淺談電力電容器的常見(jiàn)故障處理方法與選型
【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(guò)電壓、外力因素的破壞、瓷瓶表面閃絡(luò)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(jiàn)故障相應(yīng)的處理方法和注意事項(xiàng)??梢匝娱L(zhǎng)電容器的使用壽命,減少運(yùn)行中出現(xiàn)故障的機(jī)會(huì),保證電力系統(tǒng)正常的運(yùn)行。
【關(guān)鍵詞】電容器;故障;運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)可分為不同的類型。按照浸漬液體電介質(zhì)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(zhì)可分為:全電容器紙電介質(zhì)、全聚丙烯薄膜介質(zhì)、紙、薄膜復(fù)合介質(zhì);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(biāo)準(zhǔn)電容器等8個(gè)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(fù)荷或者供電設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行,能夠補(bǔ)償電網(wǎng)的無(wú)功功率不足,因此,稱為并聯(lián)補(bǔ)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(wú)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(yùn)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(jiàn)的異常現(xiàn)象,其原因是多方面的。主要有:出廠產(chǎn)品質(zhì)量不良;運(yùn)行維護(hù)不當(dāng);長(zhǎng)期運(yùn)行但缺乏維修,導(dǎo)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(cè)搬運(yùn)把手焊接處。電容器運(yùn)行前應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)加熱到75勾并保持2h試驗(yàn),檢查有無(wú)滲漏油現(xiàn)象。如果有輕微滲漏油可以用錫和環(huán)氧樹(shù)脂補(bǔ)焊或者釬焊解決。釬焊時(shí),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(guò)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(jié)合面處,適當(dāng)緊固上螺母即可解決,不要輕易拆開(kāi)套管的外瓷件。若要拆開(kāi)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(shù)脂等膠合劑再行緊固。在打開(kāi)外瓷件的過(guò)程中,要注意防止引線銅心掉進(jìn)外殼內(nèi)部。焊接式套管的電容器滲漏油,要進(jìn)行補(bǔ)焊,補(bǔ)焊時(shí)要防止溫度過(guò)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(shí)使用;如果已成裂縫,則應(yīng)該更換電容器。
1.2電容器缺油
電容器缺油時(shí),可用電烙鐵燙下封口的小鐵蓋,將油倒出后進(jìn)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(jìn)行真空處理。
電容器由于長(zhǎng)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(jīng)試驗(yàn)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(bǔ)焊發(fā)生膨脹和收縮是正?,F(xiàn)象,但是,當(dāng)內(nèi)部發(fā)生局部放電,絕緣油產(chǎn)生大量氣體時(shí),就會(huì)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(guò);或者是產(chǎn)品本身質(zhì)量差,使產(chǎn)品內(nèi)部電介質(zhì)膨脹;比如絕緣紙和鉛箔質(zhì)量差,浸漬液不是吸氣性的電容器油,又沒(méi)有合格的凈化處理?xiàng)l件,加上設(shè)計(jì)上追求比特性的指標(biāo),工作場(chǎng)強(qiáng)選擇較高,這些低質(zhì)量產(chǎn)品在高場(chǎng)強(qiáng)下運(yùn)行,使得電容器內(nèi)部的絕緣(電介質(zhì))物游離而分出氣體或部分元件擊穿電極對(duì)外殼放電等原因,使電容器的密封外殼內(nèi)部壓力變大,導(dǎo)致電容器的外殼膨脹變形。對(duì)于電容器運(yùn)行中故障的征兆,應(yīng)及時(shí)處理,避免事故蔓延和擴(kuò)大。因此,運(yùn)行使用前一定要對(duì)電容器的產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。發(fā)生“鼓肚”的電容器不能修,只能拆下來(lái)及時(shí)更換的新的電容器3。
1.4電容器爆炸的原因及處理措施
運(yùn)行中電容器爆炸是一種嚴(yán)重事故,其原因
1)內(nèi)部元件發(fā)生擊穿或外殼絕緣擊穿時(shí)與之并聯(lián)的其他電容器將對(duì)該電容器釋放很大的能,這樣就會(huì)使電容器爆炸以致引起火災(zāi)。
2)制造工藝不良,密封不良和漏油、鼓肚、帶負(fù)荷合閘、溫度過(guò)高、通風(fēng)不良、運(yùn)行電壓過(guò)高、諧波分量大、操作過(guò)電壓等也會(huì)造成電容器的爆炸。
