电力电容器运行中的防爆处理
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作者: 吴金山
【摘 要】电力电容器在运行中，会由于各种原因发生爆炸。文章重点介绍电容器爆炸的原因、防止措施和运行中应注意的问题，以便更好预防电容器在运行中发生爆炸事故。
【关键词】电容器；爆炸；温升；电流监测；膨肚
在广泛开展的节电工作中，输电线路上大量使用移相电容器以提高功率因数。然而，电容器在运行中会由于各种原因发生爆炸，而且一台爆炸往往同时造成多台电容器的损坏。特别是矿物油浸电容器爆炸时，会严重损坏建筑物，其流油易引起火灾，为此，通常将电容器单独设置。日常工作中，只要掌握其爆炸的原因，采取措施，就可以防患于未然。
1.爆炸原因
多台电容器并联使用时，如其中一台被击穿而又未能及时将其切除，则在电压峰值瞬间，并联的几台都向这台坏的电容器放电。这时能量很大，很有可能造成该电容器爆炸。运行环境温度过高、电网电压波形畸变、操作过电压、严重漏油等，都是移相电容器爆炸的主要原因。上述情况下，电容器内部元件被击穿产生剧热，使绝缘油分解出大量气体，壳内压力急剧增加。如箱壳承受不了增大的内部压力，则瓷套管和箱壳均可能发生爆炸。
2.防止措施
为防止事故扩大，电容器应配置熔丝加以保护。采用单台熔丝保护方式时，可按电容器额定电流的1.5-2.5倍选定；采用分组熔丝保护方式时，一般每组不要超过4台，其熔丝熔断电流按小组额定电流的1.3-1.8倍选定。运行表明，低压电容器的损坏率要比高压的低。对于高压电容器，为能及时发现问题，△形联结的三相上分别装有电流表监视。如发现电流出现严重不平衡，应检查哪一相熔丝断了，要将损坏的电容器退出运行。
正常运行中，应对电容器组采取适当的保护措施。如采用平衡或差动继电保护、短延时过电流继电保护等。对于电压等级3.15kV及以上的电容器，必须在每个电容器上专门配置用来保护电容器的熔断器。该熔断器应能负担在电容器寿命期间或定期更换期间的操作时的涌流。涌流峰值应不超过100I（I为电容器的额定电流有效值）。高压网路中，短路电流超出20A，且短路电流的保护装置或熔断器不能可靠保护对地短路时，则应采取单相短路保护装置。
还要强调的是，新的电容器和停止使用较长时间的电容器，在使用前应进行5-10s的耐压试验。试验电压，试验前和试验后，都要测量电容。
注：Ue为电容器额定电压。
有缺陷的电容器不易从外观判断。除进行预防性试验外，运行中，加强巡视很重要。如发现仅有放电声、严重渗油、膨肚或严重发热、电压过高或电流不大等时，应及时退出运行并进行检测。
1）温升在允许范围内。矿物油油侵电容器允许的最低环境温度为-40℃，而氯化联苯浸渍电容器规定的最低温度为-25℃。运行中，电容器内部元件的最热点是在其元件的中心。要测量元件最热点的温度不容易做到。因此，只能从外壳的温度来间接监视元件的温升，若能在外壳的2/3高度处贴试温色片，则可以进行监视。事实表明，电容器在夏季损坏率高，电容器运行的环境温度不得超过40℃。如超过，应采用人工冷却（安装风扇或空调等）或将电容器与网路断开。
2）电压波动不得太大。为使电容器正常运行，并延长使用寿命，规定在不超过额定电压1.1倍的情况下长期使用，并能在1.15倍额定电压（瞬时过电压除外）下每昼夜运行时间不超过30min。运行中，移相电容器的功率损耗和发热量随电压的平方增加。因此，电压过高将导致电容器的温度显著增加，使其寿命大大缩短。为延长电容器的使用寿命，电容器应经常在不超过额定电压下运行。
电力系统中，大容量电动机突然甩负荷或重复冲击负荷，都会使电网电压的波形发生畸变，产生高次谐波。移相电容器对谐波电压的反映较敏感，在发生谐波共振情况下，可能导致严重损坏或无法运行。因此，送电时，应先投入负荷电路，后投人移相电容。电源电压过高时，应及时将电容器暂时退出运行。
3）运行电流的监测。电容器组允许在其1.3倍额定电流下长期运行，即运行中允许长期超过电容器组额定电流的30%。其中，10%是工频过电压引起的过电流，另有20%是由于高次谐波引起的过电流。因此，运行中的电容器应严格监视运行电流，一旦超限应及时将电容器组退出运行。为了延长电容器的使用寿命，电容器应维持在额定电流下运行。电容器的额定电流，是指额定容量的电容器在正弦波形、额定频率、额定电压下所通过的电流。
4）防止带电荷合闸。操作过电压也极易损坏电容器。过于频繁操作对电容器组也是不利的。尤其要注意电网失压后重合闸时，会造成电容器组带电荷合闸。带电荷合闸时，如电源的电压极性相反，将造成很强的冲击，使多台电容器损坏，甚至发生电容器群爆。电容器组每次重新合闸，必须在开关断开电容器放电3min后进行。运行中，每月都应检查熔丝和放电装置是否完好。为了保护电容器组，自动放电装置应经常与电容器直接并联（中间无断路器、闸刀开关和熔断器等），对具有非专用放电装置的电容器组（例如，高压电容器用的电压互感器和低压电容器用的白炽灯泡）以及与电动机直接联接的电容器组，可以不另装放电装置。电容器组每次从网路断开，其放电应该自动进行，并在10min内将其额定电压的峰值剩余电压降到75V或更低。
5）注意电容器运行中最容易发生渗油和膨肚。渗油常发生在引出线套管部位，适当拧紧上螺帽以防渗油，不可轻易拆开套管的外瓷件。如无法消除渗油才可考虑拆开外瓷件。用汽油将零件擦净，更换耐油胶垫，并涂以环氧树脂胶合剂紧固。
对于膨肚，电容器运行中的温升和环境温度变化，使浸渍剂体积热胀冷缩。这要依靠金属箱壁的变化来进行调节。制造中，虽已采用留隙或加气囊的补偿方法加以调节，但如果制造质量差，工艺有缺陷或在使用中电容器内部产生电量，击穿放电或严重游离时，将增加电容器的功率损耗。由于严重发热使绝缘油分解而产生大量气体，箱壳内部压力增大，箱壁外膨，这就是膨肚。膨肚的电容器，须经修理，补油并经合格检验后才可以重新投用。
运行中，对电容器要定期巡视。对于运行的电容器组的外观检查，建议每天都要进行。如发现箱壳膨胀应停止使用，以免发生故障。同时，对电容器的卫生也不可忽视。电容器套管表面、电容器外壳、电容器和铁架子上面不应积满灰尘和其它脏东西。
总之，要做好一切预防、维护和保养工作，以确保电容器的安全运行。
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