通信机楼电容补偿装置运行维护指引

张 雷，张锦填，王田丰，孙洪欣

（中国电信广东深圳分公司）

0 前 言

随着公司业务不断发展，低压配电设备的使用年限也在逐步延长，老化现象日趋严重，补偿电容渗漏、变形、击穿、短路乃至爆炸现象时有发生。但是，由于设备用电负荷的增加，必然要求电网系统利用率的提高。但由于接入电网的用电设备绝大多数是电感性负荷，功率因数低，影响发电机的输出功率；降低有功功率的输出；影响变电、输电的供电能力；降低有功功率的容量；增加电力系统的电能损耗；增加输电线路的电压降等。因此，连接到电网中的大多数电器不仅需要有功功率，还需要一定的无功功率。无功，简单的说就是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。电机和变压器中的磁场靠无功电流维持，输电线中的电感也消耗无功，电抗器、荧光灯等所有感性电路全部需要一定的无功功率。为减少电力输送中的损耗，提高电力输送的容量和质量，必须进行无功功率的补偿。

目前，在110 k V及以下的电网中，常安装电力电容器组来进行无功功率补偿，这是一种实用、经济的方法。而采用无功补偿，具有如下优点：（1）减少设计容量；（2）减少投资；（3）增加电网中有功功率的输送比例，降低线损，改善电压质量，稳定设备运行；（4）可提高低压电网和用电设备的功率因数，降低电能损耗和节能；（5）减少电费支出。从而可满足电力系统对无功补偿的检测要求，消除因为功率因数过低而产生的罚款。

因此，补偿设备在低压配电系统中是非常重要的一个组成部分，为了使补偿电容能够安全稳定的运行，充分发挥其在系统中不可替代的作用，特制定如下维护操作指引。

1 低压补偿装置的运行维护

1.1 补偿装置投运前的检查内容

（1）新装的补偿装置投入前应按接交试验项目进行试验并合格。（注意：对金属氧化物避雷器进行检收试验时，不得进行耐电压试验。进行保护装置试验时，应在主电路上并接或撤出1～2台电容器以模拟电容器内部故障，或在二次回路上设定等价故障信号。保护装置在整定范围内应能正常动作。试验次数不少于3次。）

（2）电容器外观良好，无渗漏油现象；电抗器无变形，起包，受潮现象。

（3）电容器组的接线应正确，电压应与电网额定电压相符合。

（4）电容器组三相间的容量应平衡，其误差不应超过一相总容量的5%。

（5）各触点应接触良好，外壳及电容器组与接地网的连接应牢固可靠。

（6）放电电阻的阻值和容量应符合规程要求，并经试验合格。

（7）与电容器组连接的电缆、断路器（真空接触器）、熔断器等元件应经试验合格。

（8）电容器组的继电保护装置应经检验合格，定值正确，并置于投入运行位置。（9）装有专用接地刀闸者，其刀闸应在断开位置。（10）此外还应检查电容器安装处所的建筑结构，通风设施是否合乎规程要求。

（11）自动投切装置应经试验合格。

（12）新投入运行的电容器组第一次充电时，应在额定电压下冲击合闸三次。

1.2 补偿装置运行时的巡视检查

对运行中的补偿装置应进行正常巡视检查、定期停电检查以及在发生跳闸、熔丝熔断等现象后进行额外的特殊巡视检查。补偿装置的正常巡视检查应与变（配）电所配电装置巡视检查同时进行。补偿装置在运行期间每天不得少于一次的检查，投运初期，可考虑安排早、中、晚三次。

补偿装置正常巡视检查的内容如下：

（1）观察电容器外壳有无膨胀（鼓肚现象），箱体无锈蚀、油漆脱漆起壳现象。

（2）电容器油箱是否渗漏油。

（3）观察各相电流是否正常，有无不稳定及激增现象。电容器运行电压和运行电流不应超过厂家的规定，三相电流表指示应平衡。

（4）观察放电指示灯，以鉴别放电回路电阻是否完好（放电指示灯不参加运行者除外；在将电容器再次投入电网运行之前，电容器上的剩余电压不应超过其额定电压的10%。）

（5）装置有无异常的震动、声响和放电声。

（6）检查各台电容器上套管（或支持绝缘子）无裂纹及放电闪络痕迹，无破损现象，外观清洁。

（7）检查各连接点无烘黑、变色、烤红、冒水汽等过热现象；连接引线铜（铝）排无松动、脱落、断线、扭曲等损伤；螺栓、螺母连接应紧固，无松脱现象。

（8）电容器外壳接地良好。

（9）对电容器回路附属设备（串联电抗器、放电线圈、避雷器等）检查，按相应类型设备的巡视检查项目进行。

（10）环境温度不应超过＋40℃。运行中电容器芯子最热点温度不超过60℃，电容器外壳温度不得超过55℃。故电容器组较长时间运行后，需用红外测温仪测量每台电容器外壳与接头处温度。

