電力電容器是向電力系統(tǒng)提供無功功率的補(bǔ)償設(shè)備,可以提高功率因數(shù),降低輸電過程中的損耗,進(jìn)而減少輸送電流的線路。因此,電力電容器的安全運(yùn)行以及故障處理都是十分重要的。本文主要分析了電力電容器運(yùn)行中常見的問題和故障,提出了相應(yīng)的排除故障的措施和方法。
電力電容器(power capacitor),是用于電工設(shè)備和電力系統(tǒng)的電容器。簡(jiǎn)單來說,就是取任意的兩塊金屬導(dǎo)體,將導(dǎo)體之間用絕緣介質(zhì)隔離開,使之構(gòu)成一個(gè)電容器。至于電容器電容的大小就是由其這兩塊金屬導(dǎo)體的幾何尺寸以及兩極板間絕緣介質(zhì)的特性共同來決定的。電力電容器的種類繁多,根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)的不同可以將其劃分很多類型。目前普遍應(yīng)用的是智能電力電容器,主要應(yīng)用領(lǐng)域是工廠的配電系統(tǒng)、居民小區(qū)內(nèi)的配電系統(tǒng)、交通隧道配電系統(tǒng)等等。這種電容器主要的特點(diǎn)就是模塊化結(jié)構(gòu),體積小,現(xiàn)場(chǎng)接線很簡(jiǎn)單,并且維護(hù)方便。電力電容器在提高設(shè)備利用率以及改善電能質(zhì)量方面都具有十分重要的作用。但是在長(zhǎng)期的工作運(yùn)行中,由于所處環(huán)境和人為方面等等因素的影響,電力電容器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障,嚴(yán)重的影響電力輸送的同時(shí),還威脅著電力系統(tǒng)的運(yùn)行。
1 電力電容器常見問題及對(duì)策
1.1 滲油
這是電容器運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象,這種情況主要是由于密封不牢固或者不嚴(yán)密造成的。電容器應(yīng)該是一個(gè)全密封裝置,一旦密封不嚴(yán),就可能會(huì)有空氣、水分和其他雜質(zhì)進(jìn)入油箱的內(nèi)部,進(jìn)而造成絕緣受損。這種情況對(duì)于電力電容器的危害是非常大的,因此一定要杜絕這種現(xiàn)象的發(fā)生。
實(shí)際上,電容器滲漏的主要部位就是在油箱焊縫以及套管處,這就需要對(duì)焊接工藝有一個(gè)嚴(yán)格的要求,并且廠家也應(yīng)該以一個(gè)嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度進(jìn)行密封實(shí)驗(yàn),務(wù)必要逐臺(tái)試漏,嚴(yán)格按照試驗(yàn)要求進(jìn)行。至于套管的滲油部位主要就是帽蓋、螺栓以及根部法蘭等焊口,解決的辦法就是提升加工工藝,優(yōu)化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這是因?yàn)?如果螺栓和帽蓋的焊接機(jī)械強(qiáng)度差,對(duì)其施加稍大的螺絲緊力就會(huì)使其脫焊;此外,在工人搬運(yùn)時(shí)如果直接提套管或者運(yùn)輸過程中以不正確的方式搬運(yùn)也會(huì)使焊縫開裂?？傊?為了避免電容器出現(xiàn)這種漏油故障,就要加強(qiáng)對(duì)廠家以及運(yùn)行檢修人員的管理。當(dāng)出現(xiàn)輕微滲漏時(shí),可以采用環(huán)氧樹脂和錫進(jìn)行補(bǔ)焊,也可以用肥皂嵌入到裂紋處,使其保持短暫時(shí)間的使用;但是如果已經(jīng)變成裂縫了,就必須及時(shí)更換電容器。
1.2 絕緣不良
發(fā)生這類現(xiàn)象的原因主要有以下兩種。
(1)過高的電容值。
在測(cè)試使用壽命的試驗(yàn)中,長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)其加熱電壓時(shí),電容值都不會(huì)有太大的變化的。電容值如果突然升高,其原因只能判斷為是由于電容元件部分被擊穿導(dǎo)致短路。這是因?yàn)?電容器是很多元件以串聯(lián)的形式組成的,如果串聯(lián)段數(shù)減少了就會(huì)出現(xiàn)電容增高的現(xiàn)象;相對(duì)的,電容值減少是由于部分元件發(fā)生斷路。
