自愈式电容器组爆炸演变过程分析及仿真研究
三台电容器开关爆炸事故分析
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ａ ａ ｉ ｒ ； ａ ｕ ｗｉ ｈ ｓ ｂ ｍｂｎ ｓ ａ ａｙ ｉ ｙ ｒ ｓ ｃ ｐ ｃｔ ｓ ｖ ｃ ｕ ｓ ｔ ｅ ；ｏ ｉｇ ； ｌｓ ｏ ｍ ｃ ｎ ｓ
某 供 电公 司 自 ２ ０ ｏ ２年 ８月 １ ６日止 ２ ０ ｏ ６年 ５ 月 ２ 日共 发 生 三 次 电容 器 开关 柜 爆 炸 事故 ，这 三 ９ 次 事 故 都 导 致 １０开 关 、０ ０ １ １开 关 跳 闸 。Ｏ Ｖ一 段 ｌｋ 母线 失压 。发 生爆 炸 事故 的开 关均是 由原来 型号 为 Ｓ ０ １ Ｉ 少 油 开关 通 过 无油 化 改造 后 变成 型 号 为 Ｎ１ — ０Ｉ Ｚ ２ — ０的 真 空 开 关 。 开 关 柜 内 的 Ｃ Ｎ８１ Ｔ型 号 为 Ｌ Ｚ — ０型 老式 穿 杆浇铸 式 电流互 感 器 。外 绝 缘爬 Ｆ １１
（ ． ｎｙ ｇ ｏ ｒ ｕ ｐｙＣ ｍｐ ｙ Ｎ ｙ ｇ４ ３ ０ ， ｈｎ ； １ Ｎａ ａ ｗｅ ｐ ｌ ｏ ａ ， ａ ａ ７ ０ ０ Ｃ ｉａ ｎ Ｐ Ｓ ｎ ｎ ｎ
２Ｈ ｎ ｏ ｅ ｏ ａｙ Ｚ ｅ ｇｈ ｕ４ ０ ５ ， ｈｎ ） ．ｅ ａ Ｐ ｗ ｒ ｍｐ ， ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ２ Ｃ ｉａ ｎ Ｃ ｎ
ａ ａｙ ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ｓｆ ｒ０ ｅ ｏ ｔｇ ｆｓ ｔｈ ｇ ｃ ｐ ｃ ｔ ｒ ． ｔ ｆ ｒ ｖ ｎ ｅ ｏ ｃ ｒｅ ｃ ｆｐ ｙ ｉ ａ ｎ ｌｓｓ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ ｖ ｒ ｖ ｌ ｅ ｏ ａ ｗｉ ｉ ａ ａ ｉ ｓＳ ａ ｓ ｐ ｅ ｅ ｔｔ ｃ ｕ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｓｃ ｌ ｃｎ ｏ ｈ ａ ｃｄ ｎ ． ｃ ｉｅ ｔ
一起电容器爆炸的原因分析及防范措施
：４５ ４ ：８
８ ０
１ｏ ６
２０ ４
３ ０ ２
４０ ０
４８ ０
５０ ６
６ ｏ ４
图 ２保护动作时序示意图
保护 动 作情 况如 下 ： （） １ 电容器 开 始有 一定 程度 的损 坏 ，部分 元 件 被 击 穿 ，开 口不 平衡 电压保 护 启 动 ，最 大 相 电流 为 ２５ ７ Ａ，
（） ６ 电容器 分 １ １ 关跳 开 。 Ｃ 开 （） 段 ５ １ ７分 ２ 开关 跳 开 。
２ ２ 保护 动作 报文 ．
相 关保 护 动作 报 文见 表 １ 。
（ ） １ 保护动作 ，最大故 障电流为 ７５ ６ ８Ｆ ８ １Ａ。
（） １ 开 关跳 开 。 ９Ｆ ８ 从保护动作情 况可知 ，１ｋ １ １ １电容 器组 、 ０Ｖ Ｍ Ｃ １ｋ 万裕 线 Ｆ ８ ０Ｖ １ 、线 路 一次 设 备 有 故 障 ，相 关保 护 动
通 道 的 畅通 。对 于通 风效 果 不 良的 电容器 室应 增 加 １ ～
２个带 铁 丝 网 的通 风窗 户 ，既 可 以 防止 小动 物 进 入 ，又
极间则完全击穿 ，在其侧面靠底部 还有 １ 硬币大小 个 的熔 口；Ｃ相第 ３ 台电容器单元发生了爆炸，外壳被炸
开 ，内部 电容 器 单 元 已完 全 烧 坏 ，其 余 几 台都 有 不 同 程 度 的鼓肚 。 另 外 ，１ １电容 器 组 故 障还 造 成 了 放 电 Ｃ
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ８ ２ １—４ ２
作行 为 正确 。
