变电站电容器常见故障处理的研究

吴小彪

摘 要：电容器是变电站的核心部分，在整个电力运行种发挥着重要的作用。因此，保证电容器的正常运行十分关键。就变电站电容器的运维和故障处理进行了分析，以提高变电站电容器运维和故障处理的水平。

关键词：变电站；电容器；运行故障；焊缝处理

中图分类号：TM53 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.122

随着我国经济的快速发展，电力工业异军突起。在变电站的电力设备中，电容器是非常重要的元件，在电力系统的安全运行中发挥非常重要的作用。同时，电容器的运行状况也会对电网的输、送电能能力、电压质量和线路损耗产生较大的影响。但电容器在实际运行的过程中，会不可避免地出现各种故障，这样就可能对变电站的运行产生影响。因此，对变电站电容器的运维和故障处理进行研究具有非常重要的现实意义。

1 电容器渗漏油故障处理

电容器渗漏油是一种常见的故障，一般发生在电容器下底部和上盖边沿的滚焊焊缝处、上盖地线端子、注油孔、铭牌和搬运把手的焊接处。其产生的原因是多方面的，主要包括产品质量较差、缺乏维护，导致外壳生锈、腐蚀，进而造成电容器渗漏油。如果电容器轻微漏油，则可用胶黏剂修补，或用锡和环氧树脂补焊或钎焊，且同时减轻负荷或降低环境温度，但不应继续长时间运行。电容器是一个密封体，如果密封不严，则空气、水分或杂质会渗入其中，进而使绝缘性能下降，甚至导致绝缘击穿。如果发现电容器漏油严重，则应及时退出运行。

在运输或运行过程中，如果发现电容器外壳漏油，则可用锡铅焊料钎焊的方法处理；如果发现套管焊缝处渗油，则可用锡铅焊料修补，但应注意烙铁不能过热，以免银层脱焊。电容器发生油渗漏的部位主要为油箱、套管的焊缝，发生渗漏油的主要原因为焊接工艺不良。此外，一些制造厂对电容器密封试验的要求不严格，采用在75 ℃下加热2 h的抽样加热试验，而不是逐台试验。而美国西屋公司采用在85 ℃加热8 h的试验；法国西门子公司采用在95 ℃下保持6 h加热试验。由于这些产品通过了严格的试验，所以，很少出现渗漏油现象。

套管上常见的渗油部位包括根部、帽盖和螺栓等焊口，渗漏原因为加工工艺问题、结构设计问题和人为因素。帽盖和螺栓构成主体，如果焊接质量差，则对螺纹紧力稍大就会引起焊缝断裂。如果采用硬母线连接电容器瓷套管，当温度变化时，母线会发生膨胀或收缩，进而使螺杆受力，很容易将螺杆焊口拉开。此外，搬运电容器时，如果采用直接提套管的方法，且运输过程中的包装质量不好，也会使套管的焊缝破裂，引起渗漏。

2 电容器外壳膨胀故障的处理方法

“鼓肚”在电容器故障中所占的比例最大。在高电场作用下，电容器内部的绝缘（介质）物游离，分解出气体或导致部分元件被击穿。由于电极会对外壳放电等原因，使电容器密封外壳的内部压力增电容器的绝缘介质为油性有机物，电容器在运行过程中，箱体随之热胀冷缩是一种正常现象，但当电容器的箱体密封受损，空气、水分或杂质的侵入使绝缘性能下降时，其内部放电或被击穿，内部产生的大量气体使箱体膨胀。造成箱体膨胀的主要原因包括运行时的过电压和过电流、操作过电压、室温过高和电容器本身的质量问题等。当出现电容器壳体膨胀时，应及时退出运行并排除故障。

电容器油箱随温度变化发生一定的鼓胀或收缩是正常现象，但当内部发生放电时，绝缘油会产生大量的“气体”，进而使箱壁变形。已经形成明显 “鼓肚”的电容器不可再次使用，且无法修复，应拆下并更换新的电容器。以往，电容器中采用的绝缘纸和铅箔（或铝箔）的质量差，浸渍液也并不是吸气性的电容器油，没有经过严格的净化处理，加之在设计上追求比特性指标，这样低质量的产品在高电场中运行，容易发生大批电容器“鼓肚”、元件击穿和熔丝动作等故障。经现场调查发现，电容器击穿的部位多在电极的边缘、拐角和引线与极板接触处以及元件出现折叠的部位。这些部位的电场强度或电流密度较高，容易发生局部放电或热烧伤绝缘。因此，在使用前，一定要对电容器的质量进行严格把关。

