探析電容器的故障

李志寧

引言：在泵站機電設備中，電容器是非常重要的機電設備，它在電路中的作用主要是無功補償，其故障形式是多種多樣的，電容器出現故障，會引起其它的電子元件處于非恒壓恒流電路環境中，使電子元件的壽命縮短，影響設備正常運行。電容器的壽命與現場的環境溫濕度有著密切的關系，當溫度越高、濕度越大時，其壽命會越短。本文對電容器常見故障的原因及查找方法進行了分析。

在泵站機電設備中，電容器是非常重要的機電設備，它在電路中的作用主要是無功補償，其故障形式是多種多樣的，電容器出現故障，會引起其它的電子元件處于非恒壓恒流電路環境中，使電子元件的壽命縮短，影響設備正常運行。電容器的壽命與現場的環境溫濕度有著密切的關系，當溫度越高、濕度越大時，其壽命會越短。本文對電容器常見故障的原因及查找方法進行了分析。

一、引起電容損壞的因素分析

（1）電容器的質量不合格。電容器損壞最根本的原因就是生產質量不合格。制造廠商在生產電容器時，如果空氣的清潔度達不到要求，使灰塵落入電容器內，當電容器帶電時就會產生一系列的物理、化學效應，導致電容老化非常迅速，以致電容器擊穿甚至發生爆炸。還有如果使用的材料不合格、制作工藝達不到要求等，均會使電容的質量水平下降，甚至成為廢品。

（2）人為因素引起電容的損壞。對于一個質量合格的電容器，如果在安裝時不按照要求去安裝，非常容易引起電容器損壞。例如在搬運過程中如果抓住電容器的套管進行搬運，極其容易造成裝配式瓷套管根部松動而漏油，因為電容器的套管與殼體之間的連接部位是承受外力最弱的地方。還有因為鋁排熱脹冷縮產生的擠壓力，特別容易引起電容器的上樁頭和套管的損壞漏油。所以連接電容器使用鋁排也是導致電容器漏油的主要原因之一。

（3）電容器的運行環境不良。因為環境溫度和濕度對電容器的壽命影響非常嚴重，在環境的溫度和濕度越大時，電容器的壽命會越短，所以延長電容器的使用壽命的方法就是將電容器置于最佳環境溫度中。

（4）電容器電路附屬設備故障。其附屬設備主要包括避雷器、中性點、中性點避雷器、放電線圈、接地刀閘、串聯電抗器、熔斷器等，其中熔斷器及串聯電抗器是相對重要的附屬設備。

另外，電容器電路系統不穩定也是引起電容器故障的因素之一。電容器在短期內過于頻繁的投切、電網電壓的波動，是增加電容組故障發生概率的主要誘導因素之一。經過對電容器故障進行統計研究發現，在夏季電網負荷高峰期時，因電網電壓造成電容器故障的概率遙遠高于其他季節電容器發生故障的概率。

二、電容器故障現象

電容器的損壞主要有內部斷路、短路、漏電、容量下降等現象。而導致損壞的原因可能是多方面因素共同作用的結果。比如上述電容器本身質量欠佳、電容器運行的外界環境較差、電容器長時間在高于工作電壓、高于工作電流的環境中運行。當電容器損壞后，常出現保險管或限流電阻燒斷、厚膜電路或開關管擊穿之類故障，或者電子電路出現死機無光無聲的現象。

（1）電容器鼓肚現象。電容器發生鼓肚現象是電容器所有故障現象中比例最大的一項。當內部發生局部放電時，絕緣油就會產生大量的氣體，使外殼發生明顯鼓肚、塑性變形等現象。當鼓肚現象明顯時，電容器已經不能再修復，應立即停用并更換新電容器，以免發生爆炸危險。

（2）電容器滲油現象。電容器滲油油現象主要是由于電容器密封不嚴或不牢固等原因造成的。當電容器密封效果不好時，空氣和水分等雜質就會進入電容器油箱內部，造成絕緣受損而產生危險。

（3）電容器熔絲熔斷現象。電容器熔絲熔斷現象一般出現在大容量的電力電容器當中。主要損壞原因為電容器可能受潮、彈簧拉力下降、熔絲熔斷后不能順利拉出等。當單只電容器產生故障時，如果不能及時熔斷隔離，就會引起周邊電容器產生群爆或拒動現象，從而使電容器故障擴大。

（4） 電容器斷路、爆炸現象。一般情況下，電容器在斷路處的觸點位置會產生很強的火花。尤其是在高壓點火裝置中，當點火線圈次級感應的高壓電動勢降低時，產生的火花相對較弱，導致裝置不能啟動。而電容器的爆炸現象，其根本原因是電容器極間游離放電造成的擊穿短路，使充入電容器內的能量超過了電容器外殼的耐受能力而發生爆炸。

三、查找損壞電容器的方法

電容器的狀況可用萬用表來檢測上述故障。有些電容的損傷程度甚至可用肉眼直接觀察出來。比如，漏油、鼓肚或者爆炸的電容器，在其表面一般會有小洞、外表損壞或產生腐蝕、電路周圍存在油狀或其他情形的非正常積灰等現象。鼓肚、爆炸現象的電容器由于比較明顯，一般仔細觀察一下均可找出故障電容器，如果已產生這兩種現象，需更換合適電容，尤其是爆炸電容器的位置，還應考慮電容器產生爆炸原因，進而改進電容器電路的設計方案，以保證在修理后能夠長期穩定運行。

對于漏電現象的電容器，因電容器會異常發熱，在電路運行一段時間后，用手觸摸電容器，故障電容器會十分燙手，從而快速找到問題電容器，已將其更換。若是電容器電容容量減小，需檢測電容的電容量、耐壓、誤差等方面的參數，找出存在故障的電容器。

四、結束語

電容器是電路中穩壓濾波的重要元件，因其屬于無功補償的工作特性而被大量使用。但因電容損壞引發故障的情況在電子設備中也是最高的，其中尤其以電解電容的損壞最為常見。在適宜電容工作的環境溫度下，合理的控制運行電壓、電流，是提高電容器的使用壽命、保證電路安全運行的主要途徑。因此，在電路電容器的設計使用時，應充分考慮到電容器的配置與保護問題，選用合理的電抗器電抗率和合適的避雷器接線方案，以避免串聯諧振、并聯諧振、過電壓、過電流等情況的發生。另外，電路維護人員應定期巡視電路運行情況，對電容器是否存在故障做出正確判斷與處理，保障電路安全可靠運行。

參考文獻

[1] 湖北省電磁兼容學會. 電磁兼容性原理及應用[M]. 國防工業出版社， 1996.

[2]中華人民共和國能源部.進網作業電工培訓教材[M].沈陽： 遼寧科學技術出版社， 1993.

[3] GB/T 11024-2001， 標稱電壓1kV以上交流電力系統用并聯電容器[S].

[4]顏湘蓮， 文遠芳.模糊神經網絡在變壓器故障診斷中的研究[J].變壓器，2002

[5] GB 50227-1995. 并聯電容器裝置設計規范[S].

（作者單位：紅寺堡揚水管理處）