６ １ Ｗ ｃ ｉ ｅ ｅ 电工技术 ６ Ｗ．ｈ ａ ｔ ｔ Ｗ ｎ ｎ ｌ
３ 电容 器 组 解 剖 分 析
解剖 １ １ Ｃ 电容 器 组 发 现 ，电 容 器 单 元 内 部 有 多 个 电容 器 元 件 损 坏 ， 主 绝 缘 下 降 后 发 生 极 对 外 壳 的 击 穿 ，导 致 对地 单 相 接 地 。Ａ 相 第 ３台 电容 器 单 元 鼓 肚 严 重 ，且 套 管对 外 壳 的绝 缘 下 降 到 只 有 ５ １ Ｍｆ，而 ～ ５ ￣
一起电容器组真空断路器爆炸事故分析和预控
6） 测量回路电阻值，主要是检测动静触头的 接触情况。
5 结语
目前，我们对电容器组开关的检修维护、验收 预试等都保持着与普通线路开关同等的要求，各 种相关规程上也没有加以注析区别对待，存在着 一定的不合理性。
考虑到电容器组在东莞负荷重区频繁投切的 工况，结合真空开关熄灭容性流比感性电流困难 的特点，我们提出了一系列针对电容器组开关故 障频发的预控措施，以提高电容器组运行的安全 可靠性。
4 预控措施
本开关从 1998 年投运至今已有 13 年，其间
2012 年第 1 期 ·运行维护与故障分析· 何满棠，等 一起电容器组真空断路器爆炸事故分析和预控 （ 总第 139 期）
未进行过技改或更新，设备老化严重，性能下降明 显。因为电容器是 10 kV 同类设备中投切最频 繁、开关分 合 次 数 最 多 的 设 备［4］，且 真 空 泡 每 次 熄灭的容性电流都要比线路的感性电流困难得 多。因此，长年严酷运行，在其性能下降后也没能 及时发现，是造成这次事故的原因。为避免同类 事故发生，我们认为有必要对电容器组开关采取 以下预防措施：
第 33 卷 第 1 期 2012 年 2 月
电容柜爆炸
原因：1避雷器有炸裂，避雷器没有起到保护作用！2：大容量的电容投切接触器的上级保护应用熔断器保护，熔断器的短路分断能力（15KA)比小型微断开关（6KA-10KA)要高；3:弧光短路主要在微型断路器的上口，应该是该附近的接线有松动或导线绝缘不好短路！这样的问题是电容柜长时间不维护引起的电容补偿的时候会产生很大的震动长时间不维护会导致所有开关的螺丝松动当接触器合闸的瞬间产生较大的涌流及震荡产生高压所致个人意见因本人也遇到过同样的事是不是投切震荡产生高压，发生弧光短路，而断路器分断电流又承受不了这么大的电流而崩裂这个很平常，一般来说是谐波造成的，当配电室谐振了，瞬间电压超过电容器额定电压的1.7倍左右电容器就会发热甚至爆炸，正常电容器的运行电压有400V 415V 450V，很多但是谐振时的电压会到达7倍甚至更高。
谈一一点看法：电容补偿柜有的是使用上的问题,通过减少投切振荡几率来解决，投切振荡是指电容器组中反复不间断地投入和切除这样一种不稳定的运行状态，元器件频繁通断，会加速老化、缩短使用寿命，因此运行时应尽可能地减少其投切几率。
它的形成主要有以下两方面原因：1)当系统运行在某种状态时，投入一组电容器后，系统就形成过补偿。
如此反复投切，使到系统中负载功率因数发生变化并满足工作的条件后，才停止投切。
对此可采取以下的两种方法来缓解：①选择合适的无功功率自动补偿器。
目前常用方式有两种：一种是cosφ值，不论系统中负荷值多少，只要cosφ值高出或低于设定值，自动补偿仪即发出“投入”或“切除”的指令；另一种是按系统中感性负荷值的大小作为采样点，如果系统中的感性负荷小于补偿仪的设定值，此时系统中虽然cosφ较低，补偿仪亦不会发出“投入”指令，就可适当减少了投切几率。
②将电容器等容分组改为不等容分组。
目前大多数电容屏均为等容组，即每项组电容器的容量是相等的。
如果将其中一组电容的容量减少，或者原额定容量相等而额定电压400V等级的电容器改为额定容量相等而额定电压为500V等级的电容器作降容使用(降压后的容量为原额定容量的64%)，亦能减少投切几率。
220kV紫洞站10kV电容器组大范匪围“爆炸”故障的分析
