电容器引发的击穿事件分析

    一、 事故经过

    2004年11月2日上午9时，我公司35KV变电站内6KV电容器补偿装置由于高压熔丝被熔断5根（不是一次熔断，而是自9月以来依次被熔断，一直没有备件更换）。变电站值班人员将电容器退出运行，断开断路器手车柜，合上接地刀闸；断开电容器进线柜隔离开关，合上接地刀闸。由电工对已坏的熔断器进行更换，10时熔断器更换完毕，操作人员按倒闸操作顺序依次断开接地刀闸，合上隔离开关，断开手车柜接地刀，并将手车摇至工作位置。该变电站系无人值班设计，操作人员在后台机上对电容器断路器进行遥合，在合闸的一瞬间，只听电容器室一声巨响，而断路器并没有跳闸，此时电容器三相电流依次为UA=196.8A，UB=126A，UC=195.6A（该电容器组容量为3000Kvar，单只容量为200Kvar，为星形接法，串联电抗器为180Kvar）。值班人员当即到电容器室检查，发现A相电容器有一只电容器鼓肚，保险熔断；B相有三只电容器鼓肚变形，保险熔断；C相有一只电容器鼓肚变形，保险熔断。值班人员随即断开断路器，并将手车摇至实验位，合上接地刀。

    二、 事故原因分析

    当日技术人员对现场情况进行分析初步认为，这是一起由于操作过电压引起的电容器击穿鼓肚事故。首先对断路器进行继电保护测试，结果表明保护及开关均能保证动作；其次如果是由于断路器触头弹跳引起过电压，则断路器出口及电容器进线侧所装的过电压吸收装置也应该动作保证，从而断路器跳闸。另外又对现场损坏的电容器进行分析发现，所损坏的5只电容器均是被更换了保险又重新投运的电容器，故我判断此次事故是(1)由于电容器质量造成。这是因为电容器在运行时内部发生击穿，引起熔丝熔断，重新更换熔丝后投运时，其余各台电容器对已击穿的电容器进行放电，放电能量大，脉冲功率高，使得电容器油迅速汽化，引起鼓肚、漏油，熔丝再一次被熔断。(2)有可能为谐振过电压引起。由于电容器组上并联有硅整流或其他非线性设备（在本次事故中，我认为是电源侧输入谐波源），非线性设备产生的畸变的电流、电压叠加在电容器的基波上，如果电容器容抗和系统感抗相匹配构成谐振，谐波的频率fn等于或接近电容器固有频率fo,这样致使电容器过电流和过电压，严重时引起电容器内部绝缘介质局部放电，导致电容器鼓肚损坏。另外，高次谐波频率高使得容抗下降，电流增加，电容量增加，熔丝熔断。

    三、 经验教训

    在电容器运行过程中发生高压熔丝熔断，应立即退出运行，对电容器进行绝缘耐压试验，如果发生绝缘下降或击穿必须立即进行更换。