通信機樓電容補償裝置運行維護指引

張 雷，張錦填，王田豐，孫洪欣

（中國電信廣東深圳分公司）

0 前 言

隨著公司業務不斷發展，低壓配電設備的使用年限也在逐步延長，老化現象日趨嚴重，補償電容滲漏、變形、擊穿、短路乃至爆炸現象時有發生。但是，由于設備用電負荷的增加，必然要求電網系統利用率的提高。但由于接入電網的用電設備絕大多數是電感性負荷，功率因數低，影響發電機的輸出功率；降低有功功率的輸出；影響變電、輸電的供電能力；降低有功功率的容量；增加電力系統的電能損耗；增加輸電線路的電壓降等。因此，連接到電網中的大多數電器不僅需要有功功率，還需要一定的無功功率。無功，簡單的說就是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。電機和變壓器中的磁場靠無功電流維持，輸電線中的電感也消耗無功，電抗器、熒光燈等所有感性電路全部需要一定的無功功率。為減少電力輸送中的損耗，提高電力輸送的容量和質量，必須進行無功功率的補償。

目前，在110 k V及以下的電網中，常安裝電力電容器組來進行無功功率補償，這是一種實用、經濟的方法。而采用無功補償，具有如下優點：（1）減少設計容量；（2）減少投資；（3）增加電網中有功功率的輸送比例，降低線損，改善電壓質量，穩定設備運行；（4）可提高低壓電網和用電設備的功率因數，降低電能損耗和節能；（5）減少電費支出。從而可滿足電力系統對無功補償的檢測要求，消除因為功率因數過低而產生的罰款。

因此，補償設備在低壓配電系統中是非常重要的一個組成部分，為了使補償電容能夠安全穩定的運行，充分發揮其在系統中不可替代的作用，特制定如下維護操作指引。

1 低壓補償裝置的運行維護

1.1 補償裝置投運前的檢查內容

（1）新裝的補償裝置投入前應按接交試驗項目進行試驗并合格。（注意：對金屬氧化物避雷器進行檢收試驗時，不得進行耐電壓試驗。進行保護裝置試驗時，應在主電路上并接或撤出1～2臺電容器以模擬電容器內部故障，或在二次回路上設定等價故障信號。保護裝置在整定范圍內應能正常動作。試驗次數不少于3次。）

（2）電容器外觀良好，無滲漏油現象；電抗器無變形，起包，受潮現象。

（3）電容器組的接線應正確，電壓應與電網額定電壓相符合。

（4）電容器組三相間的容量應平衡，其誤差不應超過一相總容量的5%。

（5）各觸點應接觸良好，外殼及電容器組與接地網的連接應牢固可靠。

（6）放電電阻的阻值和容量應符合規程要求，并經試驗合格。

（7）與電容器組連接的電纜、斷路器（真空接觸器）、熔斷器等元件應經試驗合格。

（8）電容器組的繼電保護裝置應經檢驗合格，定值正確，并置于投入運行位置。（9）裝有專用接地刀閘者，其刀閘應在斷開位置。（10）此外還應檢查電容器安裝處所的建筑結構，通風設施是否合乎規程要求。

（11）自動投切裝置應經試驗合格。

（12）新投入運行的電容器組第一次充電時，應在額定電壓下沖擊合閘三次。

1.2 補償裝置運行時的巡視檢查

對運行中的補償裝置應進行正常巡視檢查、定期停電檢查以及在發生跳閘、熔絲熔斷等現象后進行額外的特殊巡視檢查。補償裝置的正常巡視檢查應與變（配）電所配電裝置巡視檢查同時進行。補償裝置在運行期間每天不得少于一次的檢查，投運初期，可考慮安排早、中、晚三次。

補償裝置正常巡視檢查的內容如下：

（1）觀察電容器外殼有無膨脹（鼓肚現象），箱體無銹蝕、油漆脫漆起殼現象。

（2）電容器油箱是否滲漏油。

（3）觀察各相電流是否正常，有無不穩定及激增現象。電容器運行電壓和運行電流不應超過廠家的規定，三相電流表指示應平衡。

（4）觀察放電指示燈，以鑒別放電回路電阻是否完好（放電指示燈不參加運行者除外；在將電容器再次投入電網運行之前，電容器上的剩余電壓不應超過其額定電壓的10%。）

（5）裝置有無異常的震動、聲響和放電聲。

（6）檢查各臺電容器上套管（或支持絕緣子）無裂紋及放電閃絡痕跡，無破損現象，外觀清潔。

（7）檢查各連接點無烘黑、變色、烤紅、冒水汽等過熱現象；連接引線銅（鋁）排無松動、脫落、斷線、扭曲等損傷；螺栓、螺母連接應緊固，無松脫現象。

（8）電容器外殼接地良好。

（9）對電容器回路附屬設備（串聯電抗器、放電線圈、避雷器等）檢查，按相應類型設備的巡視檢查項目進行。

（10）環境溫度不應超過＋40℃。運行中電容器芯子最熱點溫度不超過60℃，電容器外殼溫度不得超過55℃。故電容器組較長時間運行后，需用紅外測溫儀測量每臺電容器外殼與接頭處溫度。

