在分断高压并联电容器组的过程中电容器发生故障的原因及预防措施

在分断高压并联电容器组的过程中电容器发生故障的原因及预防措施

尹建波

内蒙古超高压供电局 内蒙古呼和浩特市 010080

摘要：高压并联电容器目前在电网当中广泛的使用，伴随着工业的迅猛发展，电网结构也在不断的扩展当中。而人们在使用电的过程当中，电容器经常会发生一些故障。高压并联电容器现在已经成为了电力系统当中的一个非常重要的原件。高压电容器在长期的运营已经使用的过程当中经常会出现故障，为了保障电网的安全运营，本篇文章将就分断高压并联电容器组的过程中电容器发生故障的原因进行分析，并且提出一些预防性的措施。

关键词：高压并联；电容器，故障原因；措施

在电网运营过程当中，高压并联电容器应用的非常广泛，应用面也比较大。在电网的安全运营当中，使用高压并联电容器可以有效地提高电网的功率，并且能够降低电网线路的损耗，可以提高电源的质量以及稳定性。近些年来，随着电容器的不断推广，以及国家电力部门和制造厂对于电容器制造的不断努力，目前我们国产的电力电容器的安全运行效率较过去来说已经有了非常大程度的提高。但是据资料统计，目前仍有一部分的电容器故障是在对电容器组做分断操作的时候发生的。甚至有些电容器还因为这样的原因引发了非常严重的二次事故。这就使我们不得不对分断高压并联电容器组的过程当中的一些现象进行一定的分析，从而找出电容器发生故障的真正原因，这样才能够有效地对其采取措施。防患于未然，确保电容器在电网运行过程当中能够安全的运行。

一、分断中心点接地三相电容器组成的回路现象

我们在分析中心点接地的三相电容器组的时候，实际上我们可以把它看做三个单相回路。也就是说将它拆开来看进行分析，这样可以让我们在分析的时候把问题变得更加简单明了一些。因此我们在分析三相电容器组回路现象的时候，可以用单相等值回路来分析。通过分析以及操作，我们发现，当开关的触头一旦分离之后，触头之间会燃弧。且电弧在电流回路电流过零的时候会熄灭。因为开关断口间在开断的时候，其瞬间的电压是非常低的。所以开关很容易开断电容回路，开关断口间的燃弧时间也比较短。电弧在熄灭之后，电容器的两端仍旧保持着充电电压。而电源侧的触头电压在开关的瞬间就会产生速降的情况。在速降完毕之后。电源侧的触头电压就会随着电源侧触头电压迅速升高。断口间的恢复电压也会跟着增大。经历一个周期之后达到最大值，也就是说，电容器的电压或者短短的10ms之间就有一个最低值，迅速升到一个最高值的两倍。这很容易造成断口之间出现击穿现象。其结果必然会造成一个幅值很高的高频涌流回路电流。

二、分断中心点不接地三相电容器组时的回路现象

目前在我国运行的电网系统当中，大多采用的是中心点不接地的三相星形联结方式。电容器不止包含着主电容，还有一个极对壳电容。并且电容器的箱壳是接地的，所以说在电容器的中心点不接地三相星形联结电容器回路当中。一直有一个我们不太去注意和关注的点。就是中心点接地的三相星形联结电容器及对壳电容回路。如果我们在开断电容器回路的过程当中，三相断路器是不同步的，那么在第一箱和第二箱，第三箱开断之后，在一定周期内其断口是不能够及时打开的，并且电压会大幅度的升高。当电压急剧升高的时候是非常可怕的，触头之间极易发生重击穿。

三、预防电容器发生故障的措施

（1）加强巡查力度，定期对电容器进行维护。在检查电容器的时候，主要检查电容器是否出现了过热或者是漏油的现象。检查套瓷管部分是否是清洁的，有没有污闪。如果电容器出现了过热或者是膨胀现象的话，那么要立刻将电容器退出运行。对于电容器的维护来说，一定要按照标准进行周期性的停电检测。

（2）控制运行温度，电容器在正常的温度下运行的时候，其外壳温度不应该超过60°。如果电容器在运行的过程当中其温度超越了正常温度的话，那么工作人员应该及时地查明原因，并且对其进行处理，防止电容器因为温度过高而被损坏。当然环境温度对于电容器的运行温度来说影响也非常大。环境温度每升高十度，电容器电容量的下降速度就会超过平常的下降速度一倍左右。电容器长期运行在周围的环境当中，在高温以及强电流的运行情况下，电容器很容易就会出现绝缘介质老化的现象。这样会大幅度的缩短电容器的使用寿命。当绝缘介质老化到一定程度的时候，电容器很容易就会出现击穿现象，这样就会直接损伤电容器。所以说一定要防止电容器在运营的过程当中温度过热这样情况的产生，控制好电容器的本体温度。必要的时候要对电容器的散热装置进行重新的改善，然后强迫其通风。保证电容器的温度能够及时的扩散出去。

四、小结

通过研究我们可以发现，当电容器回路当中的电流过零点时，断路器负荷侧的电容器上的电压和断路器电源上的电压，二者能够在同时达到一个峰值，并且这二者的极性是相同的。所以就会导致回路非常容易开断，在开断的瞬间，其断口上的电压是很低的。但是由于电容器上面一直都充有大量的电荷，所以在一段时间内电容器上的电压也可以将其看做是一个不变的量。而电源侧电压却可以在10ms内迅速的变化。这就导致断口间的恢复电压迅速升高。如果断口间的绝缘体不能够忍受突然之间增强的电压的话，那么断路器的断口就会被击穿，也就是我们所说的开关重击穿。所以说断口间的电压陡然升高是造成开断电容器出现重击穿的一个重要原因之一。所以说应用在电容器组的断路器必须具有绝对的绝缘能力，这样才能够抗击重击穿现象。

结束语：

当我们使用无重击穿断路器开断电容器回路的时候，通常情况下电容器是不会受到高倍电压的影响的。所以说我们为了防止电容器在运行的过程当中说到高倍过电压的影响的话。那么首先要做到的一点就是，在选择断路器的时候，要选择合乎标准的无重击穿断路器。除此之外，我们最好在电容装置当中安装一个可以对电容器进行保护的具有适当参数的避雷器。当电容器受到重击穿过电压引起的高频振荡电流的时候，其内部很容易会出现熔丝误动的情况。而电容器的内部的放电电阻也容易出现表面放电或者是炸裂的情况。所以说面对这样的情况，施工的时候还需要引起高度的注意。

参考文献：

[1]芮静康常见电气故障诊断与维修.机械工业出版社, 2010

[2]电力行业电力电容器标准化技术委员会.并联电容器装置技术及应用.中国电力出版社，2011.

[3]梁艳军.高压电容器损坏故障分析及保护科技传播, 2011

[4]GB50227-2008 ,并联电容器装置设计规范[S ]北京:中国住房和城乡建设部, 2008.