一起10kV并聯電容器外熔斷器群爆的故障分析

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(國網河南省電力公司鄭州供電公司，河南 鄭州 450006)

1 引言

并聯電容器裝置在現代電力系統中用來補償感性無功功率，提高功率因數，改善電壓質量，降低線路損耗，提高系統或變壓器的有功輸出，但是在實際運行中仍存在少許問題，本文通過對一起并聯電容器群爆事故進行分析，找出造成事故的原因，提出了并聯電容器熔斷器的改進建議，同時對電容器組日常運行維護工作作出了細致分析。

2 事故經過

為確保電力設備迎峰度夏穩定運行，2015年5月，運維人員用紅外線成像儀對某220kV變電站設備進行了帶電測試，發現10kV 4#電容器組A相第5只電容器外熔斷器熔絲與鋁排連接處發熱40度，未處理，如圖1所示。5日10：00，天氣晴朗，10kV 某4板、4#電容器電流I段動作、不平衡電壓動作跳閘，現場檢查 4#電容器組A3、B5、C3套管爆炸，本體滲油、鼓肚，A4、A5、B1、B2、B5、C1、C2、C4、C5電容器外熔斷器脫落，隨即將該電容器組解除備用，做安措，現場群爆情況如圖2、圖3所示。

圖3 電容器組熔斷器群爆正圖

3 事故分析

3.1 熔斷器結構特征

該電容器為某廠2008年生產投運，型號為ZX-7L,額定容量7500kvar,每相5只并聯，共15只星形接線運行，串聯電抗器為干式,型號：CKDK-10/150-6。

該熔斷器是由外消弧管、內消弧管、熔絲及尾線彈出裝置所構成。其中，外消弧管是由環氧玻璃絲布管和反白鋼紙管復合而成，主要起絕緣、耐爆和有效開斷額定容性電流的作用；內消弧管可以在開斷瞬間聚集足夠壓力的非可燃氣體，以提高開斷能力，故用以開斷小容性電流，尾線彈出裝置根據應用的條件不同而分為外繃簧式和防擺式結構。防擺式結構又根據所配套的電容器擺放形式的不同劃分為適應電容器直立擺放和電容器臥式擺放的兩種形式。外繃簧式為采用不銹鋼彈簧作為熔斷器熔絲的繃緊彈簧，當熔斷器正常工作時，彈簧處于繃緊儲能狀態，熔絲過流熔斷時，彈簧釋放能量，使熔絲殘余尾線迅速被拉出外消弧管，配合內、外消弧管產生的氣體在電流過零時，將電弧熄滅，保證故障電容器與系統可靠脫離，安裝結構如圖4所示。

圖4 熔絲安裝結構

外熔斷器是并聯電容器裝置中單臺電容器保護的主要手段之一，因其結構簡單、使用方便，價格低廉,在并聯電容器中廣泛應用，但實際運行情況不十分理想，其中主要原因是熔斷器質量和連接組件發熱問題。

3.2 熔斷器群爆分析

220kV變電站旁邊2公里處有一熱電廠，環境污染較大，由于變電站在室外露天環境下，各連接點易遭受風吹日曬等自然條件影響，接頭位置極易氧化腐蝕，造成接觸電阻增大，接頭發熱，造成設備燒壞。

現階段設備連接端子基本為螺栓緊固式，螺栓震動后螺帽易松動，造成壓緊力不足，導致接觸電阻增大。因鋁質母線排彈性系數小，強度低，鍍鋅螺栓壓力過大時，易造成鋁排變形，減小接觸面積。

A5電容器M8緊固螺栓與鋁排連接處長時間發熱，外熔斷器熔絲熔斷脫落，還因彈簧支架板老化，不能完全拖住熔絲，熔絲頭下垂落到A5電容器另一端短路放電，巨大的短路電流造成星形點鋁排與軟連接處燒斷，由于其余部分熔斷器熄弧不善,使剩余電容器放電過電壓,導致4#電容器組熔斷器群爆發生，整組電容器報廢。

4 防范措施

(1) 加強并聯電容器紅外線測溫工作，對于存在的缺陷及時上報處理，確保質量。

(2) 將電容器、電抗器連接鋁排改為銅排，M8螺栓改為雙孔螺栓，使用高強度不銹鋼螺栓。

(3) 對于運行5年以上電容器，應定期全部更換外熔絲和支架，發現熔斷器和支架老化現象也應全部及時更換。

(4) 建議更換使用內熔絲電容器，取代外熔絲電容器，以降低發熱故障，減小維護量。

(5) 加強防污措施，如及時停電清掃設備，搭建遮陽、防雨棚，將電容器、電抗器改為室內運行等。

5 結論

紅外檢測技術作為監測手段，為監測設備缺陷提供了科學依據，電容器的外熔斷器設計有待改進。及時更換銹蝕、松弛的熔斷器、托架，對于同類型電容器進行排查處理，防止類似事故發生。加強并聯電容器安裝、巡視、檢修質量力度，發生事故認真分析，找出事故原因，確保電容器穩定運行。

[1]王季梅，編著.高壓交流熔斷器及其應用[M].機械工業出版社，2006.

[2]董修峰,徐鐵軍,張順興.一起電容器組外熔斷器故障分析[J].電力電容器與無功補償,2013(5):71-72.

[3]黃斌,羅文宇,劉小波,等.電容器連接組件過熱原因分析與設計改進[J].電力電容器與無功補償,2012(6):41-42.

[4]董萬光,董亞,侯憲法,等.一起35kV并聯電容器群爆事故原因分析[J].電力電容器與無功補償,2013(10):73.

[5]組樹濤,張寧,李光,等.35kV電容無功補償裝置發熱缺陷分析及對策[J].電力電容器與無功補償,2014(8):65-66.