自愈式并聯(lián)電容器維修
金屬化膜并聯(lián)電容器由于絕緣擊穿時(shí)具有自愈性能(即自行恢復(fù)絕緣的性能),因此又稱為自愈式并聯(lián)電容器。在低壓配電系統(tǒng)的無(wú)力補(bǔ)償中,自愈式低壓并聯(lián)電容器已被廣泛地使用,出現(xiàn)故障甚至損壞的情況也相當(dāng)多。但損壞原因并不一定是質(zhì)量問(wèn)題:有時(shí)是因使用不當(dāng),有時(shí)是因電網(wǎng)本身的原因造成。尤其是后者的情況更為復(fù)雜。
為了更好地分析損壞的原因,在此簡(jiǎn)單地把自愈式低壓并聯(lián)電容器是以單面電暈處理的聚丙烯膜為介質(zhì),單面真空蒸鍍金屬層為極板,采用無(wú)感繞法而形成圓柱體,在圓柱體兩端噴金,焊接引線,然后封裝成為電容元件,*后把元件裝在金屬外殼中,成為電容器成品。
1.過(guò)電壓造成電容器的損壞及對(duì)策
因?yàn)殡娙萜鞯慕橘|(zhì)損耗PS與電容器端電壓的平方成正比,即
PS=2πFCU2TANδ(W)
式中F——電網(wǎng)的頻率,HZ
C——電容器的電容值,μF
U——電容器端電壓,KV
TANδ——電容器的損耗角正切值
由上述可知,如果電容器端電壓增高,介質(zhì)損耗將會(huì)顯著增加,當(dāng)長(zhǎng)期超過(guò)額定電壓時(shí),將使電容器很快發(fā)熱,加速絕緣老化,使聚丙烯膜擊穿。
(1)配電線路的運(yùn)行電壓高于電容器的額定電壓
這就要求在選擇電容器時(shí),先要了解線路的電壓質(zhì)量狀況,然后選擇適合該線路運(yùn)行電壓的電容器。一般情況下,要求電容器的額定電壓比線路電壓高5%,例如380V系統(tǒng)選擇400V電容器,660V系統(tǒng)選用690V電容器。
在電網(wǎng)運(yùn)行中,如果變壓器二次側(cè)電壓過(guò)高,要適當(dāng)調(diào)低,以免電容器損壞。
GB50227-95《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》范定“電容器運(yùn)行中承受長(zhǎng)期工頻過(guò)電壓,應(yīng)不大于電容器額定電壓的1.1倍。”所以,一般規(guī)定,當(dāng)電網(wǎng)電壓長(zhǎng)期超過(guò)電容器額定電壓10%時(shí),應(yīng)將電容器退出運(yùn)行。
(2)帶電荷合閘
如果電容器在帶有電荷的情況下合閘,會(huì)造成電壓疊加,使電容器承受超過(guò)額定電壓很多的電壓值而使電容器損壞。因此,電容器在從電網(wǎng)中切下來(lái)后,必須進(jìn)行充分的放電后才能再行投入。一般情況下,低壓電容器都裝有放電電阻,有時(shí)還在低壓無(wú)功補(bǔ)償柜中安裝放電燈泡。
根據(jù)GB12747—91《自愈式低電壓并聯(lián)電容器》4.11的規(guī)定——放電電阻應(yīng)使電容器斷電后3MIN內(nèi)能從√2UN(UN為額定電壓)放電至50V以下。所以運(yùn)行規(guī)程中規(guī)定,電容器組重新投入時(shí),必須在電容器組斷開(kāi)3MIN后進(jìn)行(400V的為1MIN)。自動(dòng)投切的電容器,放電時(shí)時(shí)間根據(jù)上述要求,由功率因數(shù)補(bǔ)償控制器自動(dòng)控制。
若由接觸器投切電容器組,當(dāng)接觸器使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),或者吸合的電動(dòng)力過(guò)小造成二次吸合、產(chǎn)生重合閘現(xiàn)象,可能使電容器損壞。還有,由于觸頭燒壞,造成拉弧,引起操作過(guò)電壓,也會(huì)使電容器損壞。所以,在電容器的損壞運(yùn)行過(guò)程中,除要定期對(duì)電容器檢查外,還要對(duì)接觸器等電器配件進(jìn)行檢查,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
2.合閘涌流造成電容器的損壞及對(duì)策
電容器組頻繁投切而產(chǎn)生的合閘涌流,雖然時(shí)間很短,但它的幅值很大,頻率很高,會(huì)加速絕緣的老化。涌流倍數(shù)越大,相應(yīng)的頻率也就越高,電容器在較高頻率的作用下,*容易發(fā)生元件端部放電,造成電容器損壞。對(duì)于自愈式低壓并聯(lián)電容器來(lái)說(shuō),過(guò)大的涌流可能會(huì)使電容器元件的噴金層脫落。
在低壓線路的無(wú)功補(bǔ)償中,一般選擇電容器專用投切接觸器來(lái)限制合閘涌流。另外,也有采用內(nèi)置小電抗的電容器來(lái)限制合閘涌流。
3.諧波的危害及對(duì)策
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,電網(wǎng)中非線性負(fù)荷大量增加。非線性負(fù)荷引起電網(wǎng)電壓波形發(fā)生畸變,產(chǎn)生諧波。
電力系統(tǒng)中的諧波電流一般有3、5、7、9、11、13等次諧波。諧波電流是在基波電流基礎(chǔ)之上產(chǎn)生的附加電流。諧波電流在介質(zhì)中產(chǎn)生額外的附加損耗,使介質(zhì)發(fā)熱,絕緣老化。當(dāng)諧波電流過(guò)大時(shí),可能使介質(zhì)絕緣損壞。
在低壓配電系統(tǒng)中,一般是裝設(shè)各種抑制諧波的裝置使通過(guò)電容器的諧波電流減少。例如裝設(shè)濾波裝置,或通過(guò)適當(dāng)?shù)木€路設(shè)計(jì)和參數(shù)組合,使無(wú)功補(bǔ)償電容器既起無(wú)功補(bǔ)償作用,又起濾波作用,或使用耐受諧波的電容器。
4.環(huán)境溫度的影響及對(duì)策
環(huán)境溫度對(duì)電容器的影響也很大,一般自愈式低壓并聯(lián)電容器的工作環(huán)境溫度為-25。C~50。C(戶內(nèi)型)和-40。C~50。C(戶外型)。對(duì)電容器一般應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施,以保持工作環(huán)境溫度在允許范圍之內(nèi)。