(2)介質(zhì)損失角過大。
對(duì)于那些長(zhǎng)期運(yùn)行的電容器來說,介質(zhì)損失角都多少會(huì)有所增加,但增加量不會(huì)很大,如果出現(xiàn)成倍增長(zhǎng)的現(xiàn)象,就一定是出現(xiàn)了故障。產(chǎn)生這種現(xiàn)象一般是由于局部過熱和局部放電而引起的。
發(fā)生絕緣不良的情況是,我們一般采取的是更換元件。所要注意的是,發(fā)生斷路器跳閘時(shí),如果分路熔斷器的熔絲還沒有熔斷,為了保證員工安全,一定要先對(duì)電容器放電3min以上才可以對(duì)其進(jìn)行檢查操作?？傊?一定要加強(qiáng)巡檢,及時(shí)的發(fā)現(xiàn)隱患并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的故障排除和處理。
1.3 電力電容器爆炸
近幾年來,電力電容器發(fā)生爆炸的情況比較少,但究其根本原因,就是極間游離放電進(jìn)而引起電容器極間擊穿所造成的。一般來說,只要給電容器配裝適當(dāng)?shù)娜劢z進(jìn)行保護(hù),它的安秒特性就不會(huì)高于油箱的爆裂特性。一旦發(fā)生電容器短路擊穿時(shí),熔絲就會(huì)切斷電源,從而避免爆炸事故的發(fā)生,與此同時(shí)消除了著火的隱患以及將周圍臨近電容器炸壞的可能。
為避免爆炸事故的發(fā)生,一般采用星形接線,這是目前普遍采用的防爆措施。此外,采用全膜電容器也可以有效避免爆炸的發(fā)生。全膜電容器與紙膜電容器在發(fā)生極間短路擊穿時(shí)所不同的是,紙膜和全膜的復(fù)合介質(zhì)的元件在發(fā)生局部放電后,收到高溫的作用,絕緣紙會(huì)發(fā)生碳化,而碳化紙具有一定的隔離作用,就使得放電可以持續(xù)一段時(shí)間。在這期間會(huì)產(chǎn)生大量的氣體,如果此時(shí)沒有熔絲對(duì)其進(jìn)行保護(hù),油箱就會(huì)爆裂;全膜電容器則不然,在高溫作用下全膜會(huì)熔化,這樣一來兩個(gè)電極就會(huì)接觸短聯(lián),就不會(huì)發(fā)生電弧放電的現(xiàn)象,自然避免了爆炸的發(fā)生。
1.4 環(huán)境溫度的影響
對(duì)于電容器周圍的溫度有嚴(yán)格的要求,既不能過高,也不能太低。一旦環(huán)境溫度過高,電容器工作時(shí)就不能正常的散發(fā)熱量;而環(huán)境溫度太低又會(huì)使得電容器內(nèi)的油發(fā)生凍結(jié)的現(xiàn)象,容易電擊穿。按照對(duì)電容器的有關(guān)使用條件規(guī)定,40℃一般為電力電容器工作時(shí)環(huán)境溫度一的上限。在我國(guó),大多地區(qū)的氣溫都小于這個(gè)溫度,因此一般來說不需要采用專門的設(shè)施對(duì)其降溫。但是如果電容器的周圍附近有熱源,就可能導(dǎo)致溫度上升超過40℃,這時(shí)就需要采取相應(yīng)的措施對(duì)其降溫,否則就必須立即切斷電容器。對(duì)于電容器工作的環(huán)境溫度也有下限的要求,但應(yīng)該根據(jù)電容器的介質(zhì)類別以及性質(zhì)來決定。特別的,yy型電容器中使用的介質(zhì)是礦物油,因此即使溫度低于-45℃,也不會(huì)有凍結(jié)問題的發(fā)生;而對(duì)于yl型電容器來說,由于其使用的介質(zhì)很容易凍結(jié),所以對(duì)其設(shè)定的環(huán)境溫度也會(huì)有所增加,應(yīng)該高于-20℃,因此,在我國(guó)北方地區(qū)一般不會(huì)在冬季采用這種電容器。
2 結(jié)語
根據(jù)以上闡述,我們可以了解一些關(guān)于電力電容器的常見故障以及解決對(duì)策,此外,還有很多常見的故障排除措施,例如當(dāng)發(fā)生電容器噴油或者著火時(shí),操作人員應(yīng)該立即將電路斷開,同時(shí)用砂子或者干式滅火器對(duì)其進(jìn)行滅火。此外,對(duì)于電容器的故障排除還需要注意很多安全方面的問題。在實(shí)際工作中,我們應(yīng)該考慮到多方面的影響因素,盡量減少不安全隱患的存在,保證電容器在一個(gè)適當(dāng)?shù)臈l件下運(yùn)行,這樣才能使電力電容器穩(wěn)定運(yùn)行,更好的服務(wù)于人類。