變電站電容器常見故障處理的研究

吳小彪

摘 要：電容器是變電站的核心部分，在整個電力運行種發揮著重要的作用。因此，保證電容器的正常運行十分關鍵。就變電站電容器的運維和故障處理進行了分析，以提高變電站電容器運維和故障處理的水平。

關鍵詞：變電站；電容器；運行故障；焊縫處理

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.05.122

隨著我國經濟的快速發展，電力工業異軍突起。在變電站的電力設備中，電容器是非常重要的元件，在電力系統的安全運行中發揮非常重要的作用。同時，電容器的運行狀況也會對電網的輸、送電能能力、電壓質量和線路損耗產生較大的影響。但電容器在實際運行的過程中，會不可避免地出現各種故障，這樣就可能對變電站的運行產生影響。因此，對變電站電容器的運維和故障處理進行研究具有非常重要的現實意義。

1 電容器滲漏油故障處理

電容器滲漏油是一種常見的故障，一般發生在電容器下底部和上蓋邊沿的滾焊焊縫處、上蓋地線端子、注油孔、銘牌和搬運把手的焊接處。其產生的原因是多方面的，主要包括產品質量較差、缺乏維護，導致外殼生銹、腐蝕，進而造成電容器滲漏油。如果電容器輕微漏油，則可用膠黏劑修補，或用錫和環氧樹脂補焊或釬焊，且同時減輕負荷或降低環境溫度，但不應繼續長時間運行。電容器是一個密封體，如果密封不嚴，則空氣、水分或雜質會滲入其中，進而使絕緣性能下降，甚至導致絕緣擊穿。如果發現電容器漏油嚴重，則應及時退出運行。

在運輸或運行過程中，如果發現電容器外殼漏油，則可用錫鉛焊料釬焊的方法處理；如果發現套管焊縫處滲油，則可用錫鉛焊料修補，但應注意烙鐵不能過熱，以免銀層脫焊。電容器發生油滲漏的部位主要為油箱、套管的焊縫，發生滲漏油的主要原因為焊接工藝不良。此外，一些制造廠對電容器密封試驗的要求不嚴格，采用在75 ℃下加熱2 h的抽樣加熱試驗，而不是逐臺試驗。而美國西屋公司采用在85 ℃加熱8 h的試驗；法國西門子公司采用在95 ℃下保持6 h加熱試驗。由于這些產品通過了嚴格的試驗，所以，很少出現滲漏油現象。

套管上常見的滲油部位包括根部、帽蓋和螺栓等焊口，滲漏原因為加工工藝問題、結構設計問題和人為因素。帽蓋和螺栓構成主體，如果焊接質量差，則對螺紋緊力稍大就會引起焊縫斷裂。如果采用硬母線連接電容器瓷套管，當溫度變化時，母線會發生膨脹或收縮，進而使螺桿受力，很容易將螺桿焊口拉開。此外，搬運電容器時，如果采用直接提套管的方法，且運輸過程中的包裝質量不好，也會使套管的焊縫破裂，引起滲漏。

2 電容器外殼膨脹故障的處理方法

“鼓肚”在電容器故障中所占的比例最大。在高電場作用下，電容器內部的絕緣（介質）物游離，分解出氣體或導致部分元件被擊穿。由于電極會對外殼放電等原因，使電容器密封外殼的內部壓力增電容器的絕緣介質為油性有機物，電容器在運行過程中，箱體隨之熱脹冷縮是一種正常現象，但當電容器的箱體密封受損，空氣、水分或雜質的侵入使絕緣性能下降時，其內部放電或被擊穿，內部產生的大量氣體使箱體膨脹。造成箱體膨脹的主要原因包括運行時的過電壓和過電流、操作過電壓、室溫過高和電容器本身的質量問題等。當出現電容器殼體膨脹時，應及時退出運行并排除故障。

電容器油箱隨溫度變化發生一定的鼓脹或收縮是正常現象，但當內部發生放電時，絕緣油會產生大量的“氣體”，進而使箱壁變形。已經形成明顯 “鼓肚”的電容器不可再次使用，且無法修復，應拆下并更換新的電容器。以往，電容器中采用的絕緣紙和鉛箔（或鋁箔）的質量差，浸漬液也并不是吸氣性的電容器油，沒有經過嚴格的凈化處理，加之在設計上追求比特性指標，這樣低質量的產品在高電場中運行，容易發生大批電容器“鼓肚”、元件擊穿和熔絲動作等故障。經現場調查發現，電容器擊穿的部位多在電極的邊緣、拐角和引線與極板接觸處以及元件出現折疊的部位。這些部位的電場強度或電流密度較高，容易發生局部放電或熱燒傷絕緣。因此，在使用前，一定要對電容器的質量進行嚴格把關。

