电气设备运行与维护-项目四

任务一接地装置运行维护过程分析接地装置运行时，接地线和接地体会因外力破坏或腐蚀而损伤或断裂，接地电阻也会随土壤变化而发生变化，因此必须对接地装置定期进行检查和试验。１.检查周期（１）变（配）电所的接地装置一般每年检查一次。（２）根据车间或建筑物的具体情况，对接地线的运行情况一般每年检查１～２次。（３）各种防雷装置的接地装置每年在雷雨季前检查一次。（４）对有腐蚀性土壤的接地装置，应根据运行情况一般每３～５年对地面下接地体检查一次。下一页返回任务一接地装置运行维护（５）手持式、移动式电气设备的接地线应在每次使用前进行检查。（６）接地装置的接地电阻一般１～３年测量一次。２.技术要求（１）变（配）电所的接地装置。接地体应水平敷设，采用长度为2.5ｍ、直径不小于12ｍｍ的圆钢或厚度不小于４ｍｍ的角钢，或厚度不小于４ｍｍ的钢管，并用截面不小于25ｍｍ×4ｍｍ的扁钢相连为闭合环形，外缘各角要做成弧形。接地体应埋设在变（配）所墙外，距离不小于３ｍ，接地网的埋设深度应超过当地冻土层厚度，最小埋设深度不得小于０.６ｍ。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护变（配）电所的主变压器，其工作接地和保护接地分别与人工接地网连接。避雷针（线）宜设独立的接地装置。（２）易燃易爆场所的电气设备的保护接地。金属结构均应接地，并在管道接头处敷设跨接线。接地干线与接地体的连接点不得少于两个，并在建筑物两端分别与接地体相连。（３）直流设备的接地。由于直流电流的作用，对金属腐蚀严重，使接触电阻增大，因此在直流线路上装设接地装置时，不能利用自然接地体作为ＰＥ线或重复接地的接地体和接地线，且不能与自然接地体相连。直流系统的人工接地体，其厚度不应小于５ｍｍ，并要定期检查侵蚀情况。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（４）手持式、移动式电气设备的接地。接地应采用软铜线，其截面不小于１.５ｍｍ，以保证足够的机械强度。接地线与电气设备或接地体的连接应采用螺栓或专用的夹具，以保证其接触良好，并符合短路电流作用下动、热稳定要求。相关知识一、电气接地将电气装置的必须接地部分，通过接地装置与大地有良好的电气连接称为接地。电气设备的接地按其不同的作用，可分为工作接地、保护接地、重复接地或接零和防雷接地。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护１.工作接地在正常或事故情况下，为了保证电气设备可靠运行而必须在电力系统中某一点进行接地，称为工作接地。这种接地可直接接地或经特殊装置接地。２.保护接地为防止因绝缘损坏而遭受触电的危险，将与电气设备带电部分相绝缘的金属外壳、构架和线路杆塔同接地体之间做良好的连接，称为保护接地。３.重复接地或接雷在ＴＮ系统中，为确保公共ＰＥ线或ＰＥＮ线安全可靠，除在中性点进行工作接地外，还应在ＰＥ线或ＰＥＮ线进行重复接地。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护将与带电部分相绝缘的电气设备的金属外壳或构架与中性点直接接地的系统中的零线相连接，称为接零。４.防雷接地为了使雷电流安全地向大地泄放，以保护被击建筑物或电力设备而采取的接地，称为防雷接地。二、电气设备的接地为了保证安全，必须将正常时不带电而故障时可能带电的电气设备的外露导电部分采用保护接地或保护接零的措施，接地装置设计技术规程对必须接地和不须接地部分作了明确的规定。１.电气设备的外露导电部分接地上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（１）电动机、变压器、电器、手携式及移动式用电器具等的金属底座和外壳。（２）发电机中性点柜外壳、发电机出线柜外壳。（３）电气设备传动装置。（４）互感器的二次绕组。（５）配电、控制、保护用的屏（柜、箱）及操作台等的金属框架和底座，全封闭组合电气的金属外壳。（６）户内外配电装置的金属构架和钢筋混凝土构架以及靠近带电部分的金属遮拦和金属门。（７）交直流电力电缆接线盒、终端盒和膨胀器的金属外壳和电缆的金属护层，可触及穿线的钢管、敷设线缆的金属线槽、电缆桥架。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（８）金属照明灯具的外露导电部分。（９）在非沥青地面的居民区，不接地、经消弧线圈接地和电阻器接地系统中，无避雷线架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔，装有避雷线的架空线路的杆塔。