（11）母線電壓的變化情況。

（12）電容器組電流值的情況（當每投入一組電容器時，原運行電容器組的電流變化幅值不應大于電容器組額定電流的5%）。

（13）自動投切裝置動作正確。

（14）檢查補償裝置運行時柜門應鎖好。

除對補償裝置進行日常巡視檢查外，還應定期進行停電檢查，以及在發生斷路器動作、熔絲熔斷等現象后，應進行特殊巡視檢查。補償裝置應定期進行停電檢查，檢查內容如下：

（1）檢查各部螺絲接點的松緊及接觸情況。（2）檢查放電回路的完整性。（3）檢查通風道的通暢情況。（4）檢查電容器外殼的保護接地線是否完好（不允許接地者除外）。

（5）檢查繼電保護裝置的動作情況及熔絲是否完好。

（6）檢查補償裝置的開關及線路等電器設備。（7）清掃檢查架構瓷絕緣有無破裂等情況。（8）清掃檢查補償裝置回路其他設備元件。

1.3 補償裝置操作注意事項

（1）正常情況下，補償裝置的投入或退出運行應根據電力系統無功負荷潮流或負荷功率因數以及電壓情況來決定。

（2）正常情況下，全站停電操作時，應先拉開電容器斷路器，后拉開各路出線斷路器。

（3）正常情況下，全站恢復送電時，應先合各路出線斷路器，后合電容器組的斷路器。

（4）事故情況下，全站無電后，必須將電容器的斷路器拉開。

（5）并聯電容器組斷路器跳閘后不準強送。保護熔絲熔斷后，允許更換熔絲試投一次，再次熔斷未查明原因前，不準更換熔絲送電，電容器有擊穿現象應更換電容器。

（6）電容器組因內部元件故障跳閘后，在未拆除故障電容器前，禁止重新合閘送電。

（7）并聯電容器組禁止帶電荷合閘。電容器組再次合閘時，必須在斷路5 min之后進行；因而在操作時，發生開關合不上或跳躍等情況，不可連續進行合閘。

（8）嚴禁在電容器組運行時或電容器未經充分放電情況下開啟柜門進入補償裝置內，若需要查看電容器組運行狀況必須在柜門外并保持足夠的安全距離；只有在補償裝置改為檢修狀態后才能打開柜門。

（9）電容器組在停電時盡量由放電線圈進行自動放電，待自動放電過程約為10分鐘后，再合上全部三相電容器接地刀閘。

（10）運行人員操作電容器隔離接地刀閘時必須戴絕緣手套。

（11）裝置內如裝有外部熔斷器，則對完好電容器上的熔斷器也應進行定期檢查、更換，以確保動作可靠；運行中如有噴逐式熔斷器熔斷，會有明顯的倒牌指示，此時應查明原因，并將電容器組改為檢修。

（12）當長期運行的電容器母線電壓超過電容器額定的1.1倍，或者電流超過額定電流的1.3倍以及電容器室的環境溫度超過＋40℃時，均應將其退出運行。

（13）裝有功率因數自動控制器的補償裝置，當自動裝置發生故障時，應立即退出運行，并應將電容器組的自動投切改為手動，避免電容器組因自動裝置故障，頻繁投切。

（14）對正在運行中的電容器每隔一段時間進行一次停電檢測。并通過檢測電容器的容量和絕緣電阻來判斷電容器的使用壽命；每次檢測電容器應做好記錄，然后將幾次檢測記錄進行比較，如發現數值變化較大，需分析原因。

2 高壓補償裝置常見異常情況和故障

2.1 補償裝置常見異常情況和故障

（1）電容器遇下列情況之一，應立即拉開電容器開關：

a.電容器爆炸；

b.電容器接頭嚴重過熱或溫度超限值；

c.電容器噴油或起火；

d.電容器套管破裂并伴隨閃絡放電；

e.電容器外殼明顯膨脹或有油質流出；

f.電容器三相電流不平衡超過5%以上；

g.電容器或串聯電抗器內部有異常聲響。

（2）電容器開關跳閘后，不允許強行試送，應首先根據保護動作情況進行判斷；仔細檢查電容器有無熔絲熔斷、鼓肚、過熱、爆裂或套管放電痕跡，電容器無明顯故障，還應對配套設備進行檢查，查明原因并排除故障后，方可再行投入。原因不明時，電容器應經試驗后才能投入。

（3）補償裝置電壓過高。電容器在正常運行中，由于電網負載的變化電網電壓也會產生或高或低的變化。當電壓超過電容器額定電壓1.1倍時應將電容器組退出運行。另外電容器操作過程中也可能引起操作過電壓，此時如過電壓信號報警，應將電容器拉開，查明原因并處理后方可繼續使用。

（4）補償過電流。電容器運行中，應維持在額定電流下工作，但由于運行電壓的升高和電流電壓波形的畸變，會引起電容器的電流過大，當電流增大到額定電流的1.3倍時，應將電容器退出運行。

