浅谈低压电力电容器常见故障分析及预防措施

安科瑞 华楠

【摘要】为了可以有效实现提高电力电容器故障解决效率，就需要针对其故障诊断技术展开研究，而状态量监测作为提高故障诊断技术效率与质量重要因素，其对电力电容器故障诊断工作而言，有着重要影响意义。基于此，本文首先将会针对传统电力电容器故障诊断工作展开分析，而后针对基于状态量监测电力电容器故障诊断技术展开研究，进而制定出基于状态量监测电力电容器故障诊断措施，旨为相关人员提供参考帮助。

【关键词】电力电容器；常见故障；预防措施

 

引言

电容器中拥有较大的静电容量，其阻抗数值在电容器交流状态下数值并不大，所以导致静电容量在电容器中难以正常测量得出具体数值。电容的电 结构为多孔碳，会受到电解质的直接影响，静电容量与频率之间的相互作用影响关系十分明显，二者之间呈现出反比的关系，频率越高则静电容量越低，因此电容值在测量时应当选择直流环境。此外其内阻值也可以在这种状态下测量，交流状态也允许此种测量行为。

 

一 电力电容器常见故障特征及原因

（一）电容器壳体变形

电力电容器在正常运行条件下允许壳体随温度和电压变化发生少许鼓胀或收缩。但当电容器内部运行场强过高，导致其内部发生局部放电或出现短路故障时，绝缘介质会分解出大量气体，致使密封电容器内部压力增大，造成电容器的壳体膨胀变形。电容器壳体一旦发生了严重的膨胀变形，将无法进行现场修复，只能进行更换。电力电容器壳体变形不仅会使其内部绝缘进一步恶化，也会对电力电容器电气结构造成破坏，改变固有电气绝缘距离。因此，需要对电力电容器壳体变形故障引起足够的重视，如不及时处理，将会导致故障进一步扩大，甚至引起爆炸火灾事故。电力电容器壳体变形主要是产品质量问题引起，如：电 与绝缘介质的材质质量差、选用的绝缘油不具有吸气特性、电容器的生产环境与工艺不达标、制造过程中内部残留杂质、盲目追求比特性指标、壳体材料过薄等等。

（二）电容器套管表面闪络放电

电力电容器成套装置的元器件空间布置一般都比较紧凑，运行时的周围环境温度和电场强度都比较高， 易吸附空气中的带电颗粒，导致套管表面容易聚集污秽、表面泄漏电流增大，进而在电网谐波与系统电压的作用下，使套管瓷瓶发生局部的沿面电弧放电，当脏污积聚到一定程度时，就会造成套管沿面闪络放电，并发出异常声响，严重时引起外部对地短路故障。

 

二 电力电容器故障预防措施

（一）实现设备运行状态在线监测

对电力电容器加装在线监测装置，实现在线监测有利于获取设备运行的实时状态量，以确保及时发现故障隐患并制定检修策略进行处理。

1）对电力电容器实际运行电压进行在线监测。电力电容器在长期过电压条件下运行，回路电流增大，会导致电容器的温升过高，加速介质绝缘老化， 易造成电容器绝缘击穿故障。国家有关标准规定：电力电容器的运行电压在1.1UN（UN为电容器额定电压）下时，每24h的 长持续运行时间为12h；在1.15UN下时，每24h的 长持续运行时间为30min。因此有必要对电力电容器自身的运行电压进行在线监测。

2）对电力电容器故障特征状态量进行在线监测。实现对电力电容器的局放、介损、电容量、泄漏电流、有功损耗等特征信号的在线监测，一方面可以根据状态量对电容器故障进行判断隔离，避免事故扩大引起不必要损失。另一方面可以通过对状态量的变化范围及趋势对电力电容器的潜在缺陷进行分析，实现对故障的预判断，并对潜在故障进行预警。

（二）故障检测

具体检测内容主要包括：电力电容器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、电动机、接地、避雷器、滤波器等。由于电力电容器在实际运行时会出现诸多故障问题，不仅会对输电线路运行造成较为严重影响， 同时也会对现代人们正常用电与日常通讯网络使用造成一定影响，这其中就需要充分选择专业技术手段，例如状态监测技术，该项技术对于输电线路检测工作而言有着较为重要影响作用。状态监测技术可以针对电力线路实际运行状态进行检测，并收集相应数据信息而后将数据信息传输给中控制。与此同时，状态监测技术可以针对电力电容器中故障分析，先寻找出故障位置与故障问题，并采取一定措施对故障问题进行解决，以便能够为电力电容器与智能电网运行工作提供保障。

（三）控制运行环境温度

电力电容器的运行温度与其自身性能、运行环境等因素密切相关，当电力电容器的环境温度过高时，将加快电介质的绝缘老化速度，缩短电容器使用寿命，所以应对电容器运行环境温度进行控制。安装在室内运行的电容器组，应通风良好并尽可能加装自动控温装置；室外运行的电容器组，一方面要防止太阳直射造成局部温度异常，另一方面要保证其具有良好的通风散热条件。同时，应定期对电容器组及其成套设备进行带电红外测温，便于采取相应措施，以保证其内部介质温度及运行环境温度低于规程的规定值。

 

三 安科瑞AZC/AZCL智能集成式电容器介绍

（一）产品概述

AZC/AZCL系列智能电容器是应用于0.4kV、50Hz低压配电中用于节省能源、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，晶闸管复合开关电路，线路保护单元，两台共补或一台分补低压电力电容器构成。可替代常规由熔丝、复合开关或机械式接触器、热继电器、低压电力电容器、指示灯等散件在柜内和柜面由导线连接而组成的自动无功补偿装置。具有体积更小，功耗更低，维护方便，使用寿命长，可靠性高的特点，适应现代电网对无功补偿的更高要求。

AZC/AZCL系列智能电容器采用定式LCD液晶显示器，可显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率、电容器温度等。通过内部晶闸管复合开关电路，自动寻找投入（切除）点，实现过零投切，具有过压保护、缺相保护、过谐保护、过温保护等保护功能。

（二）产品选型

AZC系列智能电容器选型：

 （三）产品实物展示

 

AZC系列智能电容模AZCL系列智能电容模块

 

安科瑞无功补偿装置智能电容方案

四 结束语

综上所述，随着现代社会经济的不断发展与进步，促使电力企业也迎来了更加广阔的发展空间。而电力电容器作为现代变电所中重要的变电设备之一，其对于社会的发展与国民日常生活而言会起到至关重要的影响作用。

 

参考文献

[1]赵强.电力电容器常见故障的原因分析及预防措施.

[2]汪力，曾湘隆，唐娟，江帆，刘明军，宁佳欣，赵俊晖.电力电容器故障统计分析[J].电工技术，2019（09）.

[3]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.6版.