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【摘要】分析了電力電容器在正常使用條件下的滲漏油、缺油及處理,論述了電容器絕緣不良現(xiàn)象、溫升高、過電壓、外力因素的破壞、瓷瓶表面閃絡放電、外殼變形、爆炸等原因及處理措施,正確掌握電容器各種常見故障相應的處理方法和注意事項。可以延長電容器的使用壽命,減少運行中出現(xiàn)故障的機會,保證電力系統(tǒng)正常的運行。
【關鍵詞】電容器;故障;運行;處理;檢修;防火措施
0引言
電力電容器的種類很多,按照不同的標準可分為不同的類型。按照浸漬液體電介質可分為:電容器油、十二烷基苯、異丙基聯(lián)苯、二芳基異烷苯甲基硅油;按照電容器固體電介質可分為:全電容器紙電介質、全聚丙烯薄膜介質、紙、薄膜復合介質;按照用途可分為:移相并聯(lián)電容器、耦合電容器、串聯(lián)電容器、電熱電容器、均壓電容器、濾波電容器、脈沖電容器、標準電容器等8個系列。不同類型的電力電容器具有不同的用途。
并聯(lián)電容器與負荷或者供電設備并聯(lián)運行,能夠補償電網(wǎng)的無功功率不足,因此,稱為并聯(lián)補償。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器的目的是為了減少線路的無功輸出,提高電網(wǎng)的輸送能力,提高電網(wǎng)的功率因數(shù),降低電能損耗。
1并聯(lián)電容器運行中的故障處理
1.1滲漏油及處理
并聯(lián)電容器滲漏油是一種常見的異?,F(xiàn)象,其原因是多方面的。主要有:出廠產品質量不良;運行維護不當;長期運行但缺乏維修,導致外皮生銹腐蝕而造成電容器滲漏油等原因。
電容器金屬外殼的滲漏油,一般發(fā)生在下底部和上蓋邊沿的滾焊焊縫處、上蓋地線端子和注油孔處、銘牌及兩側搬運把手焊接處。電容器運行前應按照標準加熱到75勾并保持2h試驗,檢查有無滲漏油現(xiàn)象。如果有輕微滲漏油可以用錫和環(huán)氧樹脂補焊或者釬焊解決。釬焊時,除上蓋注油孔宜用松香作焊劑外,其他部位可用氯化鋅作焊劑,但量不宜過多,不能用鹽酸、焊錫膏等酸性焊料。裝配式套管的電容器,漏油常常發(fā)生在外瓷套與油箱的結合面處,適當緊固上螺母即可解決,不要輕易拆開套管的外瓷件。若要拆開套管的外瓷件,要用汽油將密封件擦拭干凈,更換耐油膠墊,并涂以環(huán)氧樹脂等膠合劑再行緊固。在打開外瓷件的過程中,要注意防止引線銅心掉進外殼內部。焊接式套管的電容器滲漏油,要進行補焊,補焊時要防止溫度過高引起的銀層脫落。
如果是裂紋微微滲油,可在滲油裂紋處用肥皂嵌入,以便暫時使用;如果已成裂縫,則應該更換電容器。
1.2電容器缺油
電容器缺油時,可用電烙鐵燙下封口的小鐵蓋,將油倒出后進行真空注油。若缺油不多,元件未露出油面,則表明潮氣尚未浸入元件,只需添加合格的油后封口即可,不必進行真空處理。
電容器由于長期滲漏油而缺油者,只要油面不低于元件的頂部,則可由上蓋注油孔處加入經試驗合格的電容器油即可。
1.3電容器外殼變形及處理
電容器外殼變形(即電容器外殼膨脹,稱之為“鼓肚")在故障中占比例大。一般油箱隨溫度補焊發(fā)生膨脹和收縮是正?,F(xiàn)象,但是,當內部發(fā)生局部放電,絕緣油產生大量氣體時,就會使箱壁變形,形成明顯的“鼓肚"現(xiàn)象。造成“鼓肚"的原因一般是由于漏油,或者是電容器使用期已過;或者是產品本身質量差,使產品內部電介質膨脹;比如絕緣紙和鉛箔質量差,浸漬液不是吸氣性的電容器油,又沒有合格的凈化處理條件,加上設計上追求比特性的指標,工作場強選擇較高,這些低質量產品在高場強下運行,使得電容器內部的絕緣(電介質)物游離而分解出氣體或部分元件擊穿電極對外殼放電等原因,使電容器的密封外殼內部壓力變大,導致電容器的外殼膨脹變形。對于電容器運行中故障的征兆,應及時處理,避免事故蔓延和擴大。因此,運行使用前一定要對電容器的產品質量進行嚴格把關。發(fā)生“鼓肚"的電容器不能修復,只能拆下來及時更換新的電容器3。
1.4電容器爆炸的原因及處理措施
運行中電容器爆炸是一種嚴重事故,其原因