（１０）安装在电力线路杆塔上的开关设备、电容器等电气装置的外露导电部分及支架。（１１）铠装控制电缆的金属护层，非铠装或非金属护套电缆闲置的１～２根芯线。（１２）封闭母线金属外壳。（１３）箱式变电站的金属箱体。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护２.电气设备外露导电部分不接地（１）在非导电场所，如有木质、沥青等不良导电地面及绝缘墙的电气设备。（２）在干燥场所，交流额定电压５０Ｖ以下，直流额定电压１２０Ｖ以下电气设备或电气装置的外露导电部分，但爆炸危险场所除外。（３）安装在配电屏、控制屏和电气装置上的电气测量仪表、继电器和其他低压电器等的外壳，以及当发生绝缘损坏时，在支持物上不会引起危险电压的绝缘子金属底座等。（４）安装在已接地的金属构架上电气接触良好的设备，如套管底座等，但爆炸危险场所除外。（５）额定电压２２０Ｖ及以下的蓄电池室内的支架。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（６）与已接地的机座之间有可靠电气接触的电动机和电器的外露导电部分，但爆炸危险场所除外。３.外部导电部分外部导电部分中可能有电击危险的地方应予接地，通常需要接地的部分如下：（１）当建筑物内或其上的大面积可能带电的金属构架与人发生接触时，则应予以接地，以提高其安全性。（２）电气操作起重机的轨道和桁架。（３）装有线缆的升降机框架。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（４）电梯的金属提升绳或缆绳，如已与电梯本体连接成导电通路的则可不接地。（５）变电所或变压器室以外的线间电压超过７５０Ｖ的电器设备周围的金属间隔、金属遮拦等类似的金属围护结构。（６）活动房屋或旅游车中裸露的金属部分，包括活动房屋的金属结构、旅游车金属车架应接地。三、接地装置的敷设要求１.接地体的要求（１）为减少相邻接地体的屏蔽作用，垂直接地体的间距不宜小于其长度的两倍，水平接地体的间距不宜小于５ｍ。（２）接地体与建筑物的距离不宜小于１.５ｍ。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（３）围绕屋外配电装置、屋内配电装置、主控制楼、主厂房及其他需要装设接地网的建筑物，敷设环形接地网。这些接地网之间的相互连接不应少于两根干线。对大接地短路电流系统的发电厂和变电所，各主要分接地网之间宜多根连接。为了确保接地的可靠性，接地干线至少应在两点与地网相连接。自然接地体至少应在两点与接地干线相连接。（４）接地线沿建筑物墙壁水平敷设时，离地面宜保持２５０～３００ｍｍ的距离。接地线与建筑物墙壁间应有１０～１５ｍｍ的间隙。（５）接地线应防止发生机械损伤和化学腐蚀。与公路、铁道或化学管道等交叉的地方，以及其他有可能发生机械损伤的地方，对接地线应采取保护措施。在接地线引进建筑物的入口处，应设有标志。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护２.接地线的要求（１）接地线连接处应焊接。如采用搭接焊，其搭接长度必须为扁钢宽度的两倍或圆钢直径的６倍。在潮湿的和有腐蚀性蒸汽或气体的房间内，接地装置的所有连接处应焊接。该连接处如不宜焊接，可用螺栓连接，但应采取可靠的防锈措施。（２）直接接地或经消弧线圈接地的主变压器、发电机的中性点与接地体或接地干线连接，应采用单独的接地线。其截面及连接宜适当加强。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护（３）电力设备每个接地部分应以单独的接地线与接地干线相连接。严禁在一个接地线中串接几个需要接地的部分。四、接地装置的安装接地装置的安装分为接地体的安装和接地线的安装。接地体的安装又分为自然接地体的利用和人工接地体的装设。１.自然接地体的利用在设计和安装接地装置时，首先应充分利用自然接地体，以节约投资，节约钢材。自然接地体是用于其他目的，但与土壤保持紧密接触的金属导体。如果实地测量所利用的自然接地体电阻已能满足要求，而且又满足热稳定条件，就不必再装设人工接地装置，否则应装设人工接地装置。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护可利用上下水的金属管道、与大地有可靠连接的建筑物和构筑物的金属结构、敷设于地下的非可燃可爆的各种金属管道、非绝缘的架空地线以及敷设于地下其数量不少于两根的电缆金属外皮等，变配电所则可利用其建筑物钢筋混凝土基础作为自然接地体。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。２.