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摘要：目前我国所投运期间运行的直流输电系统，容易发生各种的电容器故障，对高压输电系统的稳定运行造成了严重影响，并且隐藏着重大的安全隐患。针对高压直流输电工程中电容器所频繁发生的故障现象，本文主要对滤波电容器接头发热、电容器渗漏油、电容器击穿导致电容值变化类故障进行了研究分析，通过分析，从技术规范和运行维护方面给出了改进建议，为高压现场维护人员和工程施工人员提供了参考。
关键词：电容器；故障；漏油；措施
随着我国电力系统的快速发展，高压直流输电系统的架设，在我国投入运行的高压直流输电系统所频繁发生的各类故障，不仅严重影响到输电系统的稳定运行，更对系统安全带来严重的安全隐患，只有找出存在于电容器运行中的隐患，及时的从技术规范和运行维护方面进行解决，才能保障高压直流输电系统的正常运行，保障维护人员和施工人员的生命安全，保障国家经济不收损失。
1、当前电力电容器分类及功能介绍
电力电容器按照应用于高压直流系统的电力电容器划分为： 耦合电容器、冲击电容器、开关均压电容器、滤波电容器。耦合电容器主要用于载波通信以及测量、 控制和保护，冲击电容器用于直流场中性母线与地之间，吸收因雷电冲击或其他接地故障在该处所释放的能量，同时滤除流经该处的各次非特性谐波。滤波电容器用于滤波、提供无功与稳压，分为直流滤波电容器、交流滤波电容器。
2、滤波电容器所发生的故障情况分析
2.1 电容器接头发热故障分析
1)电容器与母排连接处发热连接结构
该类问题发热的原因为该连接处的哈夫线夹出现氧化、导线散股、螺栓出现松动、铜铝过渡板未正确安装。在电容器特维工作中，为避免在电容器拆动恢复后增加发热隐患，工作人员在测量桥臂电容器时不解开 C1电容器塔的进线连接处，而是解开 C1电容器塔的尾部出线。而从投运后的发热点分布来看，工作中拆解过的连接处均未出现过发热，反而是工作中未拆解过的高压塔进线母排的连接处由于哈夫线夹长久运行热胀冷缩以及老化而频繁出现发热缺陷。此外，少数电容器与母排连接处发热原因为该连接处的铜铝过渡板未正确安装，导致载流性能不好。
2）电容器套管接头发热连接结构
电容器套管接头发热的原因主要为接头处的哈夫线夹老化、开裂，部分发热原因为接头螺栓出现松动。 特别是天广与高肇直流，电容器套管接头处的哈夫线夹老化、氧化的现象较为明显，与设备接头老化情况有关。对于两渡站点出现电容器套管接头发热的原因均为套管接头处螺栓出现松动，考虑到设备投运时间不长，短期内出现较多的因螺栓松动导致的发热问题，初步分析为设备厂家在现场安装过程中质量把关不严导致。
3）电容器引线发热。
导致电容器引线发热的原因主要为连接引线随着投运时间的增加逐渐出现老化、散股等现象。 通过电容器引线的改造项目，将老化散股现象较为严重的引线全部更换为通流能力更强且带有绝缘护套的镀锡铜绞线，加强了抗老化的能力，此后该类缺陷得到了较好的控制。
2.2电容器渗漏油故障分析
渗漏油的部位主要位于电容器套管根部、注油口处、套管引线接头处以及本体吊攀焊缝处。
1)电容器套管根部。
一般出现在电容器渗油部位在瓷套根部与电容器本体连接处，因为套管与本体连接缝隙处采用的均是锡焊技术进行焊接密封，而非压接技术。 锡焊技术的缺点在于电容器投运时温度升高，长时间的运行会导致锡焊脱落从而出现渗油问题。
2）电容器注油口处
渗油出现在注油口的封堵处，原因为注油口封堵工艺不当，造成密封不良。
3）电容器引线套管接头处 。
渗油出现在电容器引线套管接头处，由于电容器接头发热，温度升高致使焊锡熔化后渗油。 此外，焊锡材料控制不严或者焊锡密封时的厚度不均，也会造成渗油。
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2.3电容器电容变化故障分析