3 電容器溫度高故障的處理方法

與其他電器設備不同，電容器一般都是在滿負荷的情況下長時間運行的，因此，周邊環境會對其產生巨大的影響。電容器的電容量與周圍溫度成反比，溫度上升時，電容器的電容量會下降。如果長期處于高溫的環境中運行，電容器的內部溫度會不斷升高，將長期處于發熱狀態，會嚴重縮短電容器的使用年限。電容器溫度升高的主要原因是電容器過電流和通風條件差。比如因電容器室的設計和安裝不合理，導致通風不良；電容器長時間過電壓運行，造成電容器產生過電流；整流裝置產生的高次諧波易使電容器產生過電流等。此外，電容器內部元件故障、介質老化和介質損耗增大等都可能引起電容器溫度過高。電容器溫度過高不僅會影響電容器的壽命，也有可能導致絕緣擊穿，使電容器短路。因此，在電容器運行時，一方面要注意選用與實際溫度相適應的的電容器；另一方面，在電容器的安裝和使用中，要注重電容器的通風、散熱和輻射情況。

4 絕緣不良故障的處理方法

可在預防性試驗中發現絕緣不良的電容器，其中一部分是因電容值偏高引起的。根據長期加熱、加壓的壽命試驗證明，電容值的變化是很小的。電容值突然增高一般是部分電容元件擊穿、短路造成的。因為電容器由多段元件串聯組成，串聯段數越少，電容值就越高，部分元件發生斷線時，電容值會減少。絕緣不良電容器的電介質損失角過大。雖然電容器在長期運行后電介質損失角將略有增加，但成倍增加是不正常的現象。只有在發生放電時，因局部過熱才會出現介質損失過大的現象。電極對油箱的絕緣強度是比較高的，但工藝常存在缺陷，比如在焊接過程中燒傷了元件與箱體間的絕緣紙、引線未包好、絕緣油量不足、采用短尾套管、絕緣距離不夠和瓷套質量較差等，進而在試驗過程中可能發生放電或套管炸裂故障。

5 過電壓和外力因素的破壞

因開關重燃引起的操過電壓和系統諧振、套管外絕緣強度不高，或清潔工作做得不好，都將造成電容器損壞。而通過完善設備配套，可明顯降低此類故障的發生率。避雷器距電容器組的距離超過150 m后，起不到防雷保護的作用，且可能會引起電容器套管閃絡，進而損壞電容器，因此，套管外絕緣的強度和清潔等問題應引起足夠重視；小動物竄入電容器設施，也會引起套管短路，進而發生爆炸事故。因此，為了防止外力因素的破壞，應安裝適當的保護遮攔，或定期投放滅鼠、蟲藥。

6 電容器巡視檢查和維護中的問題

為了降低電容器在運行中出現故障的概率，在日常工作中，一定要重視電容器組的巡視、檢查和維護工作。具體可從以下4方面改進運維工作：①從外部情況看，要注意觀察電容器外殼是否存在滲漏、膨脹等現象。同時，還要檢查各引線連接處是否存在松動、脫落和斷裂等現象。一旦發現存在上述現象，則必須立即采取補救措施。值得注意的是，電容器容量與熔斷器容量的配置必須相符合。②考慮外部環境對電容器的影響。外部因素包括風、雨、雪和陽光等，要保證電容器不被這些自然因素侵蝕。電容器室內的溫度一定要掌控好，最好保證有良好的通風條件。③電容器運行中出現不正常的聲響時，要立即停止運行，因為很有可能在其內部存在放電現象。④掌握電容器停電安全技術要求，保證在緊急情況發生時，可采取有效、恰當的措施補救。緊急情況下的操作步驟為斷開開關，放電；至少放電3 min后，確定無電后推上接地刀閘；禁止同時投入或同時退出。

7 結束語

綜上所述，電容器是一種無功功率補償裝置，它對電力企業的生產經營具有非常重要的意義。在實際應用中，應綜合考慮多種因素的影響，為電容器提供必要的運行條件，盡可能地減少電容器中存在的不安全因素。只有這樣，才能保證電容器的正常工作，保證變電站在電力工業中繼續發揮作用。

參考文獻

[1]劉桂華.談變電站電容器運行維護與故障處理[J].電子制作，2013（20）.

[2]王偉.關于變電站電容器的運行維護與故障處理[J].電氣技術，2008（12）.

〔編輯：張思楠〕

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