網絡的電流中往往有高次諧波存在,從而使受電端母線電壓發生畸變。母線電壓的畸變,對供電網絡、用戶以及某些電氣設備都產生有害影響。尤其是對并聯補償用的移相電容器,危害更大。因為移相電容器對高次諧波的阻抗小,常因電壓畸變而產生嚴重過電流,甚至燒壞電容器。另一方面,接在母線上的并聯電容器組,對高次諧波有放大作用,因而使母線電壓畸變更加嚴重,形成惡性循環。
在電容器回路中串入小值電抗器后,補償支路的諧波電抗也呈感性。它與系統中其他感性電抗并聯,使系統的諧波等值阻抗減小,從而減小了母線的諧波電壓,抑制了母線電壓的畸變。此外,它還能夠有效的減小電容器支路中由于高次諧波所引起的穩態諧波過電流,限制電容器組的合閘電流沖擊,減小電容器支路切斷時所產生的過電壓。因此,在電容器回路中串入小值電抗,無論對改善網絡的供電質量還是保證電容器的安全運行,都是非常必要的。
十四、 耦合電容器上要安裝接地刀閘
耦合電容器的主要用途是:使強電和弱電兩個系統通過電容耦合,利用高壓輸電線路作為載波通道,構成高頻訊號的通路,利用高壓工頻電流進入弱電系統,使兩種不同的系統隔離,以保證人身安全。
在供載波通訊用的耦合電容器回路上,其耦合電容器的低壓出口裝有一組接地刀閘,當合上此刀閘時,高頻載波訊號即被大地短接,通訊中斷,并起保安接地作用。
如果耦合電容器還帶有電能抽取裝置,則在抽取裝置前面也要接一組接地刀閘,作為抽取裝置二次回路的保安接地。但當抽取裝置停用以后,如果合上該接地刀閘,應注意此時高頻通訊信號也被短接,所以事先應與有關部門聯系。而當合上載波通訊回路前的接地刀閘時,則不會影響抽取裝置的工作。
兩個接地刀閘均應在耦合電容器無故障的情況下進行操作。
十五、 耦合電容器上要裝放電燈泡或閥式放電器
載波機和電能抽取裝置回路,主要是通過耦合電容器與高壓輸電線路直接耦合的。如果耦合電容器的內部元件被擊穿或串聯元件中任一元件開路,都將產生危險的高電壓。為了防止高壓竄入二次回路,在抽取裝置和載波通訊裝置前都應安裝放電燈或閥式放電器,一旦出現過電壓,可通過它們放電,以保護設備和人身的安全。
十六、 不允許在電容器組裝設自動重合閘裝置
自動重合閘,是指斷路器跳閘后,不用工作人員操作,自動重新合閘。由于是電容器放電需要一定時間,當電容器的斷路器跳閘后,如果立即重合閘,則電容器來不及放電,此時可能由于殘存的電荷的極性相反,在合閘的瞬間會產生很大的沖擊電流,導致電容器損壞,甚至引起爆炸。因此電容器組不但不允許裝設自動重合閘裝置,相反應裝設無壓釋放的跳閘裝置。
十七、 禁止電容器組帶電荷合閘
在交流電路中,如果電容器帶電荷再次合閘,則電容器可能承受2倍以上的額定電壓(峰值),這對電容器是有害的。同時,也會產生很大的沖擊電流,導致熔體熔斷或斷路器跳閘。因此,電容器組每次拉閘之后,必須先進行放電,待電荷消失后再行合閘。
從理論上講,電容器的放電,需要一段相當長的時間才能放完,但實際上只要放電電阻選擇得合適,一般1分鐘左右就可完成放電。所以,運行規程規定;電容器組每次重新合閘,必須在電容器斷開3分鐘后進行,以保證安全。
十八、 操作以氯化聯苯為浸漬介質的電容器應注意的事項
