【摘要】目前我國所投運(yùn)期間運(yùn)行的直流輸電系統(tǒng)，容易發(fā)生各種的電容器故障，對(duì)高壓輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響，并且隱藏著重大的安全隱患。針對(duì)高壓直流輸電工程中電容器所頻繁發(fā)生的故障現(xiàn)象，本文主要對(duì)濾波電容器接頭發(fā)熱、電容器滲漏油、電容器擊穿導(dǎo)致電容值變化類故障進(jìn)行了研究分析，通過分析，從技術(shù)規(guī)范和運(yùn)行維護(hù)方面給出了改進(jìn)建議，為高壓現(xiàn)場維護(hù)人員和工程施工人員提供了參考。
【關(guān)鍵詞】電容器； 故障； 漏油；措施
隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，高壓直流輸電系統(tǒng)的架設(shè)，在我國投入運(yùn)行的高壓直流輸電系統(tǒng)所頻繁發(fā)生的各類故障，不僅嚴(yán)重影響到輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，更對(duì)系統(tǒng)安全帶來嚴(yán)重的安全隱患，只有找出存在于電容器運(yùn)行中的隱患，及時(shí)的從技術(shù)規(guī)范和運(yùn)行維護(hù)方面進(jìn)行解決，才能保障高壓直流輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保障維護(hù)人員和施工人員的生命安全，保障國家經(jīng)濟(jì)不收損失。
1、 當(dāng)前電力電容器分類及功能介紹
電力電容器按照應(yīng)用于高壓直流系統(tǒng)的電力電容器劃分為： 耦合電容器、沖擊電容器、開關(guān)均壓電容器、濾波電容器。耦合電容器主要用于載波通信以及測量、 控制和保護(hù)，沖擊電容器用于直流場中性母線與地之間，吸收因雷電沖擊或其他接地故障在該處所釋放的能量，同時(shí)濾除流經(jīng)該處的各次非特性諧波。濾波電容器用于濾波、提供無功與穩(wěn)壓，分為直流濾波電容器、交流濾波電容器。
2 、濾波電容器所發(fā)生的故障情況分析
2.1 電容器接頭發(fā)熱故障分析
1)電容器與母排連接處發(fā)熱連接結(jié)構(gòu)
該類問題發(fā)熱的原因?yàn)樵撨B接處的哈夫線夾出現(xiàn)氧化、導(dǎo)線散股、螺栓出現(xiàn)松動(dòng)、銅鋁過渡板未正確安裝。在電容器特維工作中，為避免在電容器拆動(dòng)恢復(fù)后增加發(fā)熱隱患，工作人員在測量橋臂電容器時(shí)不解開 C1電容器塔的進(jìn)線連接處，而是解開 C1電容器塔的尾部出線。而從投運(yùn)后的發(fā)熱點(diǎn)分布來看，工作中拆解過的連接處均未出現(xiàn)過發(fā)熱，反而是工作中未拆解過的高壓塔進(jìn)線母排的連接處由于哈夫線夾長久運(yùn)行熱脹冷縮以及老化而頻繁出現(xiàn)發(fā)熱缺陷。此外，少數(shù)電容器與母排連接處發(fā)熱原因?yàn)樵撨B接處的銅鋁過渡板未正確安裝，導(dǎo)致載流性能不好。
2）電容器套管接頭發(fā)熱連接結(jié)構(gòu)
