在低壓電力系統中，使用電力電容器是為了提高系統的功率因數，減少無功損耗。電力電容器在運行中發生損壞甚至爆炸的事故時有發生，輕則損壞配電設備，重則破壞建築物並引起火災。下面分析其原因並提出預防措施。
一，電力電容器爆炸原因
1，主要原因。
單個電力電容器由三個電容器連接成△形，裝在變壓器油的密封容器中，頂端引出三個接線端子，如圖l所示。圖中C是由一組電容器(兩隻、三隻或更多)並接而成。
設A、B相間某一電容器被擊穿(見圖2)。圖2是A、B相間的等效電路。其R為被擊穿電容的等效電阻。由於電容器的擊穿是一個逐漸的過程，等效電阻R是一個可變的動態電阻。電容器擊穿過程中，電容會產生焦耳熱，焦耳熱的表達式為
因R動態電阻是由大變小，時間越長，產生的熱量越多。當電容有過大的漏電流或擊穿時，電容器在很短時間內產生很大的熱能，這些熱能使電容器內的油分解產生大量氣體，這時電容器殼體承受不了這種劇烈增大的壓力，造成殼體損壞甚至爆炸。
2，次要原因。
電容器作為功率因數補償，電容器的投退量與系統有關。若頻繁操作時，來電的電壓極性正好與電容組殘留電荷極性相反，會產生很大電流，這也是電容器損壞的原因。
二，預防電力電容器損壞的措施。
1．正常情況下，可根據每組相電容器通過的電流有效值的大小，按1.5～2倍，配以快速熔斷器。若電容被擊穿，則快速熔斷器會熔化而切斷電源，保護電容器不會繼續產生熱量。
2．在補償櫃上每相安裝電流表，保證每相電流相差不超過±5％，若發現不平衡，立即退出運行，檢查電容器。
3．監視電容器的溫升情況。
4．加強對電容器組的巡檢。電容器漏電流過大通常有如下現象：電容器的引出線套管部位發生滲油；電容器鼓肚。有些電容沒有滲油，便會發生鼓肚現象。
發現上述情況，則電容器應退出運行，以防爆炸。 電容器損壞一般易發生在夏天高溫期，在這段時間內，更應加強巡視。
三，引起電容器損壞以致發生爆炸的原因。
（1）電容器內部元件擊穿：主要是由於製造工藝不良引起的．
（2）電容器對外殼絕緣的損壞。電容器高壓側引出線由薄鋼片製成，如果製造工藝不良．邊緣不平有毛刺或嚴重彎折，其尖端容易產生電暈，電暈會使油分解、箱殼膨脹、油麵下降而造成擊穿。另外，在封蓋時，轉角處如果燒焊時間過長，將內部絕緣燒傷併產生油汙和氣體，使電壓大大下降而損壞。
（3）密封不良和漏油：由於裝配套管密封不良，潮氣進入內部，使絕緣電阻降低；或因漏油使油麵下降，導致極對殼方向放電或元件擊穿。
（4）鼓肚和內部遊離：由於內部產生電暈、擊穿放電和嚴重遊離，電容器在過電壓的作用下，使元件起始遊離電壓降低到工作電場強度之下，由此引起物理、化學、電氣效應，使絕緣加速老化、分解，產生氣體，形成惡性循環，使箱殼壓力增大，造成箱壁外鼓以至爆炸。
（5）帶電荷合閘引起電容器爆炸：任何額定電壓的電容器組均禁止帶電合閘。電容器組每次重新合閘，必須在開關斷開的情況下將電容器放電3min後才能進行，否則合閘瞬間的電壓極性可能與電容器上殘留電荷的極性相反而引起爆炸。為此，一般規定容量在160kvar以上的電容器組，應裝設無壓時自動跳閘裝置，並規定電容器組的開關不允許裝設自動重合閘。
（6）此外，還可能由於溫度過高、通風不良、運行電壓過高、電壓諧波分量過大或操作過電壓等原因引起爆炸。
四，電容器爆炸經典原因分析與處理。
環境溫度高。
環境溫度過高是引起電容爆炸的原因之一。補償屏應移至單一通風控制室,並應在電容器外殼上貼示蠟片(示溫片),值班人員可以從顯示的溫度來間接地監視電容介質溫度。
電壓極不穩定。
我們從公式QC=2πfCV2中可以看出:電容器的無功容量與電壓的平方成正比。當電壓降低時,電容器的無功容量將按電壓的平方成正比地相應減少,即電容器的容量得不到充分利用。當運行電壓升高時會使電容器的溫升增加,甚至使電容器的熱平衡破壞而引起電容器爆炸。因此國標規定:電容器允許在1.1倍額定電壓下長期運行,但每24h內在1.15倍額定電壓下運行的時間不得超過30min。
諧波電流的存在。
諧波電流的存在常使電容器發生異常的響聲,嚴重時引起電容器膨脹,這是引起電容器爆炸的原因之三。發生這種情況的主要原因是
(1)高次諧波電流疊加於基波電流,使電容器總電流增大;
(2)某一高次諧波在系統感抗和電容器容抗之間引起並聯諧振,使流入電容器的電流成倍增長;
(3)電容器內部對某一高次諧波發生局部串聯諧振,從而引起過負荷。
總結： 處理措施。
為了防止這些情況發生,可以在補償電容器組的每相內串接一個空心電抗器來限制電流。使電容電路的合成電抗對於高次諧波而言,變為感性電抗。在高次諧波中,3次諧波因變壓器的△連接而被短路,因此這是針對5次以上諧波的措施。若選擇串聯電抗器的電抗使5次諧波諧振時,則5次諧波被短路,對5次諧波以上的高次諧波,因電容迴路變為電感性,所以波形被改善,從而根本上消除了產生諧振的可能。防諧振串聯空心電抗器的電抗可以通過計算得出:
即XL＞4％XC
式中:L——串聯電抗器的電感,H;
C——補償電容器的容量,F;
XL——串聯電抗器的感抗,Ω;
XC——補償電容器的容抗,Ω。
由此可知,串聯電抗
器的電抗約為容抗的4%以上即可。因考慮到系統頻率偏低,出現事故時電容器容量減少,實際上選用感抗為5%～6%XC。
閱讀更多 閩電科技 的文章
