高压电容器损坏故障分析

电容器运行电压过高 高压电容器运行电压可以反映出变电所母线系统电压的状况，并直接影响电容器的寿命和出力功能。高压电容器内部在运行中的有功功率损耗主要由介质损失和导体电阻损失两部分组成，而其中的介质损失占高压电容器总有功功率损耗的98%以上。高压电容器介质损耗会直接影响电容器的运行温度，可用下式表示： Pr=Qctgδ=ωCU2tgδ·10-3 式中Pr为高压电容器的有功功率损耗；Qc为高压电容器的无功功率；tgδ为高压电容器的介质损失角正切值；ω为电网角频率；C为高压电容器的电容率；U为高压电容器的运行电压。 由公式可知，高压电容器有功功率损耗与无功功率同高压电容器运行电压的平方成正比；随着运行电压的增高，高压电容器的有功功率损耗会迅速增加，进而温度升高的速度也会增加，游离增大，导致电容器的绝缘寿命降低。另外，因高压电容器连续运行的过电压一般定为额定电压的1.10倍，当电容器长时间处于过电压下运行时，会导致电容器产生过电流而损坏；所以，高压电容器组建需要安设完善的过电压保护装置。 电网高次谐波引起的过电流 当电网中的谐波电流流入电容器，就会叠加在高压电容器的基波电流上，使其运行电流增大，同时也会使高压电容器基波电压上的峰电压有效值增大。如果电容器容抗与系统感抗相匹配，会对高次谐波产生放大作用而产生过电流和过电压，引起电容器内部绝缘介质局部放电，使电容器产生鼓肚、熔丝群爆等故障。 电容器所接母线失压 如果电容器在运行中突然失去电压，可能会导致变电所电源侧瞬时跳闸或主变压器断开。若电容器在电源合闸或备用电源自动投入使用时未被移除，可能会导致电容器带负荷产生过电压而损坏。另外，当变电所失去电压恢复时不拆除电容器，可能会产生谐振过电压，使变压器或电容器损坏。因此，电容器应设置失压保护装置，保证电容器在所接母线失压后可靠动作，又可在母线电压恢复正常后可靠接入。 断路器操作产生的过电压 电容器断路器多采用真空断路器，当断路器合闸时，断路器触头可能会发生弹跳现象而产生过电压。虽然由此产生的过电压峰值较低，对电容器的影响也不大，但由于电容器年投切次数在千次以上，且断路器断开时可能引发击穿电容器的过电压，因此，必须采取有效的保护措施来限制断路器操作产生的过电压。

整流电路电感的应用

高压钠灯基本结构是在抽真空的灯管内安装一根半透明的多晶氧化铝陶瓷电弧管，电弧管应选用纯度较高的氧化铝及适当的颗粒度，使得透过率达97%左右。在电弧管的两端各装入一个电极，在钨电极螺旋中藏有包含氧化钡和氧化钙的化合物作为电子发射材料。高压钠灯的电弧管中充入约2.7kPa的氙气或氩气作为启动气体。在高压钠灯中，除了充钠之外，还要充入一定量的汞，以提高灯电压、光效和功率因数，减少导热率。由于高压钠灯的电弧管细而长，启动时需要一个至少千伏级的电压触发。高压钠灯在稳态下具有负阻特性。 缺点：工作效率低、功率因数差。且这些参数由于电路无反馈而不可控制，将随着输入电压变化而变化，并且也会随着灯的老化而恶化。电感镇流器的这些缺点导致系统成本增加，例如降低灯寿命带来的频繁更换成本、对电网污染带来的额外线路损耗以及电磁干扰带来可能的系统故障维护成本等等。 电感镇流器的工作原理： 电感镇流器原理如上图所示，当电路接入交流市电220V电压时（一般要大干180V才能保证有效启动），启动器IGN的B、N端短路，市电电压几乎全部被加在镇流器L上以对其充电。 此后启动器IGN将B、N端断开，并使B与LP端短路。由于高压钠灯尚未被点亮，处于关断状态，无电流流过，又因为电感上的电流不能突变，故电感上将产生至少上千伏的高压。该电压与市电一起被加在高压钠灯两端，使钠灯内的气体被击穿，灯被点亮。一般该过程被称为点火阶段。 点亮后的灯等效电阻很小，灯压很低，而此时与灯串联的电感交流阻抗抑制了灯电流，防止电流过大对电路带来损害。随着时间的推移，钠灯两端的电压开始升高，灯的等效阻抗增大，电流慢慢的减小， 达到其额定功率。由于电感的存在，有一部分的能量以电感绕线电阻发热和铁芯涡流损耗等方式被消耗掉，降低了整个电路的工作效率。