電容器套管接頭發(fā)熱的原因主要為接頭處的哈夫線夾老化、開裂，部分發(fā)熱原因?yàn)榻宇^螺栓出現(xiàn)松動(dòng)。 特別是天廣與高肇直流，電容器套管接頭處的哈夫線夾老化、氧化的現(xiàn)象較為明顯，與設(shè)備接頭老化情況有關(guān)。對(duì)于兩渡站點(diǎn)出現(xiàn)電容器套管接頭發(fā)熱的原因均為套管接頭處螺栓出現(xiàn)松動(dòng)，考慮到設(shè)備投運(yùn)時(shí)間不長，短期內(nèi)出現(xiàn)較多的因螺栓松動(dòng)導(dǎo)致的發(fā)熱問題，初步分析為設(shè)備廠家在現(xiàn)場安裝過程中質(zhì)量把關(guān)不嚴(yán)導(dǎo)致。
3）電容器引線發(fā)熱。
導(dǎo)致電容器引線發(fā)熱的原因主要為連接引線隨著投運(yùn)時(shí)間的增加逐漸出現(xiàn)老化、散股等現(xiàn)象。 通過電容器引線的改造項(xiàng)目，將老化散股現(xiàn)象較為嚴(yán)重的引線全部更換為通流能力更強(qiáng)且?guī)в薪^緣護(hù)套的鍍錫銅絞線，加強(qiáng)了抗老化的能力，此后該類缺陷得到了較好的控制。
2.2電容器滲漏油故障分析
滲漏油的部位主要位于電容器套管根部、注油口處、套管引線接頭處以及本體吊攀焊縫處。
1)電容器套管根部。
一般出現(xiàn)在電容器滲油部位在瓷套根部與電容器本體連接處，因?yàn)樘坠芘c本體連接縫隙處采用的均是錫焊技術(shù)進(jìn)行焊接密封，而非壓接技術(shù)。 錫焊技術(shù)的缺點(diǎn)在于電容器投運(yùn)時(shí)溫度升高，長時(shí)間的運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致錫焊脫落從而出現(xiàn)滲油問題。
2）電容器注油口處
滲油出現(xiàn)在注油口的封堵處，原因?yàn)樽⒂涂诜舛鹿に嚥划?dāng)，造成密封不良。
3）電容器引線套管接頭處 。
滲油出現(xiàn)在電容器引線套管接頭處，由于電容器接頭發(fā)熱，溫度升高致使焊錫熔化后滲油。 此外，焊錫材料控制不嚴(yán)或者焊錫密封時(shí)的厚度不均，也會(huì)造成滲油。
2.3電容器電容變化故障分析
電容器因?yàn)閾舸⿲?dǎo)致電容值發(fā)生變化的故障原因主要有以下幾點(diǎn)：
1）電容器元件的固體絕緣介質(zhì)存在電弱點(diǎn) ，在工作電壓下會(huì)有輕微局部放電，使元件絕緣逐漸受損，最后發(fā)生擊穿現(xiàn)象；
2）內(nèi)熔絲連接線原本應(yīng)可靠焊接在元件端部 ，在電容心子的制造過程中出現(xiàn)了虛焊現(xiàn)象。 在電容器長期的運(yùn)行過程中，虛焊的連接線頭會(huì)出現(xiàn)異常發(fā)熱進(jìn)而燒灼破壞元件的端面絕緣。 絕緣破壞將擴(kuò)大故障范圍，使得原本單個(gè)故障元件的隔離演變成包括故障元件在內(nèi)的多個(gè)完好元件的被隔離，使得電容器電容值發(fā)生變化；
3）電容器內(nèi)有雜塵或元件表面不清潔 ，電容器內(nèi)部場強(qiáng)環(huán)境復(fù)雜，若存在放電顆�；蛟砻鎴鰪�(qiáng)不均，很容易導(dǎo)致元件擊穿；
4）電容器放電電阻過于集中，導(dǎo)致熱過于集中，電阻器表面絕緣介質(zhì)過熱，使電容器運(yùn)行中發(fā)生絕緣劣化，而易發(fā)生擊穿故障。
3、電力電容器相關(guān)運(yùn)維及改進(jìn)措施
3.1技術(shù)規(guī)范階段
1）所提供的電容器應(yīng)采用不銹鋼外殼 。 設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮在電容器的壽命期內(nèi)因預(yù)期的環(huán)境溫度變化和負(fù)荷條件，包括短期和暫態(tài)負(fù)荷條件的變化所引起的膨脹和收縮。
