并联电容器检查试验注意事项研究

李丽君，刘汝峰，张 斌

(丹东供电公司，辽宁 丹东 118000)

框架式成套电容器装置布局清晰，安全距离和绝缘距离较大，由于采用单台外熔丝保护，当电容器发生故障时，外熔丝示意牌掉下，运行人员能够很快发现故障电容器并及时更换，以便装置重新投入运行，这一点使该型产品广泛应用于电力系统中。由于电容器组运行投切较频繁和设备本身制造工艺上的差异，高压并联电容器在运行中也频繁发生事故，如单只电容器出现渗漏油、鼓肚、击穿、爆熔丝，以及整组发生接地、短路、群爆事故。对其故障缺陷分布情况进行总结:电容器本身缺陷占50%左右，主要是电容量变化，其次是渗漏油，熔断器等附件故障或误动约占50%。根据《规程》规定，并联电容器的试验项目主要有测量绝缘电阻和电容量［1］，而在大量试验过程中，绝大多数缺陷都发生在电容量上。因此，检查电容值的变化偏差对发现电容器内部故障是至关重要的。

1 电容器组故障后检查的试验项目

1.1 故障电容器的查找及被试台数的确定

构架式电容器组采用每个电容器单元配置1只喷逐式外熔断器作为第一保护，当某个电容器击穿时，与其并联的完好电容器即对其放电，损坏的电容器首先熔断，由于连锁反应，会导致与其临近的其它电容器也熔断，最后导致整组电容器的熔丝全部熔断［2］。当某台电容器发生断线故障时，往往发生故障的电容器不熔断，反而邻近的正常电容器先熔断了，原因是流过临近完好的电容器电流增大，导致熔断器熔断。2011年6月下旬，某220 kV变电站66 kV 1号电容器组A相发生过只有1台电容量测量误差为+15%，由于连锁反应，导致全部电容器熔断。因此，故障时，发生熔断的整组电容器都要单独进行检验试验，不能采用测量整组电容量的方法来查找，避免遗留隐患。

1.2 检查试验项目的选择

1.2.1 外观检查

电容器外观检查主要是观察是否存在渗漏油、过热变色、鼓胀变形等问题，存在上述任何问题都不能继续使用，因为电容器渗漏油或鼓胀变形后电容量和内部构件都会发生变化，存在潜在危险，过热变色后说明已发生故障，均须拆除。

1.2.2 绝缘电阻

电容器元件受潮、劣化、击穿后，绝缘电阻降低，可通过对比绝缘电阻发现缺陷，但由于测量绝缘电阻发现设备缺陷的局限性，只能作为辅助判断方法［3］。且只测量两极外壳电容器的绝缘电阻，对于单极电容器，此时金属外壳为另一个电极，不用测量绝缘电阻。

1.2.3 电容量测试

框架式电容器由许多电容元件串并联组成，当内部元件击穿短路时，串联段数减少，电容量增加;严重受潮进水后，因为水的介电系数很大，电容量和介电系数成正比关系，电容量增加;当元件引线烧断，并联元件减少，电容量减少;当渗漏油等情况发生后，因为油的介电系数比空气大，电容量也将减少。因此，可通过测量电容量来判断电容器的好坏。

2 并联电容器电容量测试方法的选择

由于并联电容器的电容量较大，其主要测试方法有电流电压表法、电桥法及数字电容表法等，电桥法一般在鉴定和出厂时采用，现场一般采用电流电压表法或数字电容表法。有些电容元件击穿后，极板间仍有一定的绝缘电阻，这时如果用电容表测量电容量，由于击穿点保持绝缘状态，测量的电容量可能还是正常，导致故障情况下采用电容表法测量电容量不可靠。只有提高试验电压才能使故障点重新击穿，因此查找并联电容器缺陷时最好选择电流电压表法。

3 电流电压表法测量电容量注意事项

3.1 试验电源的波形和频率要符合要求

采用电流电压表法是将电容器的两端加入交流电，根据所测得的电压、电流表读数及电源的频率求出电容量。即:

Cx=I/2πfU

由以上公式可见，采用电流电压表法测量电容器的电容量时，因为电容器的容抗与频率成反比，对电源的要求高，要求波形为正弦波，电压波动要小，且电源频率要稳定，否则会产生较大测量误差。最好采用线电压，以消除3次谐波［4－5］。