1)內部元件發(fā)生擊穿或外殼絕緣擊穿時與之并聯(lián)的其他電容器將對該電容器釋放很大的能量,這樣就會使電容器爆炸以致引起火災。
2)制造工藝不良,密封不良和漏油、鼓肚、帶負荷合閘、溫度過高、通風不良、運行電壓過高、諧波分量大、操作過電壓等也會造成電容器的爆炸。
電容器裝配適當?shù)谋Wo熔絲,其安秒特性就小于油箱的爆炸特性。當電容器發(fā)生短路擊穿時,熔絲將會熔斷切斷電源,避免爆炸,并可防止著火和將鄰近的電容器炸壞。
容值就會減少。長期運行的電容器介質損失角會略有變加,但成倍變長卻是不正常現(xiàn)象。由于只有發(fā)生局部放電和局部過熱才會發(fā)生介質損耗角過大的問題,因此,對這些絕緣不良的產品只能進行更換。
長時間過電壓運行會造成過負荷,溫度變高,使絕緣過早老化擊穿。因此,應限制過電壓運行,長期運行時,一般不允許超過額定電壓。
1.5過電壓及外力因素的破壞
由于開關重燃引起的操作過電壓、系統(tǒng)諧振、套管外絕緣強度不高和清潔工作做的不好,雷擊電容器套管閃絡或避雷器距離電容器超過150 rrlm,起不到防雷作用,都會損壞電容器。不過,總的來說,過電壓對電容器的威脅不大。由于小動物(比如老鼠等)竄人電容器設備的接頭之間,造成短路擊穿,套管短路引起爆炸的事故是時常發(fā)生的。為了防止外力因素的破壞,在接頭周圍安裝適當?shù)谋Wo遮攔(加裝防護罩)是很有必要的。
電容器本身質量差;或者瓷瓶表面積灰太多,產生相間拉弧或對地拉弧等也可造成短路擊穿,從而引起電容器的爆炸。前者的處理方法是更換質量好的電容器,后者則應清理積灰,保證平面無灰塵。
1.6絕緣不良現(xiàn)象的分析與處理
電容器過高的介質損耗角taru5過大會造成絕緣不良現(xiàn)象。電容值的突然變高,可以認為部分電容元器件擊穿短路,因為電容器是由多段元件串聯(lián)組成的,串聯(lián)段數(shù)減少,電容才會變高。如果部分元件發(fā)生斷線,電容值就會減少。長期運行的電容器介質損失角會略有變加,但成倍變長卻是不正?,F(xiàn)象。由于只有發(fā)生局部放電和局部過熱才會發(fā)生介質損耗角過大的問題,因此,對這些絕緣不良的產品只能進行更換。
長時間過電壓運行會造成過負荷,溫度變高,使絕緣過早老化擊穿。因此,應限制過電壓運行,長期運行時,一般不允許超過額定電壓。
1.7電容器溫升高
主要原因是電容器過電流和通風條件差造成的。例如,電容器室的設計、安裝不合理所造成的通風不良;電容器長期過電流等等。此外,電容器內部元件故障,電介質老化、介質損耗角變大等都可能導致電容器溫升過高。電容器溫升高影響電容器的壽命,也有導致絕緣擊穿使電容器短路的可能。因此,運行中應嚴格監(jiān)視和控制電容器的環(huán)境溫度,如果采取措施后仍然超過運行溫度時,應立即停止運行。
1.8電容器瓷瓶表面閃絡放電
運行中電容器瓷瓶閃絡放電,其原因是瓷絕緣有缺陷,表面臟污。因此,運行中應定期進行清掃檢查,對污穢地區(qū)不宜安裝電容器。
1.9異常聲響
電容器在正常運行情況下無任何聲響,因為電容器是一種靜止電器,又無勵磁部分,不應該有聲音,如果運行中,發(fā)現(xiàn)有放電聲音或其他不正常聲音,說明電容器內部有故障,應立即停止運行。
1.10電容器的檢修
以并聯(lián)電容器為例。他的使用、保護和維護,可根據(jù)網(wǎng)絡電壓、功率因數(shù)和無功功率進行自動投切電容器,也可以按規(guī)定的時間表進行自動投切或手動投切⑶。
為了保護電容器,應裝設過電壓、過電流和失電壓保護裝置,防止因系統(tǒng)異常而損壞電容器。發(fā)生故障時,應及時檢査出故障,并用參數(shù)相近的電容器來取代故障電容器。
應對電容器進行定期停電檢查和清掃電容器的箱殼,淺意套管和接線端處是否松動,檢查各觸點的接觸情況,油漆是否脫落,是否滲漏油及外殼是否變形,并進行必要的處理。
2防止電容器火災的措施
電容器都是充油的。如果電力系統(tǒng)超負荷,溫度過高或者電器元件老化等,電容器容易發(fā)生爆炸引發(fā)火災,勢必會造成電力系統(tǒng)的停電事故。怎樣預防電力電容器火災呢?
