探析電容器的故障

李志寧

引言：在泵站機電設(shè)備中，電容器是非常重要的機電設(shè)備，它在電路中的作用主要是無功補償，其故障形式是多種多樣的，電容器出現(xiàn)故障，會引起其它的電子元件處于非恒壓恒流電路環(huán)境中，使電子元件的壽命縮短，影響設(shè)備正常運行。電容器的壽命與現(xiàn)場的環(huán)境溫濕度有著密切的關(guān)系，當溫度越高、濕度越大時，其壽命會越短。本文對電容器常見故障的原因及查找方法進行了分析。

在泵站機電設(shè)備中，電容器是非常重要的機電設(shè)備，它在電路中的作用主要是無功補償，其故障形式是多種多樣的，電容器出現(xiàn)故障，會引起其它的電子元件處于非恒壓恒流電路環(huán)境中，使電子元件的壽命縮短，影響設(shè)備正常運行。電容器的壽命與現(xiàn)場的環(huán)境溫濕度有著密切的關(guān)系，當溫度越高、濕度越大時，其壽命會越短。本文對電容器常見故障的原因及查找方法進行了分析。

一、引起電容損壞的因素分析

（1）電容器的質(zhì)量不合格。電容器損壞最根本的原因就是生產(chǎn)質(zhì)量不合格。制造廠商在生產(chǎn)電容器時，如果空氣的清潔度達不到要求，使灰塵落入電容器內(nèi)，當電容器帶電時就會產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)效應(yīng)，導(dǎo)致電容老化非常迅速，以致電容器擊穿甚至發(fā)生爆炸。還有如果使用的材料不合格、制作工藝達不到要求等，均會使電容的質(zhì)量水平下降，甚至成為廢品。

（2）人為因素引起電容的損壞。對于一個質(zhì)量合格的電容器，如果在安裝時不按照要求去安裝，非常容易引起電容器損壞。例如在搬運過程中如果抓住電容器的套管進行搬運，極其容易造成裝配式瓷套管根部松動而漏油，因為電容器的套管與殼體之間的連接部位是承受外力最弱的地方。還有因為鋁排熱脹冷縮產(chǎn)生的擠壓力，特別容易引起電容器的上樁頭和套管的損壞漏油。所以連接電容器使用鋁排也是導(dǎo)致電容器漏油的主要原因之一。

（3）電容器的運行環(huán)境不良。因為環(huán)境溫度和濕度對電容器的壽命影響非常嚴重，在環(huán)境的溫度和濕度越大時，電容器的壽命會越短，所以延長電容器的使用壽命的方法就是將電容器置于最佳環(huán)境溫度中。

（4）電容器電路附屬設(shè)備故障。其附屬設(shè)備主要包括避雷器、中性點、中性點避雷器、放電線圈、接地刀閘、串聯(lián)電抗器、熔斷器等，其中熔斷器及串聯(lián)電抗器是相對重要的附屬設(shè)備。

另外，電容器電路系統(tǒng)不穩(wěn)定也是引起電容器故障的因素之一。電容器在短期內(nèi)過于頻繁的投切、電網(wǎng)電壓的波動，是增加電容組故障發(fā)生概率的主要誘導(dǎo)因素之一。經(jīng)過對電容器故障進行統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)，在夏季電網(wǎng)負荷高峰期時，因電網(wǎng)電壓造成電容器故障的概率遙遠高于其他季節(jié)電容器發(fā)生故障的概率。

二、電容器故障現(xiàn)象

電容器的損壞主要有內(nèi)部斷路、短路、漏電、容量下降等現(xiàn)象。而導(dǎo)致?lián)p壞的原因可能是多方面因素共同作用的結(jié)果。比如上述電容器本身質(zhì)量欠佳、電容器運行的外界環(huán)境較差、電容器長時間在高于工作電壓、高于工作電流的環(huán)境中運行。當電容器損壞后，常出現(xiàn)保險管或限流電阻燒斷、厚膜電路或開關(guān)管擊穿之類故障，或者電子電路出現(xiàn)死機無光無聲的現(xiàn)象。