人工接地体的装设用来作为人工接地体的一般有钢管、角钢、扁钢和圆钢等钢材。如在有化学腐蚀性的土壤中，则应采用镀锌的上述几种钢材或铜质的接地体。人工接地体有垂直埋设和水平埋设两种基本结构形式，接地体宜垂直埋设；多岩石地区接地体可水平埋设。图４－１所示为人工接地体，图４－２所示为接地体的安装。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护五、接地线的安装１.自然接地线的选用接地线是接地装置中的另一组成部分。在设计接地线中为了节约有色金属，减少施工费用，应尽量选择自然导体作为接地线，但要求它具有良好的电气连接。只有当自然导体在运行中电气连续性不可靠或有发生危险的可能，以及阻抗较大不能满足接地要求时，才考虑采用人工接地线或增设辅助接地线。在选择人工接地线时，除了其电阻值要达到设计要求外，还应检验其热稳定及机械强度。用来作为自然接地线的有：数量为两根的电缆的金属外皮，若只有一根，则应敷设辅助接地线；各种金属构件、金属管道、钢筋混凝土等，其全长应为完好电气通路。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护若金属构件、金属管道串联后作接地线时，应在其串接部位焊接金属跨接线。２.人工接地线的选用为了连接可靠并有一定的机械强度，人工接地线一般采用钢质扁钢或圆钢接地线；只有当采用钢质线施工安装困难，或移动式电气设备和三相四线制照明电缆接地芯线时，才可采用有色金属作人工接地线，但铝线不能作为地下的接地线。为了防止机械损坏及锈蚀情况，接地线必须有足够大的尺寸。对于１０００Ｖ以上的系统一般要根据单相短路电流校验其热稳定。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护对于１０００Ｖ以下中性点不接地系统，其接地干线的截面，根据载流量来说，不应小于相线中最大容许负荷的５０％；单独用电设备则不应小于其分支供电线容许负荷的１/３，在任何情况下，钢质接地线的截面不大于１００mm2，铝质接地线则为３５mm2，铜质接地线则为２５mm2。接地线应该敷设在易于检查的地方，并须有防止机械损伤及化学作用的保护措施。从接地体或接地体连接干线引出的接地干线应明设，并涂漆标明，一般涂上紫色；穿越楼板或墙壁时，应穿管保护；接地干线要支持牢固；若采用多股导线连接时，要采用接线耳。从接地干线敷设到用电设备的接地支线的距离越短越好。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护接地线相互之间及接地体之间的连接应采用焊接，焊接时应牢固无虚焊。接地线与电气设备的连接方法可采用焊接或用螺栓连接。接至电气设备上的接地线，应用镀锌螺栓连接；有色金属接地线不能采用焊接时，可用螺栓连接。接地线与接地体之间的连接应采用焊接或压接，连接应牢固可靠。电气装置中的每一个接地元件，应采用单独的接地线与接地体或接地干线相连接。几个接地元件不可串联连接在一个接地线中。六、计算接地电阻上一页下一页返回任务一接地装置运行维护电流经接地体流入大地时，接地体本身、接地体与土壤之间的接触部分以及土壤本身都要呈现一定的电阻，这一电阻叫接地体的接地电阻。接地电阻的数值等于接地体对大地零电位区域的电压与流经接地体的全部电流的比值，等于接地极电阻和流散电阻之和。按通过接地体流入地中的工频电流求得的电阻，称为工频接地电阻，通常简称接地电阻；按通过接地体流入地中的冲击电流求得的电阻，称为冲击接地电阻。１。工频接地电阻工频接地电阻允许值如表４－１所示。表中Ｒｄ为考虑到季节变化的最大接地电阻值。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护计算入地短路电流时应考虑：（１）应按５～１０年发展后的系统最大运行方式确定。（２）大接地短路电流系统中采用在接地装置内或外短路时，经接地装置流入地中的最大短路周期分量的起始有效值，并应考虑系统中各接地中性点间的短路电流分配，以及避雷线中分走的接地短路电流（架空避雷线对地绝缘的线路除外）。２.冲击接地电阻冲击接地电阻的允许值如表４－２所示。３.降低接地电阻的方法上一页下一页返回任务一接地装置运行维护降低接地电阻，主要从选择复式接地装置和降低土壤电阻率这两方面进行。（１）选择复式接地装置。为了降低接地电阻，往往用多根的单一接地体以金属体并联连接而成复合接地体或接地体组。由于各单一接地体埋置的距离往往等于单一接地体的长度而远小于４０ｍ，此时，电流流入各单一接地体后，将受到相互的限制而妨碍电流的流散，即等于增加各单一接地体的电阻。这种影响电流流散的现象被称为屏蔽作用。由于屏蔽作用，接地体组的接地电阻，并不等于各单一接地体接地电阻的并联值，即总的接地电阻比由单个接地体的接地电阻并联求得的要大，其影响可用接地体的利用系数表示。