分布电容的产生和影响

王育乔

中国人民解放军93147部队，四川   成都     610031

摘要：在电感线圈和地间、匝和匝之间都会有分布电容的存在，它的产生和存在会给线圈品质因数、总损耗电阻等带来明显的变化。而在变压器中，分布电容则存在于初次、次级之间，它会通过变压器来耦合，这就直接对变压器的高频隔离性能，造成了影响。基于上述种种情况的产生，本文将针对分布电容的产生和影响，进行详细的阐述与探究。

关键词：分布电容；产生；影响

前言：分布电容的产生除了会对电感线圈、变压器等造成影响之外，对于电容式油量传感器输出变压器的影响，也是十分显著的。电容式油量传感器的输出变压器层间分布电容，会直接影响音频信号其抗电磁干扰能力的高频，并使信号其衰减，进而就会使整个频带内的音频信号，出现不均匀传输的情况。由此也就能够看出分布电容产生，所造成的影响。

1分布电容的产生

分布电容的产生、存在位置，是在两个存在电压差，但是这二者之间又相互绝缘的导体之间。而分布电容本身所指的是由非电容形态形成的一种分布参数。由此也就能够得出，“分布电容”是在任意电路中存在的，需要进行区分的，仅仅是分布电容大小的问题[1]。一旦处于高频率的情况中，分布电容所产生的影响，就需要相关工作人员，进行重点的关注，尤其是在精密仪器的运转、高频电路的运行中，需要特备特别注重相应控制措施的采取与利用，这样才能够有效降低因分布电容而造成的影响。其中，需要重点关注的是，分布电容的大小由电缆的绝缘材料、长度尺寸等决定。例如，在两根传输线间，每根都被空气介质隔绝了与地的连接，因此，也就有电容的产生和存在。

2分布电容的产生的影响分析

2.1交流电机中分布电容的影响

电机本身具备价格低廉、结构简单、环境适应能力强等优势，在工业生产的应用中，十分广泛。而在变频技术得到充分利用之后，逆变器的电力电子器件，在高速开通与关断的过程中，所产生谐波电压频率，在PWM变频器的倍数频率、载波频率附近，是比工频频率（50Hz）要大出许多的。而这部分谐波电压的产生，就会和电机分布电容之间，有回路的构成。这种回路产生所造成的影响，就会直接导致共模电流直接造成电机运行的额外干扰和损耗，电机的物理结构、结构件的机械强度等也会损伤并降低，最终致使较大EMI的产生。

2.2继电保护中直流系统分布电容的影响

2.2.1相关设备的分布电容影响

关于继电保护中直流系统分布电容的影响分析，首先需要明确的就是，在当前阶段中，微机保护装置是直流系统最常采用的方式，但是，在此之前所利用方式则为DC/DC模块来进行取自直流系统电压的转换，整体流程需要将其转化为微机保护装置运行所需额度电压为5V、4V以及12V，而其EMC问题使其在输入端，进行了EMI抗干扰措施的利用，这种技术的最显著特点就在于正、负对地之间，有电容接入，以EMI这种技术手段，来进行噪声源对设备、开关电源影响的消除，但是，由于近年来电网电压等级的持续升高，相应的设备数量也处于一种不断增多的趋势之中，这就使得在直流系统上，所叠加的分布电容，变得越来越大[2]。与此同时，监测装置、直流系统绝缘在线监测装置等，都以直流系统电压采样的形式，来进行直流系统的实时监测，也可以说是对其对地电压的监测。上述的装置在实际运行的过程中，都会进行对地电压的接入，在相应的装置之内，也会有分压处理的产生，并且，为了规避系统微弱波纹系数、采样准确性等对电压采样产生不良的影响，操作人员会在分压电路后，进行相应滤波电器的加装，其中RC滤波器是较为常用的，这种滤波器的运行原理类似于在地和采样点之间，进行了一个电容的接入，所发挥的作用，就是能够将直流系统中的干扰进行直接的滤除，这样整体监测的稳定性、准确性就会有明显的提升，但是也在无形之中增强了分布电容，给系统运行带来一定压力。