氯化聯苯為有毒化學物質,其特點是含氯越高,毒性越大。目前國產的氯化聯苯電容器浸漬液中,三氯聯苯所占比重約為90%,其余為多氯聯苯混合物,氯化聯苯屬于慢性中毒物質,其毒性與擴散在空氣中的濃度有關。規程規定,氯化聯苯擴散濃度不得超過1毫克/米<sup>3</sup>。接觸這類電容器(特別是滲漏嚴重的電容器)應注意以下事項:
(1) 工作時必須戴防毒口罩和橡膠手套,避免氯化聯苯液體沾污衣服(皮膚的破口處要絕緣對防止沾染),工作完畢應換洗衣服。
(2) 電容器室內應有良好通風條件,進入電容器室前應先開動通風裝置。
(3) 氯化聯苯不易燃,燃燒后產生濃煙,污染空氣。因此,清擦、檢修用過的棉紗和從滲、漏嚴重的電容器上拆下的報廢零件,不得隨意亂扔或燒掉,也不可深埋,一般暫時裝在塑料袋內并封口,統一進行處理。
(4) 氯化聯苯及其污染物應置于專用的焚燒爐中進行燃燒處理,使其在高溫(1200℃以上)下燃燒分解成氯化氫和二氧化碳。
使用氯化聯苯作電容器的浸漬介質,具有介電系數高、化學性能穩定、電容器體積小(比礦物油電容器幾乎小2/3)等優點。但是,由于它有毒性以及對環境的污染,在未找到有效的控制、處理辦法以前,只能是限制它的應用。
十九、 電容器的額定電壓與電源電壓不符能否使用
通常,電容器的補償容量與加于電容器的電壓的平方成正比,即
Q=2πfCU<sup>2</sup>(千乏)
因此,當電容器的額定電壓與電源電壓不符時,無功容量將相應發生變化。
如果電源電壓過高,雖然Q值也相應提高,但是通過電容器的電流將增大,使電容器過載。另外,電壓過高,也可能使電容器過熱、擊穿或損毀;如果電源電壓過低,則補償效果將大為降低,因此很不經濟。
所以,一般不允許使用額定電壓與電源電壓(或系統電壓)不符的電容器。至于電網電壓波動,雖也存在上述問題,但是,如果波動不大,則影響也不會太嚴重。運行規程規定,當電源電壓為電容器額定電壓的1.1倍及以上時,電容器應停止運行,待電源電壓恢復正常后,電容器才可重新投入運行。
二十、 造成電容器過電壓運行的原因
造成電容器過電壓運行的原因有以下幾種:
(1) 由于串聯電容器的電壓分布與電容成反比,當將數個電容值不同的單臺電容器組串聯后接入電網時,電容值低的電容器就可能產生過電壓。
(2) 當電容器組為中性點不接地的Y形接線時,由于各相的電容不同,也會造成三相電壓不平衡,使某一相過電壓運行。
(3) 接有電抗器的電容器組,因有電抗存在,其端電壓可能升高。
(4) 輕載時,母線電壓有時會高于電容器的額定電壓。
二十一、 電容器的運行中的異常現象
在電容器的運行中常出現以下異常現象:
(1) 電容器外殼鼓肚。
(2) 套管和油箱漏油。
(3) 溫升過高。此外,在電容器的運行中有時也會出現某種不正常的“咕咕”聲,這表明內部有局部放電現象,主要是內部絕緣介質電離而產生空隙造成的,這種現象是絕緣崩潰的先兆。遇到這種情況,應使電容器立即停止運行,并進行檢查處理。
二十二、 電容器的損壞類型及規律
補償電容器損壞的類型很多,一般可歸納為以下幾種:
(1) 初期性故障。這是指剛送電或送電不久就發生故障,多是制造工藝不良或有嚴重缺陷造成的。
(2) 偶發生性故障。這是指運行中通風不良而過熱、外力破壞、操作過電壓或雷電等原因造成損壞。
(3) 磨損性故障。這是電容器運行多年后,由于絕緣老化和內部游離等原因,造成絕緣的電氣強度降低而引起的損壞。
電容器損壞的一般規律是:
(1) 高壓電容器多于低壓電容器。
