10千伏电力电容常见故障与处理

刘振东

摘 要：10千伏电力系统是组成我国电力系统的重要部分，电力电容设备是电力系统消除谐波和无功补偿的重要设备，良好的电力电容设备可以保证电力系统电能的质量和效益，但是电容器在电力系统中是容易出现问题的设备，本文对电力电容常见问题进行研究和分析，对其处理法方法和保障措施提出以下几点意见，希望对电力工作人员有所帮助。

关键词：10千伏；高压电容器；故障分析

中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0154-01

在电力系统中有着许多的网络元件，这些网络元件都有着十分重要的的作用，电感元件会消耗很多的无功功率，像变压器和电机等这些负载元件也同样会需要无功功率，在输电系统中，电流通过交流-直流-交流的过程中会产生各次谐波电流，在直流输电线路中也需要很多的无功功率，输电过程中所产生的各次谐波都需要滤除，对一些元件进行无功补偿，因此要架设很多的交直流滤波电容器。电容器的好坏是电力系统电能质量和效益的保证。

1 电容器的常见故障及原因

1.1 电容器自身的问题

一些电容器的生产厂家设计和生产的电容器场强比较高，这样做降低的生产成本，厂家获得的非常高的经济效益，而场强过高是电容器损坏的重要原因。在电力系统中电容器元件的并联数量较少，但电流密度过大，使得元件的引线片电流密度过大，造成电容器局部过热，而且有的芯子引出线截面很小，在安装过程中套管接线头和连线的压接方式不够合理，使得电流在通过时产生的电阻较大，长时间的运行下会出现过热的现象，引出线和套管接线头的锡焊层融化，发生油渗漏的现象，这种情况会造成电容器的密封受到损害。电容器内都设置有熔断器，熔断器的熔丝特性比较差，在电容器出现电击穿问题时，熔丝不能及时的熔断和断电，而且，电气器的其他继电保护方式没有设置，在电流过量通过电容器时，使得其内部温度急剧升高，这样会造成电容器发生炸裂。电容器的内容的绝缘层大多是由特殊的油纸组成，但是这些油纸制作不够严格，没有在真空条件下进行干燥和浸渍处理，在长时间的运行环境下，油纸内部残留的气泡会出现局部放电现象，而这种现象会导致油纸的绝缘性能损伤，其老化的速度也会变得非常快，最后造成电容器内部漏电造成电击穿，损坏电容器。在电容器工作中会出现渗漏油的现象，这样的原因是密封不严或者不牢靠造成的，电容器需要有较强的密封性，如果密封不够好，那么空气和水分都会进入到电容器中，使得绝缘受到损坏，影响十分的恶劣，所以电容器是不能够漏油的。

1.2 电容器运行环境方面

电容器对运行环境有着一定的要求，其工作环境温度过高，就会导致电容器运行时产生的热量无法散出去，如果运行环境温度过低，电容器内部的油可能会冻结，造成电击穿。电容器在运行过程中，内部环境温度要保持在65℃以下，当温度超过75℃时会容易引起热击穿，造成鼓肚现象。电容器在运行中需要稳定的电压，通过研究发现电容器的损耗和电压的平方成正比，过电压会导致电容器发热过重，使其内部的绝缘材料老化加速，使用寿命减少，有时可能会造成电击穿。电力电网中有着稳压器和磁饱、电弧炉和大型整流器的电力元件，在工作时会产生不同谐波，交流电中会产生高次谐波，谐波会对电流产生巨大的影响，对电容器也有着损害的作用，很容易造成电容器出现电击穿，引起相间短路。

2 电力电容器故障的处理及保护措施

2.1 电容器组应采用适当保护措施

在10千伏的电力系统节点处增加滤波装置，使得谐波电流的量变少，电容器额定电压换成相应的，保证有一定量的余量，能够抵御电力系统出现的过压或者严重的谐波电流的影响。可以在电网中设置差动保护或者短时限过电流保护装置，在10千伏的电力系统中每个电容器要配置单独的熔断器，熔断器的额定电流要根据熔丝的熔断特性和通过的电流来决定，通过这样的措施来防止电容器发生短路时引起油箱的爆炸。除了这些保护方式，还可以在电网中设置过电压保护：电力系统电压长时间增高，应该采取一定措施使电压不能超过额定电压的1.1倍，当电容器与架空线路或者真空断路器联接时，要使用相应的避需器对大气过电压或操作过电压进行保护，如果在运行过程中电容器的电压过高，要安装过电压继电保护器用于发生故障时能够紧急跳闸。在电网在设置过电流保护：在电网在设置合适的电流自动开关或者电流继电器进行保护，使得运行时通过的电流升高时不大于额定电流的1.3倍。在中性点不接地系统中，单相电流大于20A，短路电流的保护设备或者熔丝无法有效的保护接的接地设备时，应该另外设置单相接地保护设备。低电压保护措施：当母线电压低于母线的额定电压时，在电路中要安装低电压保护设备，使得电容器组在处于低电压的情况下可以进行跳闸。不同的电网系统需要对电容器制定相应的保护措施，在对双三角形接线的电容器组保护措施中，应该设置横差动保护，在双星形接线电路中要设置中性线不平衡电流保护，在单星形的接线电路中对电容器组可以设置开口三角电压保护，在对于较大容量的分组电容器电网中要设置零序电流保护。在电网中选择合适的电容器组保护措施是保证电容器组安全有效运行的首要保障，要根据电网的实际情况选择合适的电容器组的保护方式，在选择电容器组的保护措施时要有一定的依据：保护设备应该具有非常好的灵敏度。可以在电容器故障时准确的确认并切除，或者能够在电源断开后，快速的检测出损坏的部位。在电力系统发生故障或者电力容器发生故障时，保护设备要能够快速的发挥作用。保护设备要安装和拆除时足够方便，在调试和运行维护中比较容易。

2.2 解决电容器运行环境中的问题

电容的对环境温度有着一定的使用要求，电容器的运行环境温度通常不大于40℃，在我国的大部分区域环境温度都在这个温度以下，因此就不需要使用专门的降温设备，但是如果在电容器的周围存在一些热源，并且可能会导致电容器的工作温度超过40℃，那么这时就应该采用相应的降温措施，否则应该立即停止工作中的电容器。电容器外壳温度要要保持在50～60℃之间，但是不能大于60℃，要对电容器的温度进行有效的监控，可以在电容器的外壳表面中间三分之二高度处安装桐油石灰温度计，或者在电容器表面粘贴熔点为50～60℃之间的试温蜡片。如果出现温度超过安全温度，要立即停止電容器。电容器的额定电压要高于电网的电压，一般都要大于电网电压的10%，但是要注意，电容器的最高运行温度和最高运行电压不可以一起出现。所以，当电网电压为1.1倍的额定电压时，要对电容器进行降温处理。在安装电容器时要考虑到电网中谐波的问题，因此在电容器的运行电流不能超过额定电流的1.3倍，可以考虑在电容器上串联相应的感性电抗，来控制谐波电流的影响。

3 结语

在选用电容器是，要对电容器的质量有严格的要求，使用质量合格的产品，根据我国电力系统的运行环境，在运行中对电容器加强检查、检测和维护，使得电容器的故障可以能够控制，选择合适的电容器保护设备，使得电容器可以高效稳定的运行，延长电容器的使用时间，为我国的居民提供稳定、优质的电力。

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