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护则复式接地装置的冲击接地电阻为：（２）降低土壤电阻率。决定接地电阻的主要因素是土壤电阻率。如果在土壤电阻率大的地方埋设接地装置，为了降低接地电阻，可以设法降低土壤的电阻率。常见的降低土壤电阻率的方法有：将接地装置附近的高电阻率的土壤置换成低电阻率的土壤；经常在埋设接地装置的地方浇以盐水；当上层土壤的电阻率很大（如干砂），而下层土壤的电阻率又较小时，可以采用深埋接地体的方法；当遇到土壤的电阻率很大，而附近一定距离内有水源时，可以将接地体延伸到有水源的地方埋设，但应注意“延伸”的长度不宜过长，一般不超过４０ｍ，否则雷电流传来时，会因电感的作用而使接地装置始端电位增高。上一页下一页返回任务一接地装置运行维护对于多年冻土的地区，电阻率极高，可将接地体敷设在溶化地带，或者溶化地带的水池或水坑中；敷设深钻式接地体时，可充分利用井管或其他深埋在地下的金属构件作接地体；在房屋溶化地带范围内敷设接地装置；除深埋式接地体外，还应敷设深度约０.５ｍ的伸长接地体，以便在夏季地表层化冻时起散流作用；在接地体周围人工处理土壤，以降低冻结温度和土壤电阻率。七、任务实施认识接地装置任务评分表如表４－４所示。安装接地装置任务评分表如表４－５所示。计算接地电阻任务评分表如表４－６所示。上一页返回任务二电抗器运行维护过程分析１.串联电抗器（１）电抗器局部过热。发现局部过热时，用试温腊或专用测温计测试其温度，判明发热程度，必要时，可加装强力通风机加强冷却或减低负荷，使温度下降。若无法消除严重发热或发热程度有发展，应停电处理。（２）支柱绝缘子裂纹接地。支柱绝缘子因短路裂纹接地，或线圈凸出和接地，或水泥支柱损伤，均应停电处理。（３）电抗器断路器跳闸。下一页返回任务二电抗器运行维护如电抗器保护动作跳闸，应查明保护装置动作是否正常，检查水泥支柱和引线支柱瓷瓶是否断裂，电抗器的部分线圈是否烧坏。电抗器断路器跳闸后，若未查明原因，禁止送电，由检修人员处理合格后方可送电运行。电抗器故障后，应立即隔离故障点，恢复母线正常运行，并加强监视。２.并联电抗器（１）电抗器温度高告警。应立即检查电抗器的电压和负荷（无功功率），到现场检查温度计指示，与控制屏上远方测温仪表指示值相对照；对电抗器的三相进行比较，以查明原因；检查电抗器的油位、声音及各部位有无异常。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护如果现场温度并未上升，而远方温度指示上升，则可能测温回路有问题；如果现场和远方温度指示都未上升而来“温度高”告警时，可能是温度继电器或二次回路故障，应立即向调度报告，申请停用温度保护，以免误跳闸。如果检查电抗器本体无异常，可继续运行，但应加强监视，注意油温上升及运行情况。（２）电抗器轻瓦斯动作告警。应检查其温度、油位、外观及声音有无异常，检查气体继电器内有无气体，用专用的注射器取出少量气体，试验其可燃性。如果气体可燃，可断定电抗器内部有故障，应立即向调度报告，申请停用电抗器。在调度未下令将其退出之前，应严密监视电抗器的运行状态，注意异常现象的发展与变化。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护气体继电器内的大部分气体应保留，不要取出，由化验人员取样进行色谱分析。如果气体继电器内并无气体，可能是轻瓦斯误动，应进一步检查误动原因，如振动、二次回路短路等。（３）电抗器跳闸。立即检查是否仍带有电压，即线路对侧是否跳闸。如果对侧未跳闸，应报告调度通知对侧紧急切断电源。立即检查温度、油面及外壳有无故障迹象，压力释放阀是否动作，如果气体、差动、压力、过流保护有两套或以上同时动作，或明显有故障迹象，应判断内部有短路故障，在未查明原因并消除前，不得投入运行。气体继电器保护动作，按前述步骤检查；差动保护动作，如果无其他迹象，应检查电流互感器二次回路端子有无开路现象；压力保护动作，应检查有无喷油现象，压力释放阀指示器是否射出。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护（４）电抗器着火。应立即切断电源（包括线路对侧电源），并用灭火器快速进行灭火，如果溢出的油使火在顶盖上燃烧，可适当降低油面，避免火势蔓延。如果电抗器内部起火，则严禁放油，以免空气进入引起严重的爆炸事故。（５）下列情况应停用电抗器：内部有强烈的爆炸声和放电声；压力释放装置向外喷油或冒烟；在正常情况下，温度不断上升，并超过１０５℃；严重漏油使油位下降，并低于油位计的指示限度。