一起10kV并联电容器外熔断器群爆的故障分析

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1 引言

并联电容器装置在现代电力系统中用来补偿感性无功功率，提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗，提高系统或变压器的有功输出，但是在实际运行中仍存在少许问题，本文通过对一起并联电容器群爆事故进行分析，找出造成事故的原因，提出了并联电容器熔断器的改进建议，同时对电容器组日常运行维护工作作出了细致分析。

2 事故经过

为确保电力设备迎峰度夏稳定运行，2015年5月，运维人员用红外线成像仪对某220kV变电站设备进行了带电测试，发现10kV 4#电容器组A相第5只电容器外熔断器熔丝与铝排连接处发热40度，未处理，如图1所示。5日10：00，天气晴朗，10kV 某4板、4#电容器电流I段动作、不平衡电压动作跳闸，现场检查 4#电容器组A3、B5、C3套管爆炸，本体渗油、鼓肚，A4、A5、B1、B2、B5、C1、C2、C4、C5电容器外熔断器脱落，随即将该电容器组解除备用，做安措，现场群爆情况如图2、图3所示。

图3 电容器组熔断器群爆正图

3 事故分析

3.1 熔断器结构特征

该电容器为某厂2008年生产投运，型号为ZX-7L,额定容量7500kvar,每相5只并联，共15只星形接线运行，串联电抗器为干式,型号：CKDK-10/150-6。

该熔断器是由外消弧管、内消弧管、熔丝及尾线弹出装置所构成。其中，外消弧管是由环氧玻璃丝布管和反白钢纸管复合而成，主要起绝缘、耐爆和有效开断额定容性电流的作用；内消弧管可以在开断瞬间聚集足够压力的非可燃气体，以提高开断能力，故用以开断小容性电流，尾线弹出装置根据应用的条件不同而分为外绷簧式和防摆式结构。防摆式结构又根据所配套的电容器摆放形式的不同划分为适应电容器直立摆放和电容器卧式摆放的两种形式。外绷簧式为采用不锈钢弹簧作为熔断器熔丝的绷紧弹簧，当熔断器正常工作时，弹簧处于绷紧储能状态，熔丝过流熔断时，弹簧释放能量，使熔丝残余尾线迅速被拉出外消弧管，配合内、外消弧管产生的气体在电流过零时，将电弧熄灭，保证故障电容器与系统可靠脱离，安装结构如图4所示。

图4 熔丝安装结构

外熔断器是并联电容器装置中单台电容器保护的主要手段之一，因其结构简单、使用方便，价格低廉,在并联电容器中广泛应用，但实际运行情况不十分理想，其中主要原因是熔断器质量和连接组件发热问题。

3.2 熔断器群爆分析

220kV变电站旁边2公里处有一热电厂，环境污染较大，由于变电站在室外露天环境下，各连接点易遭受风吹日晒等自然条件影响，接头位置极易氧化腐蚀，造成接触电阻增大，接头发热，造成设备烧坏。

现阶段设备连接端子基本为螺栓紧固式，螺栓震动后螺帽易松动，造成压紧力不足，导致接触电阻增大。因铝质母线排弹性系数小，强度低，镀锌螺栓压力过大时，易造成铝排变形，减小接触面积。

A5电容器M8紧固螺栓与铝排连接处长时间发热，外熔断器熔丝熔断脱落，还因弹簧支架板老化，不能完全拖住熔丝，熔丝头下垂落到A5电容器另一端短路放电，巨大的短路电流造成星形点铝排与软连接处烧断，由于其余部分熔断器熄弧不善,使剩余电容器放电过电压,导致4#电容器组熔断器群爆发生，整组电容器报废。

4 防范措施

(1) 加强并联电容器红外线测温工作，对于存在的缺陷及时上报处理，确保质量。

(2) 将电容器、电抗器连接铝排改为铜排，M8螺栓改为双孔螺栓，使用高强度不锈钢螺栓。

(3) 对于运行5年以上电容器，应定期全部更换外熔丝和支架，发现熔断器和支架老化现象也应全部及时更换。

(4) 建议更换使用內熔丝电容器，取代外熔丝电容器，以降低发热故障，减小维护量。

(5) 加强防污措施，如及时停电清扫设备，搭建遮阳、防雨棚，将电容器、电抗器改为室内运行等。

5 结论

红外检测技术作为监测手段，为监测设备缺陷提供了科学依据，电容器的外熔断器设计有待改进。及时更换锈蚀、松弛的熔断器、托架，对于同类型电容器进行排查处理，防止类似事故发生。加强并联电容器安装、巡视、检修质量力度，发生事故认真分析，找出事故原因，确保电容器稳定运行。

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