２ 故障分析及处理措施 ２１ 故 障分析 ．
断出 电容器组 内部元件发生击穿而引发爆 炸。电容器高压侧引
４ 事故现场未发现任何小动物痕迹 。 ）
５ ２ ０ Ｖ紫洞站所有 ｌｋ ）２ ｋ Ｏ Ｖ电容器组均安装 在室内 ， 受外界
严重 造 成 电容 器套 管污 闪破 损 的 可 能性 不 大 。
且设备一直遵 循“ 逢停必扫” 原则 ， 以由于积污 所 的安全运行。因此 ， 电力电容 器工作状态 的好坏 ， 对于电网的可 环境 污染较小 ， 从 以上情况看 出， 以排 除系统 电压的运行 不对称 、 可 谐波分
渗油 ，中性 点 Ｃ Ｔ损 坏 。已解 开 Ａ （６３ Ｆ 、４ １． Ｆ 、 ９ ７ １． ）Ｂ （５２ ）Ｃ ｕ ｕ
（６３ Ｆ 。后 电容器 整组更换 ， １． ） ｕ 更换 中性点 Ｃ 。 Ｔ
ｂ从 电容器组熔丝熔断后 的状态 上看 ， ． 熔丝多数为炸开 ， 并
且在 电容器套管端及电容母 线上端均有 电弧烧伤痕迹。熔丝在
当电容器组某个电容器发生短路击穿时 ， 熔丝应能够快速 Ｂ 、４电 容 器 爆 炸 ， 、 ６ Ａ 、 １ Ｂ 、 ３ Ｂ 、 ６Ｃ 、 ２ Ｃ 、 电流 ， ９Ｃ Ａ１Ａ 、 ７ Ａ１ 、 ２ Ｂ 、 ５ Ｂ 、 １Ｃ 、 ３
再者 ， ２ ２ ０ ７月 １ ）０ ７年 ４日２ ０ Ｖ紫洞站 １ｋ ２ Ｃ电容器组不平 三次 事故均有 电容器爆炸并且造成大量电容器熔丝熔断 ； ２ｋ ０Ｖ ２ 衡保护动作跳 闸 ，Ｂ故 障 ， Ａ 故障 电流 ３ ．８ 检查 现场有 Ａ ６ Ａ； ８ ３电 在熔 丝熔 断情况下 ，电容器损坏 ，也反映了熔断器开断性能较 容器套管爆裂 ， 电容器身膨胀。 差。因此 ， 以断定熔丝质量 不过关 ， 可 安秒特性配置不适 当是爆 ３ ２０ ）０ ７年 ８月 １日 ２０ Ｖ紫洞站 １ ｋ ２ Ｃ电容器组三 相 炸事故发生的原因之一 。 ２ｋ ０Ｖ ４ 建议将 电力电容器厂原厂配套 的熔 电流不平衡保护动作跳 闸， 检查 现场有 Ａ ６电容器 中性点侧瓷套 丝 全部 更 换 。
一起高压断路器爆炸事故的原因及防范措施
一起高压断路器爆炸事故的原因及防范措施
近日，某局一220 kV变电站35 kV电容器组断路器发生爆炸，引起三相短路，烧坏刀闸一组，1号主变35 kV侧断路器跳开，变压器出口短路，引起两条220 kV线路对侧跳闸，给系统造成一定的影响。
1 事故原因分析
该断路器型号为LW16-35，于2000年3月投入运行。
事故发生后，厂家即派出检修技术人员及调查人员来现场对断路器进行检查。
经解体发现，该断路器C相动静触头烧在一起，A相瓷套内侧有一道明显裂纹，外侧有线状闪络放电痕迹，同时还发现，开关行程明显不够，静触头绝缘材料烧伤，少量碳化物充斥灭弧室。
此外，鉴于解体前SF6气体压力为零，而未发闭锁信号，于是又对密度继电器进行检查，发现该继电器报警接点与闭锁接点仍处于正常运行状态，经校验，闭锁接点损坏不归位，因此事故发生前监视不到应发的控制信号。
至此，事故原因已基本明了，断路器本身存在缺陷，同时断路器瓷套存在潜在缺陷，造成气体泄漏，而密度继电器由于故障又未发相应的闭锁信号，在无灭弧介质或介质强度降低的情况下，导致合闸时断路器爆炸，发生短路，这是发生事故的主要原因。
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一起35kV电力电容器爆炸的事故分析
Ｗ ＡＮＧ ｗｅ ｉ ，ＸＵ Ｎａ ｎ ，ＣＨＥＮＧ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ 。 ，ＬＩ Ｎｉ ｎ ｇ ，ＱＩ ＡＮ Ｊ ｉ ｎ ｇ ，ＺＨＯＵ Ｌｕ ｂ ｏ