停用时，应向调度报告，按调度令，先断开对侧断路器，后断开本侧断路器。相关知识一、电抗器及其作用上一页下一页返回任务二电抗器运行维护电抗器是一种电感器件。电抗器在电路中主要用做限制短路电流、均流滤波、无功补偿、移相、储能、调压、功率放大等。一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。电感具有抑制电流变化的作用，并能使交流电移相。把具有电感作用的绕线式的静止感应装置称为电抗器，如图４－３所示。电力系统中所采取的电抗器，实质上是一个无导磁材料的空心线圈。常见的有串联电抗器、并联电抗器、消弧线圈和限流电抗器等。串联电抗器主要用来限制短路电流，也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。２２０ｋＶ、１１０ｋＶ、３５ｋＶ、１０ｋＶ电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能，主要包括：（１）轻空载或轻负荷线路上的电容效应，以降低工频暂态过电压。（２）改善长输电线路上的电压分布。（３）使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡，防止无功功率不合理流动，同时也减轻了线路上的功率损失。（４）在大机组与系统并列时，降低高压母线上工频稳态电压，便于发电机同期并列。（５）防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护（６）当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用单相快速重合闸。二、电抗器的分类（１）按结构可分为空芯式电抗器、铁芯式电抗器和饱和电抗器三种基本类型。（２）根据冷却的方式又可分为油浸自冷式和空气自冷式两种。（３）按作用分为：①限流电抗器。串联于电力电路中，以限制短路电流的数值。②并联电抗器。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护一般接在超高压输电线的末端和地之间，起无功补偿作用。③通信电抗器。它又称阻波器，串联在兼作通信线路用的输电线路中，用以阻挡载波信号，使之进入接收设备。④消弧电抗器。它又称消弧线圈，接于三相变压器的中性点与地之间，用以在三相电网的一相接地时供给电感性电流，以补偿流过接地点的电容性电流，使电弧不易起燃，从而消除由于电弧多次重燃引起的过电压。⑤滤波电抗器。用于整流电路中减少电流上纹波的幅值；也可与电容器构成对某种频率能发生共振的电路，以消除电力电路某次谐波的电压或电流。上一页下一页返回任务二电抗器运行维护⑥电炉电抗器。与电炉变压器串联，限制其短路电流。⑦启动电抗器。与电动机串联，限制其启动电流。三、电抗器的应用———装设限流电抗器１.普通电抗器（１）母线电抗器。母线电抗器的作用：装设在母线分段处；如图４－４所示，一般用于发电厂机压母线分段处；用于限制并列运行发电机所提供的短路电流。母线电抗器的参数：上一页下一页返回任务二电抗器运行维护额定电流通常按母线上发生事故后切除最大一台发电机时可能通过电抗器的电流进行选择，一般取（５０％～８０％）ＩＧＮ；电抗百分值取为８％～１２％。（２）线路电抗器。线路电抗器的作用：其主要用来限制电缆馈线回路短路电流（因为电缆的电抗值较小而分布电容较大）；能在母线上维持较高的剩余电压（一般都大于６５％ＵＮ）。线路电抗器的参数：上一页下一页返回任务二电抗器运行维护额定电流取所在线路额定电流；电抗百分值取３％～６％。２.分裂电抗器分裂电抗器在结构上与普通电抗器相似，只是绕组中心有一个抽头，将电抗器分为两个分支，即两个臂１和２，一般中间抽头用来连接电源，分支１和２用来连接大致相等的两组负荷，如图４－５所示。分裂电抗器的优点：（１）正常运行时电抗小，而在故障时电抗大。（２）占地面积减小（一个电抗器可供两路负荷）。分裂电抗器的缺点：上一页下一页返回任务二电抗器运行维护当两个分支负荷不等或负荷变化过大时，将引起两臂电压产生偏差，造成电压波动，甚至可能出现过电压。四、任务实施电抗器运行维护任务评分表如表４－７所示。上一页返回任务三电容器的运行维护过程分析１.电容器在运行中的故障处理（１）当电容器喷油、爆炸着火时，应立即断开电源，并用砂子或干式灭火器灭火。此类事故多是由于系统内、外过电压，电容器内部严重故障所引起的。为了防止此类事故发生，要求单台熔断器熔丝规格必须匹配，熔断器熔丝熔断后要认真查找原因，电容器组不得使用重合闸，跳闸后不得强送电，以免造成更大损坏的事故。（２）电容器的断路器跳闸，而分路熔断器熔丝未熔断。应对电容器放电３ｍｉｎ后，再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部等是否异常。