生永久性击穿或闪络，允许有自愈性击穿。实践多采用1000V摇表进行绝缘测试，检查是否有异常。如果发现击穿或绝缘数值偏低，可能存在相间绝缘不足或裂痕发生，如有必要应及时更换。
3.2 端子与外壳间交流电压试验
所有端子均与外壳绝缘的单元，交流试验电压施加在已连接一起的端子与外壳之间，试验电压为2UN+2kV或3kV的高值，出厂试验历时10s/型式试验1min；试验期间不发生永久性击穿或闪络。实践多采用2500V摇表进行绝缘测试，检查是否有异常。如果发现击穿或绝缘数值偏低，可能存在对壳绝缘不足，应及时更换。
3.3 电容量偏差
电容值标准：对于100kVar及以下的单元组：-5%~+10%；100kVar以上的：-5%~+5%；
该试验应在端子间交流电压试验后进行，在额定频率和电压下，排除测量电路中的电抗器、阻塞电路的误差，测量电容器的电容值是否满足标准要求。如果电容值偏差超出范围，小则可能引起补偿电容量不足，大则电容可能出现其他异常，结合其他的测检项目综合考虑，必要时更换电容。
3.4 电容器保险
取下电容器的保险进行通断测试，检查保险的工作情况是否能保护电容器。如果发现保险已熔断，应及时更换保险，保护电容器正常运行。
3.5 无功补偿装置的调试
低压电力电容器多数是通过无功补偿装置进行控制，所以需要对装置的接线顺序掌握清楚，还有设置基本的投退参数，在完成后，应该手动试验投退是否正常，并轮换一次所有电容器是否可以正常投入电路，所有的指示灯能否与实际对应显示，对电容量的补偿效果进行检查。
4 安装注意
4.1 电容器的容量
因为并列电容器的容量是单个固定的，其投退是通过开关切换，只能将若干个电容器投入电路中，所以电路补偿电容量是单个电容器的整数倍。按实际功率因数的情况，对单个容量进行选择，避免过度补偿，并且所补偿的电容器尽量选择同等级、同类型的，避免兼容性不足或者补偿不均衡。
4.2 电容器的补偿位置[5]
目前大多数的电容补偿都安装在进线柜后负载前，而不是在配电段末端负载后，二者的区别如下：
4.3 电容器的通风布置
因为电容器对温度敏感，在40摄氏度以上即影响其性能，所以安装时要便于对流和辐射；电容器室通风，电容器单元布置应层叠有序、间隔错落，必要时在柜门上加装排风扇。
4.4 电容开关保护装置
开关应能承受额定频率和方均根值等于额定电压的正弦电压下得到电流的1.3倍，又因为电容量的误差上限为电容量额定值的1.1倍，所以电流最大值为（1.3*1.1=）1.43IN。选型必须符合实际使用情况，否则装置无法起到良好的保护作用，或者会误跳。
结束语
电容器的安全与可靠直接影响着电网的供电质量和安全运行，可通过对交接验收严格把关、运行过程中加强巡视维护、做好事故预防工作、异常故障时采取有效措施等方法，降低电容器隐患发生的可能性或防止事故扩大，提高电网的安全运行水平。
参考文献：
[1]（美）纳塔拉杨（Natarajan，R.）著 《电力电容器》 机械工业出版社 2007-08
[2] 中国电力企业联合会标准化部 编 《电力工业标准汇编 电气卷（9）电力电容器及避雷器》 中国电力出版社 1996-02
[3] 周志敏 著 《无功补偿电容器配置、运行、维护》 电子工业出版社 2009-08
[4] GB/T 12747.1-2017 《标称电压1000V及以下交流电力系统用自愈式并联电容器》
[5] https：//www.dgzj.com/dqgc/85964.html 《电工老师傅教你安装低压补偿柜哪个位置好》2018-05
论文作者:陈森泉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
标签：电容器论文; 故障论文; 电压论文; 发生论文; 现象论文; 电容论文; 谐波论文; 《电力设备》2018年第34期论文;