3 电容器温度高故障的处理方法

与其他电器设备不同，电容器一般都是在满负荷的情况下长时间运行的，因此，周边环境会对其产生巨大的影响。电容器的电容量与周围温度成反比，温度上升时，电容器的电容量会下降。如果长期处于高温的环境中运行，电容器的内部温度会不断升高，将长期处于发热状态，会严重缩短电容器的使用年限。电容器温度升高的主要原因是电容器过电流和通风条件差。比如因电容器室的设计和安装不合理，导致通风不良；电容器长时间过电压运行，造成电容器产生过电流；整流装置产生的高次谐波易使电容器产生过电流等。此外，电容器内部元件故障、介质老化和介质损耗增大等都可能引起电容器温度过高。电容器温度过高不仅会影响电容器的寿命，也有可能导致绝缘击穿，使电容器短路。因此，在电容器运行时，一方面要注意选用与实际温度相适应的的电容器；另一方面，在电容器的安装和使用中，要注重电容器的通风、散热和辐射情况。

4 绝缘不良故障的处理方法

可在预防性试验中发现绝缘不良的电容器，其中一部分是因电容值偏高引起的。根据长期加热、加压的寿命试验证明，电容值的变化是很小的。电容值突然增高一般是部分电容元件击穿、短路造成的。因为电容器由多段元件串联组成，串联段数越少，电容值就越高，部分元件发生断线时，电容值会减少。绝缘不良电容器的电介质损失角过大。虽然电容器在长期运行后电介质损失角将略有增加，但成倍增加是不正常的现象。只有在发生放电时，因局部过热才会出现介质损失过大的现象。电极对油箱的绝缘强度是比较高的，但工艺常存在缺陷，比如在焊接过程中烧伤了元件与箱体间的绝缘纸、引线未包好、绝缘油量不足、采用短尾套管、绝缘距离不够和瓷套质量较差等，进而在试验过程中可能发生放电或套管炸裂故障。

5 过电压和外力因素的破坏

因开关重燃引起的操过电压和系统谐振、套管外绝缘强度不高，或清洁工作做得不好，都将造成电容器损坏。而通过完善设备配套，可明显降低此类故障的发生率。避雷器距电容器组的距离超过150 m后，起不到防雷保护的作用，且可能会引起电容器套管闪络，进而损坏电容器，因此，套管外绝缘的强度和清洁等问题应引起足够重视；小动物窜入电容器设施，也会引起套管短路，进而发生爆炸事故。因此，为了防止外力因素的破坏，应安装适当的保护遮拦，或定期投放灭鼠、虫药。

6 电容器巡视检查和维护中的问题

为了降低电容器在运行中出现故障的概率，在日常工作中，一定要重视电容器组的巡视、检查和维护工作。具体可从以下4方面改进运维工作：①从外部情况看，要注意观察电容器外壳是否存在渗漏、膨胀等现象。同时，还要检查各引线连接处是否存在松动、脱落和断裂等现象。一旦发现存在上述现象，则必须立即采取补救措施。值得注意的是，电容器容量与熔断器容量的配置必须相符合。②考虑外部环境对电容器的影响。外部因素包括风、雨、雪和阳光等，要保证电容器不被这些自然因素侵蚀。电容器室内的温度一定要掌控好，最好保证有良好的通风条件。③电容器运行中出现不正常的声响时，要立即停止运行，因为很有可能在其内部存在放电现象。④掌握电容器停电安全技术要求，保证在紧急情况发生时，可采取有效、恰当的措施补救。紧急情况下的操作步骤为断开开关，放电；至少放电3 min后，确定无电后推上接地刀闸；禁止同时投入或同时退出。

7 结束语

综上所述，电容器是一种无功功率补偿装置，它对电力企业的生产经营具有非常重要的意义。在实际应用中，应综合考虑多种因素的影响，为电容器提供必要的运行条件，尽可能地减少电容器中存在的不安全因素。只有这样，才能保证电容器的正常工作，保证变电站在电力工业中继续发挥作用。

参考文献

[1]刘桂华.谈变电站电容器运行维护与故障处理[J].电子制作，2013（20）.

[2]王伟.关于变电站电容器的运行维护与故障处理[J].电气技术，2008（12）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： The capacitor is a core part of the substation， the electricity to run the entire species plays an important role. Therefore， to ensure the normal operation of the capacitor is crucial. On the operation and maintenance and troubleshooting substation capacitor processing were analyzed in order to improve the level of operation and maintenance and capacitor troubleshooting substation.

Key words： substation； capacitors； operational failure； weld treatment