電容器裝配適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)熔絲,其安秒特性就小于油箱的爆炸特性。當(dāng)電容器發(fā)生短路擊穿時(shí),熔絲將會(huì)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(huì)減少。長(zhǎng)期運(yùn)行的電容器介質(zhì)損失角會(huì)略有變加,但成倍變長(zhǎng)卻是不正?,F(xiàn)象。由于只有發(fā)生局部放電和局部過(guò)熱才會(huì)發(fā)生介質(zhì)損耗角過(guò)大的問(wèn)題,因此,對(duì)這些絕緣不良的產(chǎn)品只能進(jìn)行更換。
長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓運(yùn)行會(huì)造成過(guò)負(fù)荷,溫度變高,使絕緣過(guò)早老化擊穿。因此,應(yīng)限制過(guò)電壓運(yùn)行,長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),一般不允許超過(guò)額定電壓。
1.5過(guò)電壓及外力因素的破壞
由于開(kāi)關(guān)重燃引起的操作過(guò)電壓、系統(tǒng)諧振、套管外絕緣強(qiáng)度不高和清潔工作做的不好,雷擊電容器套管閃絡(luò)或避雷器距離電容器超過(guò)150 rrlm,起不到防雷作用,都會(huì)損壞電容器。不過(guò),總的來(lái)說(shuō),過(guò)電壓對(duì)電容器的威脅不大。由于小動(dòng)物(比如老鼠等)竄人電容器設(shè)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(shí)常發(fā)生的。為了防止外力因素的破壞,在接頭周?chē)惭b適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)遮攔(加裝防護(hù)罩)是很有必要的。
電容器本身質(zhì)量差;或者瓷瓶表面積灰太多,產(chǎn)生相間拉弧或?qū)Φ乩〉纫部稍斐啥搪窊舸?,從而引起電容器的爆炸。前者的處理方法是更換質(zhì)量好的電容器,后者則應(yīng)清理積灰,保證平面無(wú)灰塵。
1.6絕緣不良現(xiàn)象的分析與處理
電容器過(guò)高的介質(zhì)損耗角taru5過(guò)大會(huì)造成絕緣不良現(xiàn)象。電容值的突然變高,可以認(rèn)為部分電容元器件擊穿短路,因?yàn)殡娙萜魇怯啥喽卧?lián)組成的,串聯(lián)段數(shù)減少,電容才會(huì)變高。如果部分元件發(fā)生斷線,電容值就會(huì)減少。長(zhǎng)期運(yùn)行的電容器介質(zhì)損失角會(huì)略有變加,但成倍變長(zhǎng)卻是不正?,F(xiàn)象。由于只有發(fā)生局部放電和局部過(guò)熱才會(huì)發(fā)生介質(zhì)損耗角過(guò)大的問(wèn)題,因此,對(duì)這些絕緣不良的產(chǎn)品只能進(jìn)行更換。
長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓運(yùn)行會(huì)造成過(guò)負(fù)荷,溫度變高,使絕緣過(guò)早老化擊穿。因此,應(yīng)限制過(guò)電壓運(yùn)行,長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),一般不允許超過(guò)額定電壓。
1.7電容器溫升高
主要原因是電容器過(guò)電流和通風(fēng)條件差造成的。例如,電容器室的設(shè)計(jì)、安裝不合理所造成的通風(fēng)不良;電容器長(zhǎng)期過(guò)電流等等。此外,電容器內(nèi)部元件故障,電介質(zhì)老化、介質(zhì)損耗角變大等都可能導(dǎo)致電容器溫升過(guò)高。電容器溫升高影響電容器的壽命,也有導(dǎo)致絕緣擊穿使電容器短路的可能。因此,運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)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(guò)運(yùn)行溫度時(shí),應(yīng)立即停止運(yùn)行。
1.8電容器瓷瓶表面閃絡(luò)放電
運(yùn)行中電容器瓷瓶閃絡(luò)放電,其原因是瓷絕緣有缺陷,表面臟污。因此,運(yùn)行中應(yīng)定期進(jìn)行清掃檢查,對(duì)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(yùn)行情況下無(wú)任何聲響,因?yàn)殡娙萜魇且环N靜止電器,又無(wú)勵(lì)磁部分,不應(yīng)該有聲音,如果運(yùn)行中,發(fā)現(xiàn)有放電聲音或其他不正常聲音,說(shuō)明電容器內(nèi)部有故障,應(yīng)立即停止運(yùn)行。
1.10電容器的檢修
以并聯(lián)電容器為例。他的使用、保護(hù)和維護(hù),可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)電壓、功率因數(shù)和無(wú)功功率進(jìn)行自動(dòng)投切電容器,也可以按規(guī)定的時(shí)間表進(jìn)行自動(dòng)投切或手動(dòng)投切⑶。
為了保護(hù)電容器,應(yīng)裝設(shè)過(guò)電壓、過(guò)電流和失電壓保護(hù)裝置,防止因系統(tǒng)異常而損壞電容器。發(fā)生故障時(shí),應(yīng)及時(shí)檢査出故障,并用參數(shù)相近的電容器來(lái)取代故障電容器。
應(yīng)對(duì)電容器進(jìn)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(dòng),檢查各觸點(diǎn)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(jìn)行必要的處理。
2防止電容器火災(zāi)的措施
電容器都是充油的。如果電力系統(tǒng)超負(fù)荷,溫度過(guò)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(zāi),勢(shì)必會(huì)造成電力系統(tǒng)的停電事故。怎樣預(yù)防電力電容器火災(zāi)呢?
