电容器的常见故障处理方法与技术

■ 南阳供电公司 张朋飞 魏秋辉

1.概述

电力电容器的种类很多，按照不同的标准可分为不同的类型。按照浸渍液体电介质可分为：电容器油、十二烷基苯、异丙基联苯、二芳基异烷苯甲基硅油；按照电容器固体电介质可分为：全电容器纸电介质，全聚丙烯薄膜介质，纸、薄膜复合介质；按照用途可分为：移相（并联）电容器、耦合电容器、串联电容器、电热电容器、均压电容器、滤波电容器、脉冲电容器、标准电容器等八个系列。不同类型的电力电容器具有不同的用途。

移相（并联）电容器与负荷或者供电设备并联运行，能够补偿电网的无功功率不足，因此称为并联补偿。在电网中安装移相（并联）电容器的目的是减少线路的无功输出，提高电网的输送能力，提高电网的功率因数，降低电能损耗。

2.并联电容器运行中的故障处理

2.1 渗漏油及处理

并联电容器渗漏油是一种常见的异常现象，其原因是多方面的。主要是：出厂产品质量不良；运行维护不当；长期运行但缺乏维修，导致外皮生锈腐蚀而造成电容器渗漏油。

电容器金属外壳的渗漏油，一般发生在下底部和上盖边沿的滚焊焊缝处、上盖地线端子和注油孔处、铭牌及两侧搬运把手焊接处。电容器运行前应按照一般标准加热到并保持试验，看看有无渗漏油现象。如果有轻微渗漏油可以用锡和环氧树脂补焊或者钎焊解决。钎焊时，除上盖注油孔宜用松香作焊剂外，其他部位可用氯化锌作焊剂，但量不宜过多。不能用盐酸、焊锡膏等酸性焊料。装配式套管的电容器，漏油常常发生在外瓷套与油箱的结合面处，适当紧固上螺母即可解决，不要轻易拆开套管的外瓷件。若要拆开套管的外瓷件，要用汽油将密封件擦拭干净，更换耐油胶垫，并涂以环氧树脂等胶合剂再行紧固。在打开外瓷件的过程中，要注意防止引线铜芯掉进外壳内部。焊接式套管的电容器渗漏油，要进行补焊。补焊时要防止温度过高引起的银层脱落。

如果是裂纹微微渗油，可在渗油裂纹处用肥皂嵌入，以便暂时使用；如果已成裂缝，则应该更换电容器。

2.2 电容器缺油

电容器缺油时，可用电烙铁烫下封口的小铁盖，将油倒出后进行真空注油。若缺油不多，元件未露出油面，则表明潮气尚未浸入元件，只需添加合格的油后封口即可，不必进行真空处理。

电容器由于长期渗漏油而缺油者，只要油面不低于元件的顶部，则可由上盖注油孔处加入经试验合格的电容器油即可。

2.3 电容器外壳变形及处理

电容器外壳变形（即电容器外壳膨胀，“鼓肚”）在故障中占比例最大。一般油箱随温度补焊发生膨胀和收缩是正常现象，但是，当内部发生局部放电，绝缘油产生大量气体时，就会使箱壁变形，形成明显的“鼓肚”现象。造成“鼓肚”的原因一般是由于漏油，导致空气进入，使内部电介质膨胀；或者是电容器使用期已满，或者是产品本身质量差。比如绝缘纸和铅箔质量差，浸渍液不是吸气性的电容器油，又没有合格的净化处理条件，加上在设计上追求比特性的指标，工作场强选择较高，这些低质量产品在高场强下运行，使得电容器内部的绝缘（电介质）物游离而分解出气体或部分元件击穿电极对外壳放电等原因，使电容器的密封外壳内部压力增大，导致电容器的外壳膨胀变形，极易造成“鼓肚”现象和元器件击穿、熔丝熔断的故障。对于电容器运行中故障的征兆，应及时处理，避免事故蔓延和扩大。所以，运行使用前一定要对电容器的产品质量进行严格把关。发生“鼓肚”的电容器不能修复，只能拆下来及时更换新的电容器。

