10千伏電力電容常見故障與處理

劉振東

摘 要：10千伏電力系統是組成我國電力系統的重要部分，電力電容設備是電力系統消除諧波和無功補償的重要設備，良好的電力電容設備可以保證電力系統電能的質量和效益，但是電容器在電力系統中是容易出現問題的設備，本文對電力電容常見問題進行研究和分析，對其處理法方法和保障措施提出以下幾點意見，希望對電力工作人員有所幫助。

關鍵詞：10千伏；高壓電容器；故障分析

中圖分類號：TM863 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0154-01

在電力系統中有著許多的網絡元件，這些網絡元件都有著十分重要的的作用，電感元件會消耗很多的無功功率，像變壓器和電機等這些負載元件也同樣會需要無功功率，在輸電系統中，電流通過交流-直流-交流的過程中會產生各次諧波電流，在直流輸電線路中也需要很多的無功功率，輸電過程中所產生的各次諧波都需要濾除，對一些元件進行無功補償，因此要架設很多的交直流濾波電容器。電容器的好壞是電力系統電能質量和效益的保證。

1 電容器的常見故障及原因

1.1 電容器自身的問題

一些電容器的生產廠家設計和生產的電容器場強比較高，這樣做降低的生產成本，廠家獲得的非常高的經濟效益，而場強過高是電容器損壞的重要原因。在電力系統中電容器元件的并聯數量較少，但電流密度過大，使得元件的引線片電流密度過大，造成電容器局部過熱，而且有的芯子引出線截面很小，在安裝過程中套管接線頭和連線的壓接方式不夠合理，使得電流在通過時產生的電阻較大，長時間的運行下會出現過熱的現象，引出線和套管接線頭的錫焊層融化，發生油滲漏的現象，這種情況會造成電容器的密封受到損害。電容器內都設置有熔斷器，熔斷器的熔絲特性比較差，在電容器出現電擊穿問題時，熔絲不能及時的熔斷和斷電，而且，電氣器的其他繼電保護方式沒有設置，在電流過量通過電容器時，使得其內部溫度急劇升高，這樣會造成電容器發生炸裂。電容器的內容的絕緣層大多是由特殊的油紙組成，但是這些油紙制作不夠嚴格，沒有在真空條件下進行干燥和浸漬處理，在長時間的運行環境下，油紙內部殘留的氣泡會出現局部放電現象，而這種現象會導致油紙的絕緣性能損傷，其老化的速度也會變得非常快，最后造成電容器內部漏電造成電擊穿，損壞電容器。在電容器工作中會出現滲漏油的現象，這樣的原因是密封不嚴或者不牢靠造成的，電容器需要有較強的密封性，如果密封不夠好，那么空氣和水分都會進入到電容器中，使得絕緣受到損壞，影響十分的惡劣，所以電容器是不能夠漏油的。

1.2 電容器運行環境方面

電容器對運行環境有著一定的要求，其工作環境溫度過高，就會導致電容器運行時產生的熱量無法散出去，如果運行環境溫度過低，電容器內部的油可能會凍結，造成電擊穿。電容器在運行過程中，內部環境溫度要保持在65℃以下，當溫度超過75℃時會容易引起熱擊穿，造成鼓肚現象。電容器在運行中需要穩定的電壓，通過研究發現電容器的損耗和電壓的平方成正比，過電壓會導致電容器發熱過重，使其內部的絕緣材料老化加速，使用壽命減少，有時可能會造成電擊穿。電力電網中有著穩壓器和磁飽、電弧爐和大型整流器的電力元件，在工作時會產生不同諧波，交流電中會產生高次諧波，諧波會對電流產生巨大的影響，對電容器也有著損害的作用，很容易造成電容器出現電擊穿，引起相間短路。