2.2.2测量传感器电容的电缆所受影响

据相关调查显示，在常规作业下，针对于电厂、变电站的保护工作开展、电缆的控制工作进行等来说，相关工作人员会利用KVVP22带屏蔽层的多芯电缆进行相关操作，其芯线的横截面积一般是2.5mm2，而在我国电网十八项反措要求之中，明确规定电厂、变电站内控制、信号电缆屏蔽层等，需要以4mm2软铜线，在电缆两端进行接地的形式来实操，基于此，也就能够得出，电缆对屏蔽层之间，就会有分布电容的产生，需要注意的是，在线芯和线芯之间，也会有分布电容的存在。这些电缆在生产、出厂时，都是符合电缆对分布电容的标准要求的，但是，由于这种分布电容较小，在相应系统的具体运行中，就可以忽略不计[3]。而测量传感器电容电缆实际出厂并即将投入使用的过程中，对于线芯和线芯之间的距离，也有标准要求，二者之间的距离越小，存在的分布电容也就越大；二者之间的距离越大，存在的分布电容也就越小。但是，在实际进行使用的过程中，整个系统的运行事实上是不需要电缆的电流过大的，对于其线芯距离、分布电容等的大小更是没有具体的要求。电缆在于系统连接之后，初期阶段之中分布电容的存在并不大，系统所受影响也较小，而在长期使用过后，由于长期处于一种特定的环境，再加之空气潮湿等因素的影响，电缆上的分部电容就会不断加大，这就会对直流系统的运行造成影响，严重时甚至会引起系统故障。

除此之外，近年来，由于我国电厂规模的持续拓展，整体的布线也愈发复杂，相应的通信线路、保护设备等，优势甚至长达千米以上，而测量传感器电容电缆分布电容所表现出的特点，则是电缆越长，其分布电容也就会随之增长，由此，电缆并接至直流系统之上，其对地的分布电容也就会随之增大。同时，电厂电站规模的扩大，相应的外部设备也会随之增多，这就意味着，想要保证整个电站的运行效果，所需的直流电缆也就越来越多，其上的分布电容也就会越来越大，即使单根电缆上的分布电容可以忽略不计，但是数量上的增多也就会使其接入直流系统时，导致直流系统分布电容增大情况的出现。

2.2.3直流回路分布电容产生对于继电保护的影响

直流回路分布电容产生对于继电保护的影响主要体现在对接地查找的影响上，在当前阶段之中，相关操作人员所利用的是便携式接地查找仪，这种仪器的操作原理是利用信号注入的形式，进行直流系统接地故障的查找，其中需要及时注意的是，能够进行信号注入的方式有两种，一种是直流法；另一种是交流法。前者向系统注入可变直流电，接地点漏电流就会随之产生变化，这样就能够探查到故障点，但是这种方式，如果处在系统分布电容较大的情况下，极易出现被分布电容充放电抵消的情况，后者也同样如此。因此，采用这种方式进行故障探查，需要在确定分布电容情况的同时，具备相当的经验，这样才能够保证故障探查的准确性。

结论

综上所述，分布电容的产生是不可规避的，同时，分布电容所产生的影响，也需要系统、产品设计等的工作人员进行重点的关注。本文站在分布电容的产生以及分布电容的产生的影响分析两方面出发，着重阐述了分布电容对交流电机运行、继电保护进行所产生的影响，希望能够为分布电容的处理工作开展，提供一定的建议，以保证系统、设备的稳定运行，以及相关行业的稳定可持续发展。

参考文献

[1]朱焕杰,陈满,李勇琦,凌志斌.级联电池储能系统待机状态电位与电压分布特性[J].电工技术,2021(24):54-57.

[2]何敏,唐亮,王钢,陈元初.基于参数分离的大功率电抗器分布电容测试方法研究[J].电力电容器与无功补偿,2021,42(6):57-60.

[3]孟涛,安彦桦,贲洪奇.输入串联型变换器集成变压器的分布电容影响机制与绕组布局方法[J].电工技术学报,2021,36(24):5272-5282.