2.4 电容器爆炸的原因及处理

运行中电容器爆炸是一种恶性事故，一般在内部元件发生极间或外壳绝缘击穿时与之并联的其他电容器将对该电容器释放很大的能量，这样就会使电容器爆炸以致引起火灾。

产生爆炸的主要原因是极间游离（或者内部游离）放电造成的电容器极间击穿短路。电容器装配适当的保护熔丝，其安秒特性就小于油箱的爆炸特性。当电容器发生短路击穿时，熔丝将会熔断切断电源，避免爆炸，并可防止着火和将邻近的电容器炸坏。

制造工艺不良，内部元件击穿；电容器对外壳绝缘损坏；密封不良和漏油；鼓肚；带负荷合闸；温度过高，通风不良，运行电压过高，谐波分量大，操作过电压等也会造成电容器的爆炸。

星形接线的电容器组，由于故障电流受到限制很少发生爆炸现象。单台保护熔丝是很重要的保护装置，其安秒特性配置适当就完全可以防止油箱爆裂，所以，采用星形接线也是很重要的防爆措施。纸膜和全膜复合介质的电容元件在局部放电后，绝缘纸在高温下碳化。由于碳化纸的隔离会使放电维持一段时间。这时会产生大量气体，如果没有熔丝保护，油箱将会爆裂。全膜电容器则在放电后薄膜受到高温作用熔化，使两个电极接触连接。而不发生电弧放电，也不会产生气体引起爆炸，所以为了防爆应该选用全膜电容器。

当电容器发生爆炸时，必须更换新的电容器。

2.5 过电压及外力因素的破坏

由于开关重燃引起的操作过电压、系统谐振、套管外绝缘强度不高和清洁工作做的不好，雷击电容器套管闪络，或避雷器距离电容器超过，起不到防雷作用，都会损坏电容器。不过，总的来说，过电压对电容器的威胁不大。由于小动物（比如老鼠等）窜入电容器设备的接头之间，造成短路击穿，套管短路引起爆炸的事故是时常发生的。所以，为了防止外力因素的破坏，在接头周围安装适当的保护遮拦（加装防护罩）是很有必要的。

电容器本身质量差；或者瓷瓶表面积灰太多，产生相间拉弧或对地拉弧等也可造成短路击穿，从而引起电容器的爆炸。前者的处理方法是更换质量好的电容器，后者要求清理积灰，保证平面无灰尘。

2.6 绝缘不良现象的分析与处理

电容器的介质损失角(tgδ)过大会造成绝缘不良现象。电容值的突然增高，可以认为部分电容元器件击穿短路，因为电容器是由多段元件串联组成的，串联段数减少，电容才会增高。如果部分元件发生断线，电容值就会减少。长期运行的电容器介质损失角会略有增加，但成倍增长却是不正常现象。由于只有发生局部放电和局部过热才会发生介质损失角过大的问题，因此对这些绝缘不良的产品只能进行更换。

长时间过电压运行，会造成过负荷，温度增高，使绝缘过早老化击穿。因此，应限制过电压运行，长期运行时，一般不允许超过额定电压的。

2.7 电容器温升高

主要原因是电容器过电流和通风条件差造成的。例如，电容器室的设计、安装不合理所造成的通风不良；电容器长期过电流等等。此外，电容器内部元件故障，电介质老化、介质损坏角增大等都可能导致电容器温升过高。电容器温升高影响电容器的寿命也有导致绝缘击穿使电容器短路的可能。因此，运行中应严格监视和控制电容器的环境温度，如果采取措施后仍然超过运行温度时，应立即停止运行。