下一页返回任务三电容器的运行维护若未发现异常，则可能是由于外部故障或母线电压波动所致，并经检查正常后，可以试投，否则应进一步对保护做全面的通电试验。通过以上的检查、试验，若仍找不出原因，则应拆开电容器组，并逐台进行检查试验。但在未查明原因之前，不得试投运。（３）当电容器的熔断器熔丝熔断时，应向值班调度员汇报，待取得同意后，再断开电容器的断路器。在切断电源并对电容器放电后，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹、外壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等，然后用绝缘摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象，可换好熔断器熔丝后继续投入运行。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断，则应退出故障电容器，并恢复对其余部分的送电运行。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护２.处理故障电容器时应注意的安全事项处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两侧的隔离开关，并对电容器组经放电电阻放电后进行。电容器组经放电电阻（放电变压器或放电电压互感器）放电以后，由于部分残存电荷一时放不尽，仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止，然后将接地端固定好。由于故障电容器可能发生引线接触不良、内部断线或熔丝熔断等，因此有部分电荷可能未放尽，所以检修人员在接触故障电容器之前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后方动手拆卸和更换。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护对于双星形接线的电容器组的中性线上，以及多个电容器的串接线上，还应单独进行放电。电容器在变电所各种设备中属于可靠性比较薄弱的电器，它比同级电压的其他设备的绝缘较为薄弱，内部元件发热较多，而散热情况又欠佳，内部故障机会较多，制造电力电容器内部材料的可燃物成分又大，所以运行中极易着火。因此，对电力电容器的运行应尽可能地创造良好的低温和通风条件。相关知识一、电容器及其作用电容器通常简称为电容，通常用字母Ｃ表示。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护电容器，顾名思义，是“储存电荷的容器”，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。最简单的电容器是由两片相距很近的极板金属和中间的绝缘电介质（固体、气体或液体）构成的。两片金属称为极板，中间的物质叫作介电材料。介电材料是一种电介质，当被置于两块带有等量异性电荷的平行极板间的电场中时，由于极化而在介质表面产生极化电荷，遂使束缚在极板上的电荷相应增加，维持极板间的电位差不变。电容器的电容量由极板面积、介电材料的介电常数和介电材料厚度（即极板间的距离）决定。即Ｃ＝其中，ε是一个常数，Ｓ为电容极板的正对面积，ｄ为电容极板的距离，ｋ则是静电力常量。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护电容器具有充电和放电的两个基本功能。使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电；使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。由于这些特征，它的用途较广，是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。它主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。电力电容器按用途可分为８类：①串联电容器。串联于工频高压输、配电线路中，用于补偿线路的分布感抗，提高系统的静、动态稳定性，改善线路的电压质量，加长送电距离和增大输送能力。②并联电容器。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护原称移相电容器，主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。③耦合电容器。