（11）母线电压的变化情况。

（12）电容器组电流值的情况（当每投入一组电容器时，原运行电容器组的电流变化幅值不应大于电容器组额定电流的5%）。

（13）自动投切装置动作正确。

（14）检查补偿装置运行时柜门应锁好。

除对补偿装置进行日常巡视检查外，还应定期进行停电检查，以及在发生断路器动作、熔丝熔断等现象后，应进行特殊巡视检查。补偿装置应定期进行停电检查，检查内容如下：

（1）检查各部螺丝接点的松紧及接触情况。（2）检查放电回路的完整性。（3）检查通风道的通畅情况。（4）检查电容器外壳的保护接地线是否完好（不允许接地者除外）。

（5）检查继电保护装置的动作情况及熔丝是否完好。

（6）检查补偿装置的开关及线路等电器设备。（7）清扫检查架构瓷绝缘有无破裂等情况。（8）清扫检查补偿装置回路其他设备元件。

1.3 补偿装置操作注意事项

（1）正常情况下，补偿装置的投入或退出运行应根据电力系统无功负荷潮流或负荷功率因数以及电压情况来决定。

（2）正常情况下，全站停电操作时，应先拉开电容器断路器，后拉开各路出线断路器。

（3）正常情况下，全站恢复送电时，应先合各路出线断路器，后合电容器组的断路器。

（4）事故情况下，全站无电后，必须将电容器的断路器拉开。

（5）并联电容器组断路器跳闸后不准强送。保护熔丝熔断后，允许更换熔丝试投一次，再次熔断未查明原因前，不准更换熔丝送电，电容器有击穿现象应更换电容器。

（6）电容器组因内部元件故障跳闸后，在未拆除故障电容器前，禁止重新合闸送电。

（7）并联电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合闸时，必须在断路5 min之后进行；因而在操作时，发生开关合不上或跳跃等情况，不可连续进行合闸。

（8）严禁在电容器组运行时或电容器未经充分放电情况下开启柜门进入补偿装置内，若需要查看电容器组运行状况必须在柜门外并保持足够的安全距离；只有在补偿装置改为检修状态后才能打开柜门。

（9）电容器组在停电时尽量由放电线圈进行自动放电，待自动放电过程约为10分钟后，再合上全部三相电容器接地刀闸。

（10）运行人员操作电容器隔离接地刀闸时必须戴绝缘手套。

（11）装置内如装有外部熔断器，则对完好电容器上的熔断器也应进行定期检查、更换，以确保动作可靠；运行中如有喷逐式熔断器熔断，会有明显的倒牌指示，此时应查明原因，并将电容器组改为检修。

（12）当长期运行的电容器母线电压超过电容器额定的1.1倍，或者电流超过额定电流的1.3倍以及电容器室的环境温度超过＋40℃时，均应将其退出运行。

（13）装有功率因数自动控制器的补偿装置，当自动装置发生故障时，应立即退出运行，并应将电容器组的自动投切改为手动，避免电容器组因自动装置故障，频繁投切。

（14）对正在运行中的电容器每隔一段时间进行一次停电检测。并通过检测电容器的容量和绝缘电阻来判断电容器的使用寿命；每次检测电容器应做好记录，然后将几次检测记录进行比较，如发现数值变化较大，需分析原因。

2 高压补偿装置常见异常情况和故障

2.1 补偿装置常见异常情况和故障

（1）电容器遇下列情况之一，应立即拉开电容器开关：

a.电容器爆炸；

b.电容器接头严重过热或温度超限值；

c.电容器喷油或起火；

d.电容器套管破裂并伴随闪络放电；

e.电容器外壳明显膨胀或有油质流出；

f.电容器三相电流不平衡超过5%以上；

g.电容器或串联电抗器内部有异常声响。

（2）电容器开关跳闸后，不允许强行试送，应首先根据保护动作情况进行判断；仔细检查电容器有无熔丝熔断、鼓肚、过热、爆裂或套管放电痕迹，电容器无明显故障，还应对配套设备进行检查，查明原因并排除故障后，方可再行投入。原因不明时，电容器应经试验后才能投入。

（3）补偿装置电压过高。电容器在正常运行中，由于电网负载的变化电网电压也会产生或高或低的变化。当电压超过电容器额定电压1.1倍时应将电容器组退出运行。另外电容器操作过程中也可能引起操作过电压，此时如过电压信号报警，应将电容器拉开，查明原因并处理后方可继续使用。

（4）补偿过电流。电容器运行中，应维持在额定电流下工作，但由于运行电压的升高和电流电压波形的畸变，会引起电容器的电流过大，当电流增大到额定电流的1.3倍时，应将电容器退出运行。

