电容器跳闸的原因分析 电容器的常见故障和处理

一、电容器跳闸的原因分析

电容器组采用常用的星型接线方式，三相共体外壳接于同一铁框架，框架接地。电容器内部结构为多个元件并联的四串结构，并设置内熔丝保护，检修人员与厂家人员对损坏的电容器进行解剖，发现受损电容器的A、B相内熔丝均熔断了两根，外包封破裂，经过认真分析，认为一相熔丝熔断两根后，造成外包封损伤，在外包封受伤的情况下，长期运行发展成对壳击穿，并发展成单相接地。由于单相接地呈不稳定电弧接地，使健全相产生过电压而另一相也有两熔丝熔断，外包封受伤致使在过电压作用下发展成对壳击穿，由此形成相间短路，尽管保护可靠动作，但巨大的短路电流产生的热效应，仍对电容器造成一定程度的损伤，使电容器外壳严重变形。

另外由于电网中存在大量的非线性负荷，使得电网中谐波占有一定含量。110kV张河变电站除担任城郊居民用电外，主要担任工业供电，除几条10kV工业专线外，其他10kV线路上还有一些小型化工厂、铸造厂等工业用户，这些用户都可能产生谐波。尽管每户产生的谐波很少，但可以汇集成较大的谐波电流馈入电网，使电网的谐波水平升高，影响电网设备的安全运行。由于此变电站的无功补偿装置，配置电抗率为6的串联电抗器，6的电抗率虽然能对5次及以上谐波有抑制作用，但在3次谐波下使串联电抗器与补偿电容器的阻抗成容性，出现谐波电流放大现象，使电容器过负荷。尽管母线上以5次谐波为主，3次谐波含量不是很高，而装设电容器后，容性阻抗将原有的3次谐波含量放大，可能造成内熔丝熔断。由于总保护按四组电容器额定电流的1.3倍整定，而4组电容器全部投入的情况极少。当某一段时间内谐波含量偏高时，总过流保护不能动作，造成某相内熔丝熔断，而内熔丝熔断后不能被及时发现，导致事故扩大，造成速断跳闸。

从保护配置来看，电容器内部故障的保护只设置内熔丝保护，而并未设置导致事故扩大的后备保护——不平衡电压保护，使内熔丝熔断后不能及时发现，造成速断跳闸事故，因此，保护配置不完善是造成电容器事故扩大的主要原因。

另外，不定期测量电容量也是造成事故扩大的原因之一。由于电容器内部装置最直接的反应是电容量的变化，而电容量测量手段落后，进行电容器电容量的测量时，需采用拆除连接线的测量方法，不仅测量麻烦而且可能因拆装连接线导致套管受力而发生套管漏油的故障。因此，自投入运行以来检修人员从未进行过电容量测量，而又未设置反应电容器内部故障的保护，当内部个别内熔丝熔断时，无法及时发现，造成事故扩大。

二、电容器的常见故障和处理

（一）渗（漏）油

问题：

对于电容器来说，渗漏油就如同家常便饭一般，造成的原因也是相当多方多面的，主要有以下几点：

1、由于搬运方法不当，或提拿瓷套管致使其法兰焊接处产生裂缝。

2、接线时，因拧螺丝用力过大造成瓷套焊接处损伤。

3、产品制造过程中存在的一些缺陷，均可能造成电容器出现渗、漏油现象。

4、电容器投入运行后，由于温度变化剧烈，内部压力增加则会使渗、漏油现象更加严重。

5、由于运行维护不当，电容器长期运行缺乏维修导致外壳漆层剥落，铁皮锈蚀，也是造成运行中电容器渗、漏油的一个原因。

虽然比较常见，但是可不能忽略哦，有时候一个小小的毛病就容易造成大问题。电容器渗、漏油的后果是使浸渍剂减少，元件上部容易受潮并击穿而使电容器损坏。所以，必须要进行及时的处理。

解决：

1、安装电容器时，每台电容器的接线最好采用单独的软线与母线相连，不要采用硬母线连接，以防止装配应力造成电容器套管损坏，破坏密封而引起漏油。

2、搬运电容器时应直立放置，严禁搬拿套管；接线时，拧螺丝不能用力过大并要注意保护好套管。

3、电容器箱壳和套管焊缝处渗油，可对渗、漏处进行除锈，然后用锡钎焊料修补，修补套管焊缝处时应注意烙铁不能过热以免银层脱落，修补后进行涂漆。渗、漏油严重的要更换电容器。

（二）电容器外壳变形

问题：

由于电容器内部介质在高压电场作用下发生游离，使介质分解而析出气体，或者由于部分元件击穿，电容器电极对外壳接地放电等原因均会使介质析出气体。密封的外壳中这些气体将引起内部压力的增加，因而将引起外壳膨胀变形。所以，电容器外壳变形，是电容器发生故障或故障前的征兆。

解决：

经常对运行的电容器组进行外观检查，如发现电容器外壳膨胀变形应及时采取措施，膨胀严重者（100Kvar以下每面膨胀量应不大于10mm；100Kvar及以上每面膨胀量就不大于20mm）应立即停止使用，并查明原因，更换电容器。外壳膨胀不严重的要采取通风措施，加强运行检查工作。