（1）電容器鼓肚現(xiàn)象。電容器發(fā)生鼓肚現(xiàn)象是電容器所有故障現(xiàn)象中比例最大的一項。當內(nèi)部發(fā)生局部放電時，絕緣油就會產(chǎn)生大量的氣體，使外殼發(fā)生明顯鼓肚、塑性變形等現(xiàn)象。當鼓肚現(xiàn)象明顯時，電容器已經(jīng)不能再修復(fù)，應(yīng)立即停用并更換新電容器，以免發(fā)生爆炸危險。

（2）電容器滲油現(xiàn)象。電容器滲油油現(xiàn)象主要是由于電容器密封不嚴或不牢固等原因造成的。當電容器密封效果不好時，空氣和水分等雜質(zhì)就會進入電容器油箱內(nèi)部，造成絕緣受損而產(chǎn)生危險。

（3）電容器熔絲熔斷現(xiàn)象。電容器熔絲熔斷現(xiàn)象一般出現(xiàn)在大容量的電力電容器當中。主要損壞原因為電容器可能受潮、彈簧拉力下降、熔絲熔斷后不能順利拉出等。當單只電容器產(chǎn)生故障時，如果不能及時熔斷隔離，就會引起周邊電容器產(chǎn)生群爆或拒動現(xiàn)象，從而使電容器故障擴大。

（4） 電容器斷路、爆炸現(xiàn)象。一般情況下，電容器在斷路處的觸點位置會產(chǎn)生很強的火花。尤其是在高壓點火裝置中，當點火線圈次級感應(yīng)的高壓電動勢降低時，產(chǎn)生的火花相對較弱，導(dǎo)致裝置不能啟動。而電容器的爆炸現(xiàn)象，其根本原因是電容器極間游離放電造成的擊穿短路，使充入電容器內(nèi)的能量超過了電容器外殼的耐受能力而發(fā)生爆炸。

三、查找損壞電容器的方法

電容器的狀況可用萬用表來檢測上述故障。有些電容的損傷程度甚至可用肉眼直接觀察出來。比如，漏油、鼓肚或者爆炸的電容器，在其表面一般會有小洞、外表損壞或產(chǎn)生腐蝕、電路周圍存在油狀或其他情形的非正常積灰等現(xiàn)象。鼓肚、爆炸現(xiàn)象的電容器由于比較明顯，一般仔細觀察一下均可找出故障電容器，如果已產(chǎn)生這兩種現(xiàn)象，需更換合適電容，尤其是爆炸電容器的位置，還應(yīng)考慮電容器產(chǎn)生爆炸原因，進而改進電容器電路的設(shè)計方案，以保證在修理后能夠長期穩(wěn)定運行。

對于漏電現(xiàn)象的電容器，因電容器會異常發(fā)熱，在電路運行一段時間后，用手觸摸電容器，故障電容器會十分燙手，從而快速找到問題電容器，已將其更換。若是電容器電容容量減小，需檢測電容的電容量、耐壓、誤差等方面的參數(shù)，找出存在故障的電容器。

四、結(jié)束語

電容器是電路中穩(wěn)壓濾波的重要元件，因其屬于無功補償?shù)墓ぷ魈匦远淮罅渴褂谩５螂娙輷p壞引發(fā)故障的情況在電子設(shè)備中也是最高的，其中尤其以電解電容的損壞最為常見。在適宜電容工作的環(huán)境溫度下，合理的控制運行電壓、電流，是提高電容器的使用壽命、保證電路安全運行的主要途徑。因此，在電路電容器的設(shè)計使用時，應(yīng)充分考慮到電容器的配置與保護問題，選用合理的電抗器電抗率和合適的避雷器接線方案，以避免串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振、過電壓、過電流等情況的發(fā)生。另外，電路維護人員應(yīng)定期巡視電路運行情況，對電容器是否存在故障做出正確判斷與處理，保障電路安全可靠運行。

參考文獻

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（作者單位：紅寺堡揚水管理處）