主要用于高压电力线路的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。④断路器电容器。原称均压电容器，并联在超高压断路器断口上起均压作用，使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀，并可改善断路器的灭弧特性，提高分断能力。⑤电热电容器。用于频率为４０～２４０００Ｈｚ的电热设备系统中，以提高功率因数，改善回路的电压或频率等特性。⑥脉冲电容器。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护主要起储能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本储能元件。⑦直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置中。⑧标准电容器。用于工频高压测量介质损耗回路中，作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置。１.普通型并联补偿电容器（１）油浸纸介质并联电容器。普通型油浸纸介质并联补偿电容器结构主要由芯子、外壳和出线三部分组成。其芯子通常由若干个元件、绝缘件和紧固元件等经过压装并按规定的串并联法连接而成。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护电容器的元件主要采用卷绕的形式，用敷有铝箔的电容器纸卷绕而成，先卷成圆柱状卷束，然后再压成扁平元件。电容元件极间介质的厚度一般为３０～８０μｍ，由于纸质的不均匀和存在导电点，通常极板间纸的层数不少于三层。补偿电力电容器（见图４－６）内的浸渍介质通常采用矿物油、烷基苯硅油或植物油等。外壳均采用薄钢板制成的金属外壳，金属外壳有利于散热，但其绝缘性能较差。图４－７所示为并联电容器的基本结构。（２）聚丙烯金属膜并联电容器。目前国内广泛采用聚丙烯金属膜电容器（又称自愈式电容器）。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护这种电容器的各项电性能及特性大大优于油浸纸介质电力电容器，其最大特点是应用具有自愈性能的聚丙烯金属化膜作为电容器元件的介质和极板，并具有高工作场强、低介质损耗以及体积小、容量大等特点。自愈式电容器主要是由芯子、浸渍剂、保险装置、自放电装置、外壳及安装架等组成。①芯子。芯子是电容器的基本工作单元，由聚丙烯金属化膜绕制而成，两端面的金属层通过喷金连接成电极，每台电容器由若干只芯子根据要求进行组合连接。三相低压补偿电容器，一般采用△形连接。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护它的自愈性能就是利用金属化膜的特殊性能，金属化膜是在聚丙烯膜表面利用高真空蒸镀技术蒸镀一层锌或铝金属薄层，其厚度极薄，仅０.０３～０.０４μｍ。这层金属薄层在一定的温度下极易汽化挥发，当施加于电容器两极板的电压达到一定值时，介质中的某些电弱点被击穿。由于击穿电弱点时释放一定的能量，所以，当元件因故击穿时，击穿电流使击穿点周围的金属层受热而汽化挥发，电弱点附近由于失去金属层而形成绝缘区，使电容器自行恢复正常工作。这种因击穿汽化一层金属层而介质迅速恢复绝缘性能，使电容器能继续安全运行的现象称为电容器的自愈。②浸渍剂。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护浸渍剂是电容器内部的填充物，浸渍剂的主要作用是解决芯子外表面的局部放电与提高电容器的自愈性能，以及改善散热条件。自愈式电容器选用一定配比的油蜡作为浸渍剂，通过真空浸渍，将浸渍剂灌注壳内。通过浸渍可以有效地解决芯子边缘的局部放电，并且由于固化后的微晶蜡在芯子外部形成一强大的应力区，当元件自愈时存在一定的应力，可以迫使电弧迅速熄灭，防止蒸发区扩大与自愈恶化而导致元件“放炮”。这类浸渍剂与液体浸渍剂相比，性能稳定且不燃烧，并有效地解决了漏油问题。③保险装置。当自愈式电容器万一由于自愈失效，内部的金属化膜受热软化并放气而使电容器鼓胀时，放置于电容器壳体内部的保险装置能及时切断电源，从而保护整个装置。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护放置于电容器壳体内部的保险装置具有双重保险功能，利用外壳的形变来启动保险机构，切断电源；万一保险失控，电气保险也立即启动，同样切断电源。④自放电装置。内部自放电装置能在断电后３ｍｉｎ内将退出运行时的初始峰值电压降至５０Ｖ以下。⑤外壳及其他。外壳由马口铁冲制而成，耐腐蚀，外涂阻燃漆，外形美观。