2.2 运行中的并联电容器经常发生的异常现象和故障

（1）渗漏油。由于搬运方法不当，或提拿绝缘套管致使其法兰焊接处产生裂缝，接线时，因拧螺丝用力过大造成绝缘管套焊接处损伤，以及产品制造过程中存在的一些缺陷，均可造成电容出现渗、漏油等现象。同时，由于电容器投入运行后，温度变化剧烈，内部压力增加则会使渗油现象更加严重。另外，由于长时间运行后，可能造成电容器外壳漆层剥落，铁皮锈蚀，也是造成运行中电容器渗、漏油的一个原因。电容器渗、漏油的后果是使浸渍剂减少，元件上部容易受潮并击穿而使电容器损坏。因此，必须及时进行处理。

（2）外壳膨胀。由于电容器内部介质在电压作用下发生游离，使介质分解而析出气体，或者由于部分元件击穿，电极对外壳放电等原因均会使介质析出气体。在密封的外壳中这些气体将引起压力的增加，因而将引起外壳膨胀。所以，电容器外壳膨胀，是电容器发生故障或故障前的征兆。在运行过程中，若发现电容器外壳膨胀应及时采取措施，膨胀严重者应立即停止使用，以免事故扩大。

（3）电容器爆破。电容器内部元件发生极间或极对外壳击穿时，与之并联的其他电容器将对它进行放电，此时由于释放能量极大，可能造成电容器爆破。电容器爆破的后果，可能会危及其他电气设备，甚至引起电容器室发生火灾。为了防止电容器发生爆破事故，除要求加强运行中的巡视检查外，最主要的是安装电容器内部元件的保护装置，将电容器在酿成爆破事故前及时消除。

（4）温度过高。由于电容器室设计、安装不合理，造成通风条件差，电容器长时间过电压运行以及由于附近的整流装置造成的高次谐波电流的影响，致使电容器过电流等均可使电容器超过规定的允许温升。另外，由于电容器长期在超过规定温度的情况下运行将严重影响其使用寿命，并会导致绝缘击穿等事故使电容器损坏。因此，在运行中应严格监视和控制其环境温度，并采取措施使之不超过允许温升。对采取措施或仍然超过规定的允许温度者，应将其停止运行。

（5）瓷绝缘表面闪络。电容器在运行中，由于缺乏清扫和维护，其瓷绝缘表面因污秽可能引起放电。在污秽严重地区，尤其是在天气条件恶劣（如雨加雪），或遇有各种内、外过电压的情况下，均可造成瓷绝缘表面污秽闪络事故，造成电容器损坏和断路器跳闸。因此，对运行中的电容器组，应进行定期的清扫检查，在污秽严重地区，还应采取其他反污措施。

（6）异常响声。电容器在运行过程中不应该发出特殊响声。如果在运行中，发现有“吱吱”声或“咕咕”声，则说明外部或内部有局部放电的现象。“咕咕”声，是电容器内部绝缘崩溃的先兆，因此应停止运行，查找故障电容器。

3 检修及处理故障电容器时应遵守的注意事项

检修时，应首先拉开电容器组的断路器及其上、下隔离开关，此时，电容器组虽然已经经过放电电阻自行放电，但仍会有部分残余电荷，为了人身安全，必须进行人工放电。放电时，应先将接地线的接地端与接地网固定好，再用接地棒多次对电容器端子短接接地放电，直至无火花和放电声为止，最后将接地线固定好。方可接触装置一次元件。对具有多段串联的电容器组，在人接触之前还应将串联段连接点对地短路放电。处理故障电容器还应注意，电容器如果是内部断线，熔丝熔断或引线接触不良，其两极间还可能有残余电荷，这样在自动放电或人工放电时，它的残余电荷是不会被放掉的。所以，运行或检修人员在接触故障电容器前，还应戴好绝缘手套，用短路线短接故障电容器的两极，使其放电。

总之，因为电容器的两极具有剩有残余电荷的特点，所以必须设法将其电荷放尽，否则容易发生触电事故。

4 喷逐式熔断器的安装及注意事项

喷逐式熔断器是电容器专用产品，其由外消弧管、内消弧管、熔丝及尾线弹出装置构成；在正常时熔丝安装在消弧管中心位置，尾线穿过弹簧后，将弹簧拉到规定的储能位置并缠绕固定；熔丝下端的软铜线到电容器接线端应保持足够的松弛度，否则影响弹簧释放，会引起重燃，造成炸管和群爆；外绷弹簧式熔断器管体与水平方向夹角应为30°～45°之间，其指示器应与其底座成90°角，否则因拉力不够，会引起重燃，造成炸管和群爆；防摆式熔断器管体与垂直方向夹角为30°～45°之间，内拉簧应拉至与防摆管端口水平位置，否则会引起重燃，造成炸管和群爆；熔丝更换时，应检查管内壁是否碳化，若碳化严重应更换新的外消弧管，同一支外消弧管更换开断熔丝不得超过三支；熔丝的电流为电容器额定电流的1.4～1.55倍。