探析电容器的故障

李志宁

引言：在泵站机电设备中，电容器是非常重要的机电设备，它在电路中的作用主要是无功补偿，其故障形式是多种多样的，电容器出现故障，会引起其它的电子元件处于非恒压恒流电路环境中，使电子元件的寿命缩短，影响设备正常运行。电容器的寿命与现场的环境温湿度有着密切的关系，当温度越高、湿度越大时，其寿命会越短。本文对电容器常见故障的原因及查找方法进行了分析。

在泵站机电设备中，电容器是非常重要的机电设备，它在电路中的作用主要是无功补偿，其故障形式是多种多样的，电容器出现故障，会引起其它的电子元件处于非恒压恒流电路环境中，使电子元件的寿命缩短，影响设备正常运行。电容器的寿命与现场的环境温湿度有着密切的关系，当温度越高、湿度越大时，其寿命会越短。本文对电容器常见故障的原因及查找方法进行了分析。

一、引起电容损坏的因素分析

（1）电容器的质量不合格。电容器损坏最根本的原因就是生产质量不合格。制造厂商在生产电容器时，如果空气的清洁度达不到要求，使灰尘落入电容器内，当电容器带电时就会产生一系列的物理、化学效应，导致电容老化非常迅速，以致电容器击穿甚至发生爆炸。还有如果使用的材料不合格、制作工艺达不到要求等，均会使电容的质量水平下降，甚至成为废品。

（2）人为因素引起电容的损坏。对于一个质量合格的电容器，如果在安装时不按照要求去安装，非常容易引起电容器损坏。例如在搬运过程中如果抓住电容器的套管进行搬运，极其容易造成装配式瓷套管根部松动而漏油，因为电容器的套管与壳体之间的连接部位是承受外力最弱的地方。还有因为铝排热胀冷缩产生的挤压力，特别容易引起电容器的上桩头和套管的损坏漏油。所以连接电容器使用铝排也是导致电容器漏油的主要原因之一。

（3）电容器的运行环境不良。因为环境温度和湿度对电容器的寿命影响非常严重，在环境的温度和湿度越大时，电容器的寿命会越短，所以延长电容器的使用寿命的方法就是将电容器置于最佳环境温度中。

（4）电容器电路附属设备故障。其附属设备主要包括避雷器、中性点、中性点避雷器、放电线圈、接地刀闸、串联电抗器、熔断器等，其中熔断器及串联电抗器是相对重要的附属设备。

另外，电容器电路系统不稳定也是引起电容器故障的因素之一。电容器在短期内过于频繁的投切、电网电压的波动，是增加电容组故障发生概率的主要诱导因素之一。经过对电容器故障进行统计研究发现，在夏季电网负荷高峰期时，因电网电压造成电容器故障的概率遥远高于其他季节电容器发生故障的概率。

二、电容器故障现象

电容器的损坏主要有内部断路、短路、漏电、容量下降等现象。而导致损坏的原因可能是多方面因素共同作用的结果。比如上述电容器本身质量欠佳、电容器运行的外界环境较差、电容器长时间在高于工作电压、高于工作电流的环境中运行。当电容器损坏后，常出现保险管或限流电阻烧断、厚膜电路或开关管击穿之类故障，或者电子电路出现死机无光无声的现象。

（1）电容器鼓肚现象。电容器发生鼓肚现象是电容器所有故障现象中比例最大的一项。当内部发生局部放电时，绝缘油就会产生大量的气体，使外壳发生明显鼓肚、塑性变形等现象。当鼓肚现象明显时，电容器已经不能再修复，应立即停用并更换新电容器，以免发生爆炸危险。

（2）电容器渗油现象。电容器渗油油现象主要是由于电容器密封不严或不牢固等原因造成的。当电容器密封效果不好时，空气和水分等杂质就会进入电容器油箱内部，造成绝缘受损而产生危险。

（3）电容器熔丝熔断现象。电容器熔丝熔断现象一般出现在大容量的电力电容器当中。主要损坏原因为电容器可能受潮、弹簧拉力下降、熔丝熔断后不能顺利拉出等。当单只电容器产生故障时，如果不能及时熔断隔离，就会引起周边电容器产生群爆或拒动现象，从而使电容器故障扩大。

（4） 电容器断路、爆炸现象。一般情况下，电容器在断路处的触点位置会产生很强的火花。尤其是在高压点火装置中，当点火线圈次级感应的高压电动势降低时，产生的火花相对较弱，导致装置不能启动。而电容器的爆炸现象，其根本原因是电容器极间游离放电造成的击穿短路，使充入电容器内的能量超过了电容器外壳的耐受能力而发生爆炸。

三、查找损坏电容器的方法

电容器的状况可用万用表来检测上述故障。有些电容的损伤程度甚至可用肉眼直接观察出来。比如，漏油、鼓肚或者爆炸的电容器，在其表面一般会有小洞、外表损坏或产生腐蚀、电路周围存在油状或其他情形的非正常积灰等现象。鼓肚、爆炸现象的电容器由于比较明显，一般仔细观察一下均可找出故障电容器，如果已产生这两种现象，需更换合适电容，尤其是爆炸电容器的位置，还应考虑电容器产生爆炸原因，进而改进电容器电路的设计方案，以保证在修理后能够长期稳定运行。

对于漏电现象的电容器，因电容器会异常发热，在电路运行一段时间后，用手触摸电容器，故障电容器会十分烫手，从而快速找到问题电容器，已将其更换。若是电容器电容容量减小，需检测电容的电容量、耐压、误差等方面的参数，找出存在故障的电容器。

四、结束语

电容器是电路中稳压滤波的重要元件，因其属于无功补偿的工作特性而被大量使用。但因电容损坏引发故障的情况在电子设备中也是最高的，其中尤其以电解电容的损坏最为常见。在适宜电容工作的环境温度下，合理的控制运行电压、电流，是提高电容器的使用寿命、保证电路安全运行的主要途径。因此，在电路电容器的设计使用时，应充分考虑到电容器的配置与保护问题，选用合理的电抗器电抗率和合适的避雷器接线方案，以避免串联谐振、并联谐振、过电压、过电流等情况的发生。另外，电路维护人员应定期巡视电路运行情况，对电容器是否存在故障做出正确判断与处理，保障电路安全可靠运行。

参考文献

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[4]颜湘莲， 文远芳.模糊神經网络在变压器故障诊断中的研究[J].变压器，2002

[5] GB 50227-1995. 并联电容器装置设计规范[S].

（作者单位：红寺堡扬水管理处）