電容器的安裝環(huán)境應(yīng)滿足制造廠規(guī)定的技術(shù)條件要求。電容器室是單獨(dú)的防火建筑,如果電容器數(shù)量不超過(guò)20臺(tái),也允許與開(kāi)關(guān)柜在同一個(gè)房間內(nèi),但電容柜應(yīng)當(dāng)單獨(dú)排列,不得與開(kāi)關(guān)柜混在一起。電容器室應(yīng)通風(fēng)良好,百葉窗應(yīng)加鐵絲網(wǎng),以防小動(dòng)物鉆進(jìn)去。電容器室不應(yīng)有窗戶,門(mén)應(yīng)朝北或朝東向開(kāi),應(yīng)能向左右開(kāi)180。,比較好是鐵門(mén)。如果是木質(zhì)門(mén),應(yīng)包上鐵皮。室溫不應(yīng)超過(guò)40Y,濕度不得大于80%,而且周?chē)h(huán)境不得含有對(duì)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(guò)3層。電容器母線對(duì)上層架構(gòu)的垂直距離不小于200mm,底部距地面不應(yīng)小于300mm;電容器架構(gòu)間的水平距離不應(yīng)小于0.5mm,每臺(tái)電容器之間的距離不應(yīng)小于500mm。電容器的銘牌應(yīng)朝向通道,外殼應(yīng)可靠接地,應(yīng)該設(shè)置溫度計(jì)和貼示溫蠟片,以便監(jiān)視運(yùn)行溫度。
對(duì)電容器進(jìn)行安全檢查時(shí),要注意以下幾點(diǎn):
1)檢查溫升情況,如果室溫超過(guò)了規(guī)定的限度,就要采取通風(fēng)降溫措施。聽(tīng)一聽(tīng)電容器運(yùn)行中有無(wú)異常響聲;看一看電力電容器外殼有無(wú)膨脹鼓起現(xiàn)象;
2)當(dāng)電容器母線電壓超過(guò)規(guī)定電壓的1.1倍或電流超過(guò)額定電流的1.3倍以及室溫超過(guò)40Y時(shí),電力電容器應(yīng)該退出運(yùn)行;
3)電容器容易發(fā)生事故的時(shí)段是用電高峰和溫度升高時(shí)。因此,在這個(gè)時(shí)間一定要加強(qiáng)對(duì)電容器的檢査。
總之,精心操作,電容器安全運(yùn)行就有了保證。一旦電容器發(fā)生火災(zāi),由于是帶電燃燒,蔓延迅速,撲救困難,危險(xiǎn)較大。因此,電容器室內(nèi)要備用適宜撲救帶電設(shè)備的滅火器,如二氧化碳、鹵化烷滅火器等。當(dāng)然,萬(wàn)一電容器發(fā)生爆炸火災(zāi),應(yīng)該立即切斷電源,預(yù)防觸電。在緊急情況下拉閘斷電時(shí),注意不要帶大負(fù)荷拉閘,以免電弧把人傷。
3安科瑞AZC/AZCL智能集成式電容器介紹
3.1產(chǎn)品概述
AZC/AZCL系列智能電容器是應(yīng)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(zhì)量的新一代無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。它由智能測(cè)控單元,晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路,線路保護(hù)單元,兩臺(tái)共補(bǔ)或一臺(tái)分補(bǔ)低壓電力電容器構(gòu)成。可替代常規(guī)由熔絲、復(fù)合開(kāi)關(guān)或機(jī)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(nèi)和柜面由導(dǎo)線連接而組成的自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置。具有體積更小,功耗更低,維護(hù)方便,使用壽命長(zhǎng),可靠性高的特點(diǎn),適應(yīng)現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)母咭蟆?/p>
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(wú)功功率、諧波電壓總畸變率、電容器溫度等。通過(guò)內(nèi)部晶閘管復(fù)合開(kāi)關(guān)電路,自動(dòng)尋找投入(切除)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切,具有過(guò)壓保護(hù)、缺相保護(hù)、過(guò)諧保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)等保護(hù)功能。
3.2產(chǎn)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(chǎn)品實(shí)物展示
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述,我們了解了電容器正常運(yùn)行要求、電容器常見(jiàn)故障的排除方法。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)綜合考慮多種因素的影響,為電容器提供必要的運(yùn)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(wù)。