（ １ ．Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ＆ Ｍａ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ Ｃ ｏ ｍｐ ａ ｎ ｙ，Ｓ Ｍ ＥＰＣ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ６ ３，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ；
第 ３ ８ 卷第 ５ 期
２ ０ １ ７ 年１ Ｏ月
电 力 与 能 源
６ ４ １
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ １ ９ ７ ３ ／ ｄ ｌ ｙ ｎ ｙ ２ ０ １ ７ ０ ５ ０ ３ ６
一
起３ ５ ｋ Ｖ 电力 电容器爆 炸的事故分析
王 威 ， 徐 楠 ， 程 胜 建 ， 李 宁 ， 钱 经 ， 周 录波
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ：ｐ ｏｗ ｅ ｒ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ；ｅ ｘｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｏｎ； ｇｒ ｏ ｕｎｄｉ ｎ ｇ；ａｃ ｃ ｉ ｄｅ ｎｔ ａ ８ ７ 一） ， 男， 硕士 ， 工程师 ， 主要 从 事 变 电 检 修 与 试 验 工 作 。
文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ —１ ２ ５ ６ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ —０ ６ ４ １ —０ ４
中图分类号 ： ＴＭ５ ３
Ａｃ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ａ ３ ５ ｋ Ｖ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｃａ ｐａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ Ｅｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ
ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ，ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｒ ｕ ｎ ｎ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ａ ｔ ｅ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｏ ｆ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｒ ｉ ｄ ．Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｓ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｆ ａ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ
电容器保护系统的故障仿真与分析
电容器保护系统的故障仿真与分析电容器保护系统是电力系统中的关键部件之一，它的主要功能是保护电容器免受过电压、过电流和过温等异常情况的损害。
在电力系统中，电容器主要用于无功补偿、电力负荷平衡以及谐波消除等方面。
因此，电容器的正常运行对于电力系统的稳定性和安全性至关重要。
然而，在实际运行过程中，电容器保护系统可能会出现各种故障，如误动、丢失保护和误保护等。