(2) 夏季多于其他季節。
(3) 安裝在室外的多于裝在室內的。
(4) 在頻繁過電壓和過負荷情況下運行損壞較多。
(5) 開關操作頻繁的損壞較多。
(6) 管理維護不善、通風不良的,損壞較多。
二十三、 電容器發生爆炸事故的原因
電容器因故障而損壞,進而發生爆炸的主要原因是:
(1) 由于制造質量差等原因,電容器的內部元件擊穿。
(2) 由于套管密封不良而進入潮氣,降低了絕緣電阻;由于滲、漏油、油面下降,從而導致對外殼放電或元件擊穿。
(3) 內部游離和鼓肚。當電容器內部產生電暈、擊穿放電和嚴重游離時,電容器在過電壓作用下,會產生一系列物理、化學、電氣效應,加速絕緣老化、分解而產生氣體,形成惡性循環,以致箱殼壓力增大,造成箱壁外鼓進而導致爆炸。
(4) 絕緣損壞,尤其是高壓側引出線制造工藝不良、邊緣不平、有毛刺或嚴重變折時,尖端容易產生電暈,電暈使油分解、箱殼膨脹、油面下降而造成元件擊穿。此外,在封蓋時如果轉角處燒焊時間過長,破壞了內部絕緣,降低了擊穿電壓,也易導致電容器損壞,進而引起爆炸事故。
(5) 當進行帶電合閘時,在合閘的瞬間,電壓極性可能與電容器殘留電荷的極性相反,因而引起爆炸。
(6) 通風不良、溫升過高、嚴重過電壓和電壓諧波分量大,也會引起爆炸。
二十四、 在哪些情況下應將電容器組立即退出運行。
電容器組出現下列情況之一時,應立即退出運行:
(1) 電容器爆炸。
(2) 電容器嚴重噴油或起火。
(3) 瓷套管嚴重放電閃絡。
(4) 按點嚴重過熱或熔化。
(5) 電容器內部或放電設備有異常聲響。
(6) 電容器外殼異形膨脹。
(7) 環境溫度超過40℃。
二十五、 為什么不能將外殼鼓肚的電容器降級使用
電容器外殼鼓肚的原因是:在制造過程中未能排盡內部氣體,因而當電壓升高時,會導致內部放電,引起絕緣材料分解,并產生氣體,增大油箱內部壓力,從而造成電容器外殼鼓肚。此外,在電容器的運行中,由于溫升過高等因素的影響,也可能導致電容器的外殼鼓肚。
無論哪種原因造成電容器外殼鼓肚,均表明其內部的某些元件已擊穿。如果繼續使用,擊穿處仍將不斷產生電弧,使油分解。繼續不斷地產生氣體,最后電容器將因體積過分膨脹而爆炸。即使降級使用(降低使用電壓)也無法避免。因此,一旦發現電容器外殼鼓肚,應立即使其退出運行,嚴禁采用降低使用電壓的方法繼續使用。
二十六、 電容器的保護裝置跳閘后的處理
電容器的保護裝置跳閘后,應根據動作情況對故障原因進行判斷,在查明原因和消除故障以前,不允許對電容器強行試送電。為了確保安全,首先應檢查電容器開關、電流互感器、電力電纜和接線有無缺陷,以及各個電容器有無發熱、噴油、外殼鼓肚和套管放電等異常現象。若發現缺陷或異常現象,應立即更換電容器或采取相應的措放,待恢復正常后進行試送電。如果未見異常,則可能是外部故障造成母線電壓波動而導致保護裝置跳閘。查實后,可進行試送電。如果保護裝置再次跳閘,則應對保護裝置進行全面的電氣試驗,以及對電流互感器作特性試驗。如果仍查不出故障原因,就需拆開電容器組,逐臺進行試驗,直至找出原因為止。
二十七、 移相電容器在運行中應注意的事項
在移動電容器的運行中,應隨時監視其運行電壓、電流和周圍環境溫度,這些參數值不得超出制造廠規定的范圍。具體地說,應注意以下事項:
(1) 運行電壓不得超過電容器額