2）單臺(tái)電容器應(yīng)當(dāng)用螺絲和螺母緊固在電容器臺(tái)架上。 每臺(tái)電容器的安裝應(yīng)便于從臺(tái)架上拆卸和更換而不需拆除其他部件或臺(tái)架的任何部分。 每臺(tái)電容器都應(yīng)帶有吊孔或類似裝置以便將他吊裝到臺(tái)架上或吊離臺(tái)架。 當(dāng)單臺(tái)電容器較重時(shí)，應(yīng)提供專門的搬運(yùn)工具。
3）2 臺(tái)電容器套管之間應(yīng)采用軟聯(lián)結(jié)導(dǎo)線 ，避免電容器因連接線的熱脹冷縮使套管受力而發(fā)生滲漏油故障。
4）對(duì)戶外安裝的單臺(tái)電容器單元出線端子以及連接線必須加裝阻燃的絕緣外套。 外套應(yīng)使用在戶外條件下不易老化和脆化的材料制成，防止在檢修過程中大量脫落。
5）每臺(tái)電容器內(nèi)均壓電阻應(yīng)能在外絕緣污穢和潮濕情況下保持電容器各串聯(lián)段上的電壓均勻分布。 均壓電阻的布置方式不建議采取集中放置方式。
6）戶外電容器接至匯流排的接頭應(yīng)采用銅質(zhì)線鼻子和銅鋁過渡板結(jié)合連接的方式，不應(yīng)采取哈夫線夾連接方式。
3.2產(chǎn)品制造階段
因電容器電容值變化、電容器滲漏油跟產(chǎn)品制造時(shí)的工藝密切相關(guān)，要求廠家有針對(duì)性加強(qiáng)材料檢測控制、制作流程監(jiān)督檢查、工藝質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。如加強(qiáng)薄膜材料質(zhì)量把控，防止熔絲虛焊，控制焊接溫度下限標(biāo)準(zhǔn)等。
3.3 電容器運(yùn)維階段
1）對(duì)于電容器與母排連接處的發(fā)熱缺陷 ，在年度檢修工作中專門針對(duì) C1電容塔高壓進(jìn)線處進(jìn)行檢查維護(hù)，對(duì)該處的哈夫線夾進(jìn)行清洗打磨并緊固。對(duì)銅鋁過渡板安裝造成的發(fā)熱進(jìn)行專項(xiàng)檢查。
2）開展電容器本體更換 ，主要考慮老舊的國產(chǎn)電容器因前期工藝和生產(chǎn)技術(shù)原因，易出現(xiàn)接頭處的滲漏油和內(nèi)部故障，采用新產(chǎn)電容器逐步替換，降低電容器本體缺陷出現(xiàn)的概率。
3）開展整組濾波電容器的哈夫線夾及連接引線的更換改造工作，降低因金具老化出現(xiàn)的發(fā)熱問題，將原電容器連接線更換為帶有絕緣護(hù)套的鍍錫銅絞線，可進(jìn)一步加強(qiáng)抗老化的能力。
4、結(jié) 語
對(duì)高壓直流輸電工程用電力電容器故障原因分析結(jié)果表明，電容器接頭發(fā)熱主要原因?yàn)檫B接處的哈夫線夾出現(xiàn)氧化、導(dǎo)線散股、螺栓松動(dòng)，電容器引線發(fā)熱原因?yàn)橐�老化散股。 對(duì)滲漏油電容器分析表明，漏油部位主要位于電容器套管根部、注油口處、引線套管接頭處以及本體吊攀焊縫處。 此外，連接線頭虛焊異常發(fā)熱導(dǎo)致元件端面絕緣破壞、電容器內(nèi)有雜塵或元件表面不清潔、電容器放電電阻過于集中、壓接處放電產(chǎn)生電弧等原因，都會(huì)誘發(fā)電容器擊穿故障。
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