2 電力電容器故障的處理及保護措施

2.1 電容器組應采用適當保護措施

在10千伏的電力系統節點處增加濾波裝置，使得諧波電流的量變少，電容器額定電壓換成相應的，保證有一定量的余量，能夠抵御電力系統出現的過壓或者嚴重的諧波電流的影響。可以在電網中設置差動保護或者短時限過電流保護裝置，在10千伏的電力系統中每個電容器要配置單獨的熔斷器，熔斷器的額定電流要根據熔絲的熔斷特性和通過的電流來決定，通過這樣的措施來防止電容器發生短路時引起油箱的爆炸。除了這些保護方式，還可以在電網中設置過電壓保護：電力系統電壓長時間增高，應該采取一定措施使電壓不能超過額定電壓的1.1倍，當電容器與架空線路或者真空斷路器聯接時，要使用相應的避需器對大氣過電壓或操作過電壓進行保護，如果在運行過程中電容器的電壓過高，要安裝過電壓繼電保護器用于發生故障時能夠緊急跳閘。在電網在設置過電流保護：在電網在設置合適的電流自動開關或者電流繼電器進行保護，使得運行時通過的電流升高時不大于額定電流的1.3倍。在中性點不接地系統中，單相電流大于20A，短路電流的保護設備或者熔絲無法有效的保護接的接地設備時，應該另外設置單相接地保護設備。低電壓保護措施：當母線電壓低于母線的額定電壓時，在電路中要安裝低電壓保護設備，使得電容器組在處于低電壓的情況下可以進行跳閘。不同的電網系統需要對電容器制定相應的保護措施，在對雙三角形接線的電容器組保護措施中，應該設置橫差動保護，在雙星形接線電路中要設置中性線不平衡電流保護，在單星形的接線電路中對電容器組可以設置開口三角電壓保護，在對于較大容量的分組電容器電網中要設置零序電流保護。在電網中選擇合適的電容器組保護措施是保證電容器組安全有效運行的首要保障，要根據電網的實際情況選擇合適的電容器組的保護方式，在選擇電容器組的保護措施時要有一定的依據：保護設備應該具有非常好的靈敏度。可以在電容器故障時準確的確認并切除，或者能夠在電源斷開后，快速的檢測出損壞的部位。在電力系統發生故障或者電力容器發生故障時，保護設備要能夠快速的發揮作用。保護設備要安裝和拆除時足夠方便，在調試和運行維護中比較容易。

2.2 解決電容器運行環境中的問題

電容的對環境溫度有著一定的使用要求，電容器的運行環境溫度通常不大于40℃，在我國的大部分區域環境溫度都在這個溫度以下，因此就不需要使用專門的降溫設備，但是如果在電容器的周圍存在一些熱源，并且可能會導致電容器的工作溫度超過40℃，那么這時就應該采用相應的降溫措施，否則應該立即停止工作中的電容器。電容器外殼溫度要要保持在50～60℃之間，但是不能大于60℃，要對電容器的溫度進行有效的監控，可以在電容器的外殼表面中間三分之二高度處安裝桐油石灰溫度計，或者在電容器表面粘貼熔點為50～60℃之間的試溫蠟片。如果出現溫度超過安全溫度，要立即停止電容器。電容器的額定電壓要高于電網的電壓，一般都要大于電網電壓的10%，但是要注意，電容器的最高運行溫度和最高運行電壓不可以一起出現。所以，當電網電壓為1.1倍的額定電壓時，要對電容器進行降溫處理。在安裝電容器時要考慮到電網中諧波的問題，因此在電容器的運行電流不能超過額定電流的1.3倍，可以考慮在電容器上串聯相應的感性電抗，來控制諧波電流的影響。

3 結語

在選用電容器是，要對電容器的質量有嚴格的要求，使用質量合格的產品，根據我國電力系統的運行環境，在運行中對電容器加強檢查、檢測和維護，使得電容器的故障可以能夠控制，選擇合適的電容器保護設備，使得電容器可以高效穩定的運行，延長電容器的使用時間，為我國的居民提供穩定、優質的電力。

參考文獻

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