3.2 慎用电磁系T51交直流两用毫安表测量电流

电流、电压表精度均不应低于0.5级，且经检验合格，还要尽量选择抗干扰性能强的仪表。2007年6月中旬，对某220 kV变电站1号电容器组进行电容量交接试验时，发现所有84台电容器的电容量偏差都超过了《规程》中规定的与出厂值比较不超过－5%～+10%的标准，正误差达到20%以上。当时使用的电源是系统相电压，测量电流表是电磁系T51交直流两用毫安表，十几年来在现场使用从未出现过问题。第2天复测时，电流表非常稳定，测量数据经计算后合格，当其它大功率非线性负荷工作后，仪表指针开始摆动，读数经计算后，误差超过20%，不合格。这时，改用电磁系T15纯交流毫安表进行测试，电容量偏差仍然在合格范围内，而且仪表摆动非常小，数据稳定，误差均合格。后经多次校验，发现电磁系T51交直流两用毫安表受现场干扰及电源波形畸变影响大，仪表抗干扰性能较差，导致试验结果偏差较大，只能应用于电源波形无畸变的场合。而电磁系T15纯交流毫安表在电源有扰动时，能保证测量精度，稳定性好。

3.3 注意加压速度并认真观察整个测量过程

某10 kV电容器故障后，电容器熔丝有断也有未断的，其中1台未断熔丝的电容器试验过程中，开始加上电压后，电压表读数均匀增长，但电流表指针不动，当电压继续增至60 V后，电流突然增大而后随着电压表读数成正比增长，根据电流、电压换算出的电容量误差在合格范围内。这说明电容器内部有虚焊或接触不良等缺陷，在施加电压超过一定数值后，虚焊部位被击穿，但电容量不改变。如果加压速度快，又没有认真监视电流表的变化，一晃而过，断线元件在电压稍高的情况下被击穿，只计算电容器的误差值就不能反映问题，造成隐患。因此，加压必须要慢且升压速度均匀，通过认真观察试验过程中电流、电压表的变化，才能准确反映设备有无缺陷。

3.4 安全注意事项

电容器试验前后要进行两极间充分放电，若电容器周围有带电设备，电容器外壳也要放电，必要时停用临近带电设备，否则会造成感应电压或残余电荷伤人。

4 电源波形畸变影响测量结果解决措施

4.1 仪表的选择

电容量测试时应选择性能好、抗干扰性强的电磁系T15纯交流毫安表。只有确定试验电源无畸变的情况下才能使用电磁系T51交直流两用毫安表测量电流。在测量值超过2/3后再读数，以减少仪表及读数误差，使测量结果更准确［6］。另外，交接时也可选用高精度数字式电容量表配合使用。

4.2 测试时间的选择

在无法改变外部环境的情况下，尽量选择在没有大功率非线性负荷的时间段内进行测试，尽量减小电网谐波的影响。

4.3 试验电源的选择

采用线电压，以消除3次谐波，试验电压最好在200 V以上，以保证测试精度。此外，还可以选用独立的UPS不间断电源，波形稳定，方便安全。

5 结束语

由于影响并联电容器电容量的测量因素较多，需要将外观检查、试验电源的种类、波形、频率、仪表的选择、测试方法、测试过程及安全要求等各种因素都考虑进去，并综合判断才能获得准确结果，避免遗留隐患。运行中要加强运行管理和技术监督，注意有无异常噪声、渗漏油、彭胀、变色现象，熔断器是否异常等，以保证电容器安全运行。

［1］ DL/T 596—1996，电力设备预防性试验规程［S］．

［2］ 田友元．东北电网并联电容器运行经验 ［J］．中国电力，1989，34(11):11－16．

［3］ 陈华钢．电气设备预防性试验方法［M］．北京:水利电力出版社，1994．

［4］ 田友元，孙业武，吴 翎．并联电容器的预防性试验和故障电容器诊断方法的研究 ［J］．电力电容器，1989，10(4):6－9．

［5］ 张仁豫，陈昌渔，王昌长．高电压试验技术 ［M］．北京:清华大学出版社，2003．

［6］ 陈天翔，王寅仲，海世杰．电气试验 (第2版)［M］．北京:中国电力出版社，2008．