端予与上盖采用整体压铸，耐压强度可高达３５００Ｖ，且密封性能好，长期在－４５℃～＋５０℃环境中使用不会开裂，绝缘性能稳定。其他还有接线桩头及安装支架等。自愈式低压并联电容器的外形尺寸如图４－８所示。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护２.１０ｋＶ集合式并联电容器１０ｋＶ集合式电容器采用密集型结构（又称密集型电容器），它体积小，安装与维护方便，可靠性高且运行费用低，适用于变电所（站）集中补偿、城市电网改造及农网改造等，目前主要有ＢＦＦ、ＢＧＦ、ＢＦＭ、ＢＡＭ型等品种。（１）集合式电容器的结构。集合式并联电容器有单相和三相两种，主要由内部单元电容器、框架、箱体和出线套管组成。（２）集合式电容器的特点。集合式并联电容器采用了小元件加内熔丝的设计方案，延长了检修周期，提高了运行可靠性。集合式并联电容器容量大，一次接线方式及继电保护形式可根据用户需要而定。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护３.并联电容器的接线电容器采用△形接线，当任一电容器断线时，三相线路仍能得到无功补偿；而采用Ｙ形接线，当一相电容器断线时，线路断线相则将失去该电容器的无功补偿，而另外两相电容器及其他三相电容器仍可补偿，但会造成三相负荷不平衡。电容器采用△形接线，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路，短路电流很大，有可能引起电容器爆炸，使事故扩大，这对高压电容器特别危险；而采用Ｙ形接线，在其中一相电容器发生击穿短路时，因无中性线，并未构成三相线路相间短路，此时该相电容器击穿短路时的电流仅为正常工作电流的３倍，因此运行就安全多了。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护根据ＧＢ５００５３—１９９４《１０ｋＶ及以下变电所设计规范》规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时（４５０ｋｖａｒ及以下）宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。凡额定电压在１ｋＶ及以下的电容器称为低压电容器，１ｋＶ以上的则称为高压电容器。１ｋＶ及以下的电容器都做成三相，三角形接线，内部元件并联，每个并联元件都有单独的熔丝；３１５ｋＶ以上的都做成单相，星形或三角形接线，内部元件也并联。二、并联电容器的无功补偿１.功率因数及提高功率因数的意义上一页下一页返回任务三电容器的运行维护功率因数是指电力网中线路的视在功率供给有功功率的消耗所占百分数，是用来衡量用电设备的用电效率的数据。（１）瞬时功率因数。电力系统中除有功功率Ｐ外，还有大量无功功率Ｑ（其中包括感性无功功率ＱＬ、容性无功功率ＱＣ，），把Ｓ＝Ｐ＋ｊＱ称为视在功率。有功功率与视在功率之比，定义为功率因数ｃｏｓφ，即，φ为功率因数角。（２）加权平均功率因数。累计某一时间段(如一个月)的平均功率因数称为加权平均功率因数。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护即：（３）最大负荷功率因数。在年最大负荷（即计算负荷Ｐ３０、Ｑ３０及Ｓ３０或Ｉ３０）时的功率因数称为最大负荷时的功率因数。即：适当提高用户的功率因数，不但可以充分地发挥发、供电设备的生产能力，减少线路损失，改善电压质量，而且可以提高用户用电设备的工作效率和为用户本身节约电能。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护因此，对于全国广大供电企业，特别是对现阶段全国性的一些改造后的农村电网来说，若能有效地搞好低压补偿，不但可以减轻上一级电网补偿的压力，改善和提高用户功率因数，而且能够有效地降低电能损失，减少用户电费。其社会效益及经济效益都会是非常显著的。２.提高功率因数的方法提高功率因数，通常用两种方式来实现。（１）提高自然功率因数。提高自然功率因数是指不用任何补偿设备，采用降低各用电设备所需的无功功率来提高功率因数的方法，它不需增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。上一页下一页返回任务三电容器的运行维护①合理选择电动机型号、规格和容量，使其接近满载运行。②提高异步电动机的检修质量。③采用同步电动机或者异步电动机同步化。④合理选择变压器容量，改善变压器运行方式，使其处于最经济运行状态。⑤根据国家绿色照明工程的要求，采用新型节能型照明灯具。（２）进行无功补偿。①无功补偿的方法。可采用电