（三）保护装置动作

问题：

1、由于电容器组三相电容量不平衡，造成三相电流不平衡，使电容器组保护装置动作跳开电容器组断路器。

2、对于装有熔断器保护装置的电容器，因电容器内部异常、电容量变化、极对外壳接地、涌流过大和过电压等情况，使熔断器熔丝熔断。

3、运行操作不当，致使电容器运行电压超过规定值，使保护装置动作跳开断路器。

解决：

1、定期测量电容器电容值，电容值偏差不超过额定值的-5%～+10%范围，电容值不应小于出厂值的95%。

2、电容器组安装之前，要分配一次电容量，使其三相容量平衡，其误差不应超过一相总容量的5％；当装有继电保护装置时还应满足运行时平衡电流误差不超过继电保护动作电流的要求；保护装置动作后，应测量电容器极对外壳绝缘电阻不低于2000MΩ。

3、为了限制涌流和高次谐波的流入，电容器组应加装串联电抗器。

4、电容器应在额定电压下使用，如电网上电压过低，则电容器达不到额定出力，长期过电压运行使电容器发热，加速绝缘老化，容易造成电容器损坏。根据规定，当电网电压长期超过电容器额定电压10%时，应将电容器退出运行。

5、采用熔断器作电容器保护时，熔断器的选择要适当，一般熔体的额定电流不应大于电容器额定电流的1.3倍。

6、测量电容器极对外壳绝缘电阻应不低于2000MΩ。

（四）电容器瓷套表面闪络放电

问题：

电容器在运行中，由于缺乏清扫和维护，其瓷绝缘表面脏污，脏污物吸附水分后，使瓷套绝缘降低，表面泄漏电流增大，造成瓷套表面闪络放电。另外，电容器瓷套表面脏污，在系统某种过电压的作用下，造成瓷套表面闪络放电。闪络放电的结果，导致瓷套表面瓷质损坏，可能造成瓷套绝缘击穿断路器跳闸事故。

解决：

运行中的电容器组应定期检查、清扫；按防污等级采取相应防污措施，在污秽严重地区，电容器不宜安装在室外。

（五）电容器爆炸

问题：

运行中电容器爆炸是一种恶性事故，一般在内部元件发生极间或对外壳绝缘击穿时，与之并联的其他电容器将对该电容器释放很大的能量，可能会使电容器爆炸以致引起火灾。其原因有：

1、电容器内部元件击穿：主要是由于制造工艺不良所引起。

2、电容器外壳绝缘的损坏：电容器高压侧引出线由薄铜片制成，如果制造工艺不良，边缘不平有毛刺或严重弯折，其尖端容量产生电晕，电晕会使油分解、箱壳膨胀、油面下降而造成击穿。另外，在封盖时转角处烧焊时间过长，将内部绝缘烧伤并产生油污和气体使击穿电压大大下降而损坏。

3、密封不良和漏油：由于装配套管密封不良，潮气进入内部，使绝缘电阻降低；或因漏油使油面下降，导致极对壳放电或元件击穿。

4、鼓肚和内部游离：主要是由于内部产生电晕、击穿放电和严重游离时，电容器在过电压的作用下，会使元件起始游离电压降低到工作电场强度之下，由此引起一系列物理、化学、电气效应，使绝缘加速老化、分解，产生气体。形成恶性循环，致使箱壳压力增大，造成箱壁外鼓以致爆炸。

5、带电合闸引起电容器爆炸：任何额定电压的电容器组均禁止带电合闸。电容器组每次重新合闸，必须在开关断开的情况下将电容器放电3min后才能进行。否则合闸瞬间的电压极性可能与电容器上残留电荷的极性相反而引起爆炸。为此一般规定容量在160Kvar以上的电容器组，应装设无电压时自动跳闸装置，并规定电容器组的开关不允许装设自动重合闸。

此外，还可能由于温度过高、通风不良、运行电压过高、电压谐波分量过大或操作过电压等而引起爆炸。

解决：

电容器的投为了防止电容器发生爆裂事故，除要求加强运行中的巡视检查外，最主要的是安装电容器的保护装置，将电容器酿成爆裂事故前及时切除。在运行时，如发现电容器发出“咕咕”声，是电容器内部绝缘崩溃的先兆，因此应停止运行，查找故障电容器。电容器发生爆裂后，应更换电容器。

（六）端子安装不牢

问题：

电容器接线端子安装不牢，在电流通过导线时，将引起接触电阻增加，有时会发出“吱吱”的放电声，使端子发热变形，并发出放电声，严重时将端子烧红熔化。

解决：

用红外热像仪测量端子及器身温度。如端子表面有过发热氧化现象，应打磨端子接触面，涂上导电脂后拧紧螺丝。如端子发热严重或熔化，应更换接线端。

（七）电容器温度升高

问题：

主要原因是电容器长时间过电压运行、附近的整流装置产生的高次谐波流入使电容器过电流、电容器选择不当、油量过少和通风条件差等。另外，由于电容器长期运行后介质老化，介质损耗不断增加都可能导致电容器温升过高。电容器温度升高将影响电容器的寿命并导致电容器绝缘击穿而损坏。

解决：

运行中应严格监视和控制电容器室的环境温度，为了便于监视运行中的环境温度，应选择散热条件最差处（电容器高度的三分之二处）装设温度计，要使温度计的装设位置便于观察。为了监视电容器的外壳温度，可在电容器外壳上（铭牌附近）粘贴示温蜡片。如室温过高，应采取必要的通风、降温措施，如果采取措施后仍然不能满足室温控制在40℃以下的要求时，应立即停止运行。如系电容器问题应更换电容器。