2.2 運行中的并聯電容器經常發生的異常現象和故障

（1）滲漏油。由于搬運方法不當，或提拿絕緣套管致使其法蘭焊接處產生裂縫，接線時，因擰螺絲用力過大造成絕緣管套焊接處損傷，以及產品制造過程中存在的一些缺陷，均可造成電容出現滲、漏油等現象。同時，由于電容器投入運行后，溫度變化劇烈，內部壓力增加則會使滲油現象更加嚴重。另外，由于長時間運行后，可能造成電容器外殼漆層剝落，鐵皮銹蝕，也是造成運行中電容器滲、漏油的一個原因。電容器滲、漏油的后果是使浸漬劑減少，元件上部容易受潮并擊穿而使電容器損壞。因此，必須及時進行處理。

（2）外殼膨脹。由于電容器內部介質在電壓作用下發生游離，使介質分解而析出氣體，或者由于部分元件擊穿，電極對外殼放電等原因均會使介質析出氣體。在密封的外殼中這些氣體將引起壓力的增加，因而將引起外殼膨脹。所以，電容器外殼膨脹，是電容器發生故障或故障前的征兆。在運行過程中，若發現電容器外殼膨脹應及時采取措施，膨脹嚴重者應立即停止使用，以免事故擴大。

（3）電容器爆破。電容器內部元件發生極間或極對外殼擊穿時，與之并聯的其他電容器將對它進行放電，此時由于釋放能量極大，可能造成電容器爆破。電容器爆破的后果，可能會危及其他電氣設備，甚至引起電容器室發生火災。為了防止電容器發生爆破事故，除要求加強運行中的巡視檢查外，最主要的是安裝電容器內部元件的保護裝置，將電容器在釀成爆破事故前及時消除。

（4）溫度過高。由于電容器室設計、安裝不合理，造成通風條件差，電容器長時間過電壓運行以及由于附近的整流裝置造成的高次諧波電流的影響，致使電容器過電流等均可使電容器超過規定的允許溫升。另外，由于電容器長期在超過規定溫度的情況下運行將嚴重影響其使用壽命，并會導致絕緣擊穿等事故使電容器損壞。因此，在運行中應嚴格監視和控制其環境溫度，并采取措施使之不超過允許溫升。對采取措施或仍然超過規定的允許溫度者，應將其停止運行。

（5）瓷絕緣表面閃絡。電容器在運行中，由于缺乏清掃和維護，其瓷絕緣表面因污穢可能引起放電。在污穢嚴重地區，尤其是在天氣條件惡劣（如雨加雪），或遇有各種內、外過電壓的情況下，均可造成瓷絕緣表面污穢閃絡事故，造成電容器損壞和斷路器跳閘。因此，對運行中的電容器組，應進行定期的清掃檢查，在污穢嚴重地區，還應采取其他反污措施。

（6）異常響聲。電容器在運行過程中不應該發出特殊響聲。如果在運行中，發現有“吱吱”聲或“咕咕”聲，則說明外部或內部有局部放電的現象。“咕咕”聲，是電容器內部絕緣崩潰的先兆，因此應停止運行，查找故障電容器。

3 檢修及處理故障電容器時應遵守的注意事項

檢修時，應首先拉開電容器組的斷路器及其上、下隔離開關，此時，電容器組雖然已經經過放電電阻自行放電，但仍會有部分殘余電荷，為了人身安全，必須進行人工放電。放電時，應先將接地線的接地端與接地網固定好，再用接地棒多次對電容器端子短接接地放電，直至無火花和放電聲為止，最后將接地線固定好。方可接觸裝置一次元件。對具有多段串聯的電容器組，在人接觸之前還應將串聯段連接點對地短路放電。處理故障電容器還應注意，電容器如果是內部斷線，熔絲熔斷或引線接觸不良，其兩極間還可能有殘余電荷，這樣在自動放電或人工放電時，它的殘余電荷是不會被放掉的。所以，運行或檢修人員在接觸故障電容器前，還應戴好絕緣手套，用短路線短接故障電容器的兩極，使其放電。

總之，因為電容器的兩極具有剩有殘余電荷的特點，所以必須設法將其電荷放盡，否則容易發生觸電事故。

4 噴逐式熔斷器的安裝及注意事項

噴逐式熔斷器是電容器專用產品，其由外消弧管、內消弧管、熔絲及尾線彈出裝置構成；在正常時熔絲安裝在消弧管中心位置，尾線穿過彈簧后，將彈簧拉到規定的儲能位置并纏繞固定；熔絲下端的軟銅線到電容器接線端應保持足夠的松弛度，否則影響彈簧釋放，會引起重燃，造成炸管和群爆；外繃彈簧式熔斷器管體與水平方向夾角應為30°～45°之間，其指示器應與其底座成90°角，否則因拉力不夠，會引起重燃，造成炸管和群爆；防擺式熔斷器管體與垂直方向夾角為30°～45°之間，內拉簧應拉至與防擺管端口水平位置，否則會引起重燃，造成炸管和群爆；熔絲更換時，應檢查管內壁是否碳化，若碳化嚴重應更換新的外消弧管，同一支外消弧管更換開斷熔絲不得超過三支；熔絲的電流為電容器額定電流的1.4～1.55倍。