电容器因为击穿导致电容值发生变化的故障原因主要有以下几点：
1）电容器元件的固体绝缘介质存在电弱点 ，在工作电压下会有轻微局部放电，使元件绝缘逐渐受损，最后发生击穿现象；
2）内熔丝连接线原本应可靠焊接在元件端部 ，在电容心子的制造过程中出现了虚焊现象。 在电容器长期的运行过程中，虚焊的连接线头会出现异常发热进而烧灼破坏元件的端面绝缘。 绝缘破坏将扩大故障范围，使得原本单个故障元件的隔离演变成包括故障元件在内的多个完好元件的被隔离，使得电容器电容值发生变化；
3）电容器内有杂尘或元件表面不清洁 ，电容器内部场强环境复杂，若存在放电颗粒或元件表面场强不均，很容易导致元件击穿；
4）电容器放电电阻过于集中，导致热过于集中，电阻器表面绝缘介质过热，使电容器运行中发生绝缘劣化，而易发生击穿故障。
3、电力电容器相关运维及改进措施
3.1技术规范阶段
1）所提供的电容器应采用不锈钢外壳 。 设计中应考虑在电容器的寿命期内因预期的环境温度变化和负荷条件，包括短期和暂态负荷条件的变化所引起的膨胀和收缩。
2）单台电容器应当用螺丝和螺母紧固在电容器台架上。 每台电容器的安装应便于从台架上拆卸和更换而不需拆除其他部件或台架的任何部分。 每台电容器都应带有吊孔或类似装置以便将他吊装到台架上或吊离台架。 当单台电容器较重时，应提供专门的搬运工具。
3）2 台电容器套管之间应采用软联结导线 ，避免电容器因连接线的热胀冷缩使套管受力而发生渗漏油故障。
对户外安装的单台电容器单元出线端子以及连接线必须加装阻燃的绝缘外套。 外套应使用在户外条件下不易老化和脆化的材料制成，防止在检修过程中大量脱落。
5）每台电容器内均压电阻应能在外绝缘污秽和潮湿情况下保持电容器各串联段上的电压均匀分布。 均压电阻的布置方式不建议采取集中放置方式。
6）户外电容器接至汇流排的接头应采用铜质线鼻子和铜铝过渡板结合连接的方式，不应采取哈夫线夹连接方式。
3.2产品制造阶段
因电容器电容值变化、电容器渗漏油跟产品制造时的工艺密切相关，要求厂家有针对性加强材料检测控制、制作流程监督检查、工艺质量严格把关。如加强薄膜材料质量把控，防止熔丝虚焊，控制焊接温度下限标准等。
3.3 电容器运维阶段
对于电容器与母排连接处的发热缺陷 ，在年度检修工作中专门针对 C1电容塔高压进线处进行检查维护，对该处的哈夫线夹进行清洗打磨并紧固。对铜铝过渡板安装造成的发热进行专项检查。
2）开展电容器本体更换 ，主要考虑老旧的国产电容器因前期工艺和生产技术原因，易出现接头处的渗漏油和内部故障，采用新产电容器逐步替换，降低电容器本体缺陷出现的概率。
3）开展整组滤波电容器的哈夫线夹及连接引线的更换改造工作，降低因金具老化出现的发热问题，将原电容器连接线更换为带有绝缘护套的镀锡铜绞线，可进一步加强抗老化的能力。
4、结语
对高压直流输电工程用电力电容器故障原因分析结果表明，电容器接头发热主要原因为连接处的哈夫线夹出现氧化、导线散股、螺栓松动，电容器引线发热原因为引线老化散股。 对渗漏油电容器分析表明，漏油部位主要位于电容器套管根部、注油口处、引线套管接头处以及本体吊攀焊缝处。 此外，连接线头虚焊异常发热导致元件端面绝缘破坏、电容器内有杂尘或元件表面不清洁、电容器放电电阻过于集中、压接处放电产生电弧等原因，都会诱发电容器击穿故障。
参考文献
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论文作者:任伟,逯俊林
论文发表刊物:《电力设备》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/25
标签：电容器论文; 套管论文; 引线论文; 故障论文; 高压论文; 元件论文; 电容论文; 《电力设备》2017年第12期论文;