这些故障可能会导致电容器受损甚至引发电力系统事故。
因此，进行电容器保护系统的故障仿真与分析具有重要的研究意义。
首先，我们需要对电容器保护系统的组成部分进行深入了解。
电容器保护系统一般由保护继电器、电容器控制器、传感器、断路器和跳闸开关等设备组成。
保护继电器是电容器保护系统的核心，它通过采集电容器电压、电流等信息，实时监测电容器的运行状态。
电容器控制器负责控制电容器的接入和退出，保证电容器的正常运行。
传感器用于采集电容器的温度、湿度等物理量，为电容器保护系统提供必要的数据。
断路器和跳闸开关则用于保护电容器免受过电流和过压的损害。
针对电容器保护系统的故障问题，我们可以利用仿真软件对其进行仿真与分析。
仿真软件可以模拟电容器保护系统的工作情况，并通过输入特定的故障场景，观察系统的响应和保护动作情况，从而评估电容器保护系统的可靠性和稳定性。
首先，我们可以仿真电容器保护系统中的误动问题。
误动是指保护继电器在无故障情况下错误地动作的现象。
引起误动的原因可能是系统中的谐波、噪声等电源质量问题，或者是保护设备本身的问题。
通过仿真，我们可以对电容器保护系统的误动问题进行分析，并采取相应的措施来解决。
其次，我们可以仿真电容器保护系统中的丢失保护问题。
丢失保护是指保护继电器在故障发生时未能动作的情况。
丢失保护可能会导致电容器受损或引发更严重的电力系统事故。
针对丢失保护问题，我们可以通过仿真模拟各种故障场景，观察保护继电器的动作情况，找出导致丢失保护的原因，并采取相应的措施来提高电容器保护系统的可靠性。
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关键 词 ： 自愈 式 电容器 ； 绝缘破 坏 ；爆炸 ； 能量； 临界破 坏值 ； 自恢 复度 Ａ ｎ ｌ ｓｓａ ｍ ｕｌ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｏｔ ａ ｙ ｉ ｎｄ Ｓｉ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｔ ｈｅＥｖｏ ｕ ｉ ｎａ ｙ ｌ ｔｏ ｒ
Ｐｒ ｃ ｓ ｆＥｘ ｏ ｉ ｎ ｉ ｅ ｆｈｅ ｌｎｇ Ｃａ ｃ ｔ ｒ Ｂａ ｏ ｅ ｓｏ ｐｌ ｓｏ ｎ Ｓ ｌ－ ａ ｉ ｐａ ｉｏ ｎｋ
研 究 与 开 发
自愈式 电容 器组 爆 炸演 变 过程 分析 及仿 真研 究
苑 舜 ２ 王 新伟 ２ 蔡 志远 ２ 陈朝辉 ２ 岳振 杰 ２
（． １国家 电力 监管委 员会 东北 监管局 沈 阳 １０ ０ ；２沈 阳Ｘ 业大学 电气工 程 学院 ，沈 阳 １ ０ ７ １０ ６ ． － １ ８ ０） 摘要 电力系 统使用 的 电容器组 发 生爆炸是 一个绝缘 破 坏的渐 变过程 ，为 了研 究这 一过 程 ， 本 文 以能量 为 线索建 立数 学模 型 ，从 单个 自愈 电容 器 绝缘 下降 到 电容器 组发 生爆 炸 的演 变过 程 展 开 分析 ，并运 用 Ａ ＰＥ Ｐ仿真 软件对 这 一演 变过程进 行 了仿 真研 究。结果 表 明 由于能量 的 Ｔ ． ＭＴ 累积 ，及 时有 效地 切 除 击穿 电容器 对整 个 电容器 组 的安 全运 行 至关 重要 。数 学推 导和 仿 真计 算 相 结 合 ，对 于更清晰 地认 识 电容器组 绝 缘破 坏 的演 变过程 具有 一定 的指 导意 义。
Байду номын сангаас
ｉ ｓ ａｉ ｎ ｄ ｍａ ｅ Ｉ ｒ ｒｔ ｔ ｄ ｈ ｓｐｒ ｃ ｓ ，ａ ｍａ ｈ ｍａｉ ａ ｄ ｌｗｈ ｃ ｏ ｋ ｅ ｅ ｇ ｓａ ｃ ｕ ｎ ｕｌｔｏ ａ ｇ ． ｎ ｏ ｄｅ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｉ ｏ ｅ ｓ ｔ ｅ ｔｃ ｌｍｏ ｅ ｉ ｈ ｔ ｏ ｎ ｒ ｙ ａ ｌ ｅ