2.8 电容器瓷瓶表面闪络放电

运行中电容器瓷瓶闪络放电，其原因是瓷绝缘有缺陷，表面脏污。因此运行中应定期进行清扫检查，对污秽地区不宜安装电容器。

2.9 异常声响

电容器在正常运行情况下无任何声响，因为电容器是一种静止电器又无励磁部分不应该有声音，如果运行中，发现有放电声音或其他不正常声音说明电容器内部有故障，应立即停止运行。

2.10 电力电容器的检修

以并联电容器为例，它的使用、保护和维护，可根据网络电压、功率因数和无功功率进行自动投切电容器，也可以按规定的时间表进行自动投切或手动投切。

为了保护电容器，应装设过电压、过电流和失电压保护装置，防止因系统异常现象损坏电容器。发生故障时，应及时检查出故障，并用参数相近的电容器来取代故障电容器。

应对电容器进行定期停电检查和清扫电容器的箱壳，注意套管和接线端处是否松动，检查各触点的接触情况，油漆是否脱落，是否渗漏油及外壳是否变形，并进行必要的处理。

3.防止电容器火灾的措施

电力电容器都是充油的。如果电力系统超负荷，温度过高或者电器元件老化等，电力电容器容易发生爆炸引发火灾，势必会造成电力系统的停电事故。怎样预防电力电容器火灾呢？

电力电容器的安装环境应满足制造厂规定的技术条件要求。电力电容器室最好是单独的防火建筑，如果电力电容器数量不超过台，也允许与开关柜在同一个房间内，但电容柜应当单独排列，不得与开关柜混在一起。电力电容器室应通风良好，百叶窗应加铁丝网，以防小动物钻进去。电力电容器室不应有窗户，门应朝北或朝东向开，应能向左右开。最好是铁门。如果是木质门，应包上铁皮。室温不应超过，湿度不得大于，而且周围环境不得含有对金属和绝缘有害的侵蚀性气体、蒸汽及尘埃。不得堆积有易燃易爆物品或杂物。

电力电容器安装一般不应超过三层。电力电容器母线对上层架构的垂直距离不应小于，底部距地面不应小于。电力电容器架构间的水平距离不应小于，每台电力电容器之间的距离不应小于。电力电容器的铭牌应朝向通道。电力电容器外壳应可靠接地，应该设置温度计和贴示温蜡片，以便监视运行温度。

对电力电容器进行安全检查时，要注意以下几点。检查温升情况，如果室温超过了规定的限度，就要采取通风降温措施。听一听电力电容器运行中有无异常响声。看一看电力电容器外壳有无膨胀鼓起现象。当电力电容器母线电压超过规定电压的倍或电流超过额定电流的倍以及室温超过时，电力电容器应该退出运行。

电力电容器最容易发生事故的时间是用电高峰和温度升高时。因此，在这个时间一定要加强对电力电容器的巡视检查。总之，精心操作，电力电容器安全运行就有了保证。一旦电力电容器发生火灾，由于是带电燃烧，蔓延迅速，扑救困难，危险较大。因此，电力电容器室内要备用适宜扑救带电设备的灭火器，如二氧化碳、卤化烷灭火器等。当然，万一电力电容器发生爆炸火灾，应该立即切断电源，预防触电。在紧急情况下拉闸断电时，注意不要带大负荷拉闸，以免电弧把人烧伤。

综上所述，我们可以知道，电力电容器正常运行要求，电容器常见故障的排除方法及技术。在实际应用中，应全面综合考虑多种因素的影响，为电容器提供必要的运行条件，尽可能减少电容器存在的不安全因素。那么，电容器就能够正常稳定的工作，使电力更好地为人类服务。

[1]芮静康 主编 《常见电气故障的诊断与维修》机械工业出版社 2007年5月

[2]陈家斌 主编 《变电运行与管理技术》中国电力出版社 2004年5月

[3]雷玉贵 主编 《变电检修》 中国水利水电出版社 2006年5月