電力電容器運行中的防爆處理

吳金山

【摘 要】電力電容器在運行中，會由于各種原因發(fā)生爆炸。文章重點介紹電容器爆炸的原因、防止措施和運行中應注意的問題，以便更好預防電容器在運行中發(fā)生爆炸事故。

【關鍵詞】電容器；爆炸；溫升；電流監(jiān)測；膨肚

在廣泛開展的節(jié)電工作中，輸電線路上大量使用移相電容器以提高功率因數(shù)。然而，電容器在運行中會由于各種原因發(fā)生爆炸，而且一臺爆炸往往同時造成多臺電容器的損壞。特別是礦物油浸電容器爆炸時，會嚴重損壞建筑物，其流油易引起火災，為此，通常將電容器單獨設置。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

多臺電容器并聯(lián)使用時，如其中一臺被擊穿而又未能及時將其切除，則在電壓峰值瞬間，并聯(lián)的幾臺都向這臺壞的電容器放電。這時能量很大，很有可能造成該電容器爆炸。運行環(huán)境溫度過高、電網(wǎng)電壓波形畸變、操作過電壓、嚴重漏油等，都是移相電容器爆炸的主要原因。上述情況下，電容器內(nèi)部元件被擊穿產(chǎn)生劇熱，使絕緣油分解出大量氣體，殼內(nèi)壓力急劇增加。如箱殼承受不了增大的內(nèi)部壓力，則瓷套管和箱殼均可能發(fā)生爆炸。

2.防止措施

為防止事故擴大，電容器應配置熔絲加以保護。采用單臺熔絲保護方式時，可按電容器額定電流的1.5-2.5倍選定；采用分組熔絲保護方式時，一般每組不要超過4臺，其熔絲熔斷電流按小組額定電流的1.3-1.8倍選定。運行表明，低壓電容器的損壞率要比高壓的低。對于高壓電容器，為能及時發(fā)現(xiàn)問題，△形聯(lián)結(jié)的三相上分別裝有電流表監(jiān)視。如發(fā)現(xiàn)電流出現(xiàn)嚴重不平衡，應檢查哪一相熔絲斷了，要將損壞的電容器退出運行。

正常運行中，應對電容器組采取適當?shù)谋Ｗo措施。如采用平衡或差動繼電保護、短延時過電流繼電保護等。對于電壓等級3.15kV及以上的電容器，必須在每個電容器上專門配置用來保護電容器的熔斷器。該熔斷器應能負擔在電容器壽命期間或定期更換期間的操作時的涌流。涌流峰值應不超過100I（I為電容器的額定電流有效值）。高壓網(wǎng)路中，短路電流超出20A，且短路電流的保護裝置或熔斷器不能可靠保護對地短路時，則應采取單相短路保護裝置。

還要強調(diào)的是，新的電容器和停止使用較長時間的電容器，在使用前應進行5-10s的耐壓試驗。試驗電壓，試驗前和試驗后，都要測量電容。

注：Ue為電容器額定電壓。

有缺陷的電容器不易從外觀判斷。除進行預防性試驗外，運行中，加強巡視很重要。如發(fā)現(xiàn)僅有放電聲、嚴重滲油、膨肚或嚴重發(fā)熱、電壓過高或電流不大等時，應及時退出運行并進行檢測。

1）溫升在允許范圍內(nèi)。礦物油油侵電容器允許的最低環(huán)境溫度為-40℃，而氯化聯(lián)苯浸漬電容器規(guī)定的最低溫度為-25℃。運行中，電容器內(nèi)部元件的最熱點是在其元件的中心。要測量元件最熱點的溫度不容易做到。因此，只能從外殼的溫度來間接監(jiān)視元件的溫升，若能在外殼的2/3高度處貼試溫色片，則可以進行監(jiān)視。事實表明，電容器在夏季損壞率高，電容器運行的環(huán)境溫度不得超過40℃。如超過，應采用人工冷卻（安裝風扇或空調(diào)等）或?qū)㈦娙萜髋c網(wǎng)路斷開。