電容器的安裝環(huán)境應滿足制造廠規(guī)定的技術條件要求。電容器室是單獨的防火建筑,如果電容器數(shù)量不超過20臺,也允許與開關柜在同一個房間內,但電容柜應當單獨排列,不得與開關柜混在一起。電容器室應通風良好,百葉窗應加鐵絲網(wǎng),以防小動物鉆進去。電容器室不應有窗戶,門應朝北或朝東向開,應能向左右開180。,比較好是鐵門。如果是木質門,應包上鐵皮。室溫不應超過40Y,濕度不得大于80%,而且周圍環(huán)境不得含有對金屬和絕緣有害的侵蝕性氣體、蒸汽及塵埃,不得堆積有易燃易爆物品或雜物。
電容器安裝一般不超過3層。電容器母線對上層架構的垂直距離不小于200mm,底部距地面不應小于300mm;電容器架構間的水平距離不應小于0.5mm,每臺電容器之間的距離不應小于500mm。電容器的銘牌應朝向通道,外殼應可靠接地,應該設置溫度計和貼示溫蠟片,以便監(jiān)視運行溫度。
對電容器進行安全檢查時,要注意以下幾點:
1)檢查溫升情況,如果室溫超過了規(guī)定的限度,就要采取通風降溫措施。聽一聽電容器運行中有無異常響聲;看一看電力電容器外殼有無膨脹鼓起現(xiàn)象;
2)當電容器母線電壓超過規(guī)定電壓的1.1倍或電流超過額定電流的1.3倍以及室溫超過40Y時,電力電容器應該退出運行;
3)電容器容易發(fā)生事故的時段是用電高峰和溫度升高時。因此,在這個時間一定要加強對電容器的巡視檢査。
總之,精心操作,電容器安全運行就有了保證。一旦電容器發(fā)生火災,由于是帶電燃燒,蔓延迅速,撲救困難,危險較大。因此,電容器室內要備用適宜撲救帶電設備的滅火器,如二氧化碳、鹵化烷滅火器等。當然,萬一電容器發(fā)生爆炸火災,應該立即切斷電源,預防觸電。在緊急情況下拉閘斷電時,注意不要帶大負荷拉閘,以免電弧把人燒傷。
3安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹
3.1產品概述
AZC/AZCL系列智能電容器是應用于0.4kV、50Hz低壓配電中用于節(jié)省能源、降低線損、提高功率因數(shù)和電能質量的新一代無功補償設備。它由智能測控單元,晶閘管復合開關電路,線路保護單元,兩臺共補或一臺分補低壓電力電容器構成??商娲R?guī)由熔絲、復合開關或機械式接觸器、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件在柜內和柜面由導線連接而組成的自動無功補償裝置。具有體積更小,功耗更低,維護方便,使用壽命長,可靠性高的特點,適應現(xiàn)代電網(wǎng)對無功補償?shù)母咭蟆?/span>
AZC/AZCL系列智能電容器采用定式LCD液晶顯示器,可顯示三相母線電壓、三相母線電流、三相功率因數(shù)、頻率、電容器路數(shù)及投切狀態(tài)、有功功率、無功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過內部晶閘管復合開關電路,自動尋找投入(切除)點,實現(xiàn)過零投切,具有過壓保護、缺相保護、過諧保護、過溫保護等保護功能。
3.2產品選型
AZC系列智能電容器選型:
AZCL系列智能電容器選型:
3.3產品實物展示
4結語
綜上所述,我們了解了電容器正常運行要求、電容器常見故障的排除方法。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,盡可能減少電容器存在的不安全因素。這樣,電容器就能夠正常穩(wěn)定地工作,使電力更好地為人類服務。
參考文獻
[1]芮靜康.常見電氣故障的診斷與維修[M].北京:機械 工業(yè)出版社,2007.
[2]呂俊霞.電容器的常見故障處理方法與技術.
[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6版.
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