吳金山

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

【關(guān)鍵詞】電容器；爆炸；溫升；電流監(jiān)測(cè)；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(yùn)行中會(huì)由于各種原因發(fā)生爆炸，而且一臺(tái)爆炸往往同時(shí)造成多臺(tái)電容器的損壞。特別是礦物油浸電容器爆炸時(shí)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞建筑物，其流油易引起火災(zāi)，為此，通常將電容器單獨(dú)設(shè)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(tái)電容器并聯(lián)使用時(shí)，如其中一臺(tái)被擊穿而又未能及時(shí)將其切除，則在電壓峰值瞬間，并聯(lián)的幾臺(tái)都向這臺(tái)壞的電容器放電。這時(shí)能量很大，很有可能造成該電容器爆炸。運(yùn)行環(huán)境溫度過高、電網(wǎng)電壓波形畸變、操作過電壓、嚴(yán)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(kuò)大，電容器應(yīng)配置熔絲加以保護(hù)。采用單臺(tái)熔絲保護(hù)方式時(shí)，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(hù)方式時(shí)，一般每組不要超過4臺(tái)，其熔絲熔斷電流按小組額定電流的1.3-1.8倍選定。運(yùn)行表明，低壓電容器的損壞率要比高壓的低。對(duì)于高壓電容器，為能及時(shí)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(yán)重不平衡，應(yīng)檢查哪一相熔絲斷了，要將損壞的電容器退出運(yùn)行。

正常運(yùn)行中，應(yīng)對(duì)電容器組采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。如采用平衡或差動(dòng)繼電保護(hù)、短延時(shí)過電流繼電保護(hù)等。對(duì)于電壓等級(jí)3.15kV及以上的電容器，必須在每個(gè)電容器上專門配置用來保護(hù)電容器的熔斷器。該熔斷器應(yīng)能負(fù)擔(dān)在電容器壽命期間或定期更換期間的操作時(shí)的涌流。涌流峰值應(yīng)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(hù)裝置或熔斷器不能可靠保護(hù)對(duì)地短路時(shí)，則應(yīng)采取單相短路保護(hù)裝置。

還要強(qiáng)調(diào)的是，新的電容器和停止使用較長(zhǎng)時(shí)間的電容器，在使用前應(yīng)進(jìn)行5-10s的耐壓試驗(yàn)。試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)前和試驗(yàn)后，都要測(cè)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(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)外，運(yùn)行中，加強(qiáng)巡視很重要。如發(fā)現(xiàn)僅有放電聲、嚴(yán)重滲油、膨肚或嚴(yán)重發(fā)熱、電壓過高或電流不大等時(shí)，應(yīng)及時(shí)退出運(yùn)行并進(jìn)行檢測(cè)。

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(yùn)行中，電容器內(nèi)部元件的最熱點(diǎn)是在其元件的中心。要測(cè)量元件最熱點(diǎn)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(jìn)行監(jiān)視。事實(shí)表明，電容器在夏季損壞率高，電容器運(yùn)行的環(huán)境溫度不得超過40℃。如超過，應(yīng)采用人工冷卻（安裝風(fēng)扇或空調(diào)等）或?qū)㈦娙萜髋c網(wǎng)路斷開。

2）電壓波動(dòng)不得太大。為使電容器正常運(yùn)行，并延長(zhǎng)使用壽命，規(guī)定在不超過額定電壓1.1倍的情況下長(zhǎng)期使用，并能在1.15倍額定電壓（瞬時(shí)過電壓除外）下每晝夜運(yùn)行時(shí)間不超過30min。運(yùn)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(dǎo)致電容器的溫度顯著增加，使其壽命大大縮短。為延長(zhǎng)電容器的使用壽命，電容器應(yīng)經(jīng)常在不超過額定電壓下運(yùn)行。

電力系統(tǒng)中，大容量電動(dòng)機(jī)突然甩負(fù)荷或重復(fù)沖擊負(fù)荷，都會(huì)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(duì)諧波電壓的反映較敏感，在發(fā)生諧波共振情況下，可能導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p壞或無法運(yùn)行。因此，送電時(shí)，應(yīng)先投入負(fù)荷電路，后投人移相電容。電源電壓過高時(shí)，應(yīng)及時(shí)將電容器暫時(shí)退出運(yùn)行。

3）運(yùn)行電流的監(jiān)測(cè)。電容器組允許在其1.3倍額定電流下長(zhǎng)期運(yùn)行，即運(yùn)行中允許長(zhǎng)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(yùn)行中的電容器應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視運(yùn)行電流，一旦超限應(yīng)及時(shí)將電容器組退出運(yùn)行。為了延長(zhǎng)電容器的使用壽命，電容器應(yīng)維持在額定電流下運(yùn)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(duì)電容器組也是不利的。尤其要注意電網(wǎng)失壓后重合閘時(shí)，會(huì)造成電容器組帶電荷合閘。帶電荷合閘時(shí)，如電源的電壓極性相反，將造成很強(qiáng)的沖擊，使多臺(tái)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(guān)斷開電容器放電3min后進(jìn)行。運(yùn)行中，每月都應(yīng)檢查熔絲和放電裝置是否完好。為了保護(hù)電容器組，自動(dòng)放電裝置應(yīng)經(jīng)常與電容器直接并聯(lián)（中間無斷路器、閘刀開關(guān)和熔斷器等），對(duì)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(dòng)機(jī)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(yīng)該自動(dòng)進(jìn)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(yùn)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(dāng)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(duì)于膨肚，電容器運(yùn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。制造中，雖已采用留隙或加氣囊的補(bǔ)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(yán)重游離時(shí)，將增加電容器的功率損耗。由于嚴(yán)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(bǔ)油并經(jīng)合格檢驗(yàn)后才可以重新投用。

運(yùn)行中，對(duì)電容器要定期巡視。對(duì)于運(yùn)行的電容器組的外觀檢查，建議每天都要進(jìn)行。如發(fā)現(xiàn)箱殼膨脹應(yīng)停止使用，以免發(fā)生故障。同時(shí)，對(duì)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(yīng)積滿灰塵和其它臟東西。

總之，要做好一切預(yù)防、維護(hù)和保養(yǎng)工作，以確保電容器的安全運(yùn)行。