2）電壓波動不得太大。為使電容器正常運行，并延長使用壽命，規(guī)定在不超過額定電壓1.1倍的情況下長期使用，并能在1.15倍額定電壓（瞬時過電壓除外）下每晝夜運行時間不超過30min。運行中，移相電容器的功率損耗和發(fā)熱量隨電壓的平方增加。因此，電壓過高將導致電容器的溫度顯著增加，使其壽命大大縮短。為延長電容器的使用壽命，電容器應經(jīng)常在不超過額定電壓下運行。

電力系統(tǒng)中，大容量電動機突然甩負荷或重復沖擊負荷，都會使電網(wǎng)電壓的波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生高次諧波。移相電容器對諧波電壓的反映較敏感，在發(fā)生諧波共振情況下，可能導致嚴重損壞或無法運行。因此，送電時，應先投入負荷電路，后投人移相電容。電源電壓過高時，應及時將電容器暫時退出運行。

3）運行電流的監(jiān)測。電容器組允許在其1.3倍額定電流下長期運行，即運行中允許長期超過電容器組額定電流的30%。其中，10%是工頻過電壓引起的過電流，另有20%是由于高次諧波引起的過電流。因此，運行中的電容器應嚴格監(jiān)視運行電流，一旦超限應及時將電容器組退出運行。為了延長電容器的使用壽命，電容器應維持在額定電流下運行。電容器的額定電流，是指額定容量的電容器在正弦波形、額定頻率、額定電壓下所通過的電流。

4）防止帶電荷合閘。操作過電壓也極易損壞電容器。過于頻繁操作對電容器組也是不利的。尤其要注意電網(wǎng)失壓后重合閘時，會造成電容器組帶電荷合閘。帶電荷合閘時，如電源的電壓極性相反，將造成很強的沖擊，使多臺電容器損壞，甚至發(fā)生電容器群爆。電容器組每次重新合閘，必須在開關斷開電容器放電3min后進行。運行中，每月都應檢查熔絲和放電裝置是否完好。為了保護電容器組，自動放電裝置應經(jīng)常與電容器直接并聯(lián)（中間無斷路器、閘刀開關和熔斷器等），對具有非專用放電裝置的電容器組（例如，高壓電容器用的電壓互感器和低壓電容器用的白熾燈泡）以及與電動機直接聯(lián)接的電容器組，可以不另裝放電裝置。電容器組每次從網(wǎng)路斷開，其放電應該自動進行，并在10min內(nèi)將其額定電壓的峰值剩余電壓降到75V或更低。

5）注意電容器運行中最容易發(fā)生滲油和膨肚。滲油常發(fā)生在引出線套管部位，適當擰緊上螺帽以防滲油，不可輕易拆開套管的外瓷件。如無法消除滲油才可考慮拆開外瓷件。用汽油將零件擦凈，更換耐油膠墊，并涂以環(huán)氧樹脂膠合劑緊固。

對于膨肚，電容器運行中的溫升和環(huán)境溫度變化，使浸漬劑體積熱脹冷縮。這要依靠金屬箱壁的變化來進行調(diào)節(jié)。制造中，雖已采用留隙或加氣囊的補償方法加以調(diào)節(jié)，但如果制造質(zhì)量差，工藝有缺陷或在使用中電容器內(nèi)部產(chǎn)生電量，擊穿放電或嚴重游離時，將增加電容器的功率損耗。由于嚴重發(fā)熱使絕緣油分解而產(chǎn)生大量氣體，箱殼內(nèi)部壓力增大，箱壁外膨，這就是膨肚。膨肚的電容器，須經(jīng)修理，補油并經(jīng)合格檢驗后才可以重新投用。

運行中，對電容器要定期巡視。對于運行的電容器組的外觀檢查，建議每天都要進行。如發(fā)現(xiàn)箱殼膨脹應停止使用，以免發(fā)生故障。同時，對電容器的衛(wèi)生也不可忽視。電容器套管表面、電容器外殼、電容器和鐵架子上面不應積滿灰塵和其它臟東西。

總之，要做好一切預防、維護和保養(yǎng)工作，以確保電容器的安全運行。