电力电容器放电现象分析

1 并联电容器
   并联电容器外表面封闭,通过出线端子与母线三相连接,有一端子接地线。内部由绝缘纸、铝泊和电容器油构成串联电容元件,内部结构外部观测不到。
   并联电容器的故障现象包括渗漏油、鼓肚、外壳闪烙、熔断器熔断、爆炸等。并联电容器的故障几乎都会伴有放电现象的发生。瓷套管及外壳渗漏油。由于渗漏油导致套管内部受潮、绝缘电阻降低、油面下降、元件上部容易受潮而击穿放电。所有并联电容器的故障中,鼓肚现象是占比例最大的。一般油箱随温度变化发生膨胀和收缩是正常的,但当内部发生局部放电,绝缘油产生大量气体,就会使箱壁变形,形成明显的鼓肚现象,发生鼓肚的电容器不能修复,只能更换。由于绝缘不良和表面污秽严重,在电网出现内、外过电压和系统谐振的情况下导致绝缘击穿,表面放电,造成瓷套管闪络破损。
   熔断器熔断,源于电容器内部元件放电,发生故障击穿。电容器爆炸,当电容器内部元件故障击穿引起电容器极间贯穿性短路时,与其并联运行的其他电容器将对故障电容器放电,如果注入电容器的能量大于外壳能承受的爆破能量,则电容器爆炸。
   并联电容器事故除了运行中的脏污、受湿问题外,事故原因与电容器自身结构和制造质量也相关,综合分析如下:
   1)在高场强下,电容元件击穿的部位多在电极边缘、拐角和引线与极板接触处,以及元件出现褶迭部位。这些地方电场强度和电流密度都较高,容易发生局部放电和过热烧伤绝缘。在制造过程中应采取适宜隔离措施以及合理的结构设计。
   2)运行中电压过高或开关重燃引起的操作过电压,也将产生局部放电。电极对油箱的绝缘一般较高。制造工艺和产品元件质量如绝缘材料质量差,电容器油不纯净等是造成此类放电的主要原因。
   3)密封不良。耦合电容器是全密封电器,如果密封不良,在运行过程中有可能进水受潮而导致损坏。密封不良运行中常表现为渗漏油。长期渗漏油的耦合电容器,除内部压力降低进水受潮外,也会因油量减少上部漏油而发生放电故障。
   4)电力电容器运行电压过高,产生大量损耗,破坏绝缘。运行环境温度过高和谐波的加入也会成为诱发电容器放电的原因。前者破坏绝缘,后者提升了作用电压。
2 耦合电容器
   耦合电容器事故大多发生在阴雨污秽天气之中,事故现象为表面放电产生闪烙,内部放电积累可能引起击穿短路,熔断器熔断乃至本身爆裂。其故障现象分析雷同于并联电容器。其除了运行中的脏污、受湿问题外,事故原因与电容器自身结构和制造质量也相关,综合分析如下:
   1)交直流放电机理不同,等效电路不同,直流放电更易击穿,制造过程中应采取适宜隔离措施以及合理的结构设计。
   2)制造过程中,电容芯子位置处的绝缘设计不当,导致运行中芯子尖角处场强过大,容易引起放电。电容芯子烘干不好,残留水分或芯子卷制后又在空气中滞留时间过长而受潮也会形成隐患。
3)关于密封不良。耦合电容器是全密封电器,如 果密封不良,在运行过程中有可能进水受潮而导致损坏。每只耦合电容器均装有膨胀器,并经过出厂前的检查,密封不良运行中常表现为渗漏油。长期渗漏油的耦合电容器,除内部压力降低进水受潮外,也会因油量减少上部漏油而发生放电故障。
   4)制造过程中工艺上的不合理和缺陷以及搬运过程中引起的损伤也会成为耦合电容器事故的隐患。由已有经验来看,存在的隐患包括夹板在制造加工过程中有缺陷,电容器油中所含芳香烃成分偏少、元件开焊、元件错位等。这些缺陷也是极易诱发放电现象。
   结论:电力电容器外部放电为电极或母线高压对箱体放电,内部放电为极板间放电。电容器内部放电是不可观测的。

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