并联电容器组熔断器“群爆”故障的典型案例处理

关于相国寺储气库10KV电容器1500kvar电容柜熔断器故障分析以及其保护定值说明根据用户反馈的函件，发现继编号为5AH的1500kvar电容柜出现因为熔断器问题出现柜子损坏之后，又发现了编号为5BH的1500kvar电容柜的B相保险有烧毁现象，并检查到有碳化物从保险灭弧管中漏出，为避免事态进一步扩大，现场对该柜进行了停运。

1、熔断器故障分析根据反馈函件，两台1500kvar的电容柜的故障均是熔断器的问题造成的。

这两台柜子的共同特点是单只电容器均为加内熔丝的500kvar电容，所配置的外熔丝为120A。

根据《并联电容器装置设计规范 GB50227-2008》中条文说明的5.4.1 项条款如下说明：可见，国家标准中是不建议使用50A以上的电容器外熔断器的。

另外根据对一些电容器外熔断器选用资料的查询，对于额定电流达到120多安培的外熔丝，其熔丝发热温升是重要的突出问题。

通常处于熔管内熔丝中的熔体与尾线的压接处是温升最高处，采用在熔体和尾线接合部外加套管施加冲压的工艺方式，难以满足有效减小接触电阻、降低损耗、抑制温升的要求，易发生熔断体直接烧损的状况。

BRW系列熔断器的发热以及故障机理如下：熔断器的散热主要靠金属端盖和尾线通过热传导来完成。

在正常的工作条件下，即在通过电流等于或低于熔丝额定电流值时，熔体的温度由这两部分的温升限值来限定某一较低的温度，此时发热与散热保持平衡，保证熔断器长时间稳定工作状态，此时若失去电流，熔断器则可恢复到原来的状态，包括熔体在内的各部分都能保持初始状态不变。

当通过熔丝的电流达到高于其额定电流的某个值时，熔丝熔体及各部位的发热都将按电流的平方关系增大，温度升高又使熔体电阻增大，加剧其发热，而熔丝与端盖，熔丝尾线与熔体的压接处以尾线本身的温度升高又恶化了熔体发热量向外部传导。

当散热跟不上发热，热平衡不能维持时，熔体温度加快上升，由于熔体材料的不均匀和加工工艺的差别，在熔体上的某一点出现过热，此处的温度升高达到熔体材料的软化点时，由于熔体尾部弹簧力的作用开始局部变细，此时其他温度不再升高，热量主要由变细的部分吸收，形成熔化区，在弹簧力和磁场力的作用下，熔化区进一步收缩变功，直到形成间隙产生电弧，在电弧的作用下熔化区的熔体快速气化，并喷出弧光，当通过熔丝的电流很大时，如高达十几倍或几十倍熔丝额定电流时，由于输入的能量很大，几乎来不及传导，即绝热过程，此时熔体的熔化与气化几乎在同一时刻完成，并产生电弧。

一起35kV并联电容器组故障的原因分析及防范措施摘要：结合330kV变电站35 kV并联电容器组的结构和运行状况，通过诊断试验、理论推断，对电容器组损坏事故进行了深入分析和经验总结，发现电容器中性线铝排与铜绞线连接处接触松动或其他原因，导致过热开始熔化，产生较大的过电压及过电流，过电压及过电流冲击造成电容器损坏。

并针对性提出防范措施，对今后如何确保电容器组安全稳定的运行，利用先进的带电检测技术手段和设备安装时的旁站监督提前发现设备所存在的缺陷和隐患，防范类似事故再次发生进行经验总结。

关键词：并联电容器组；发热；铜绞线；不平衡电流理论状态。

从故障录波图来分析，从0秒到2260毫秒以前AC相不存在不平衡电流，只有B相存在不平衡电流，但不平衡电流为3毫安，不足以使不平衡电流启动。

且B相不平衡电流从启动到跳闸，持续时间为2459毫秒，在542ms到2260ms之间，A相出现不平衡电流，在2260ms以前就出现瞬间增大，同时伴随三相电流波形增大，而2470ms到2570ms期间，ABC三相电流还有瞬时增大现象。

从现场测试结果看，A相电容器组单元数据合格，无损坏，但A相跳闸时的电流为8.42A，导致A相中性线出现大范围的烧损。

通过理论计算，双股70平方铜绞线（型号：TJRX-70）载流能力满足要求。

因A相中性线烧毁时，对C相产生较大的过电压及过电流，过电压及过电流冲击造成46、47号电容器损坏。

6号电容器铜绞线灼伤为A相中性线出现烧损时产生的电弧灼伤，这点在视频监控系统中得到印证。

根据A相跳闸时的电流为8.42A，根据现场试验测试得出的桥差电流互感器初始不平衡电流为7mA，计算出过电流倍数至少在1000被左右，造成电容器损坏。

而串联电抗器（CKK-1200/35-12，容量为1200kvar，电抗率为12%，最大使用电流为其额定电流的1.35倍）此时已达到饱和状态无法起到抗涌流作用。

3 综上所述4号电容器A相1号电容器支持瓷瓶铝排与铜绞线连接处接触松动或其他原因，导致此处过热开始熔化，熔断后对C相产生较大的过电压及过电流，过电压及过电流冲击造成46、47号电容器损坏，造成35kV 4号电容器保护桥差电流启动#3564断路器跳闸。

一起由熔断器引发的高压并联电容补偿柜事故分析0 引言在电力系统中，为了降低电网电能传输过程中的损耗，提高电网运行的经济性，电网中大量的感性负荷需要进行容性无功功率就地补偿，实现无功就地平衡。

此变电所为水泥企业，主要负荷为电动机（电动机采用变频器软启动），尽管容性无功功率电源的种类较多，但目前国内用得较普遍的是并联电容器，它可根据需要由若干电容器串联、并联组成，容量可大可小，既可以集中使用，又可以分散使用，且可分相补偿，随时投入、切除部分或全部电容器。

在电力系统的变电站中，由于负荷的自然变化，并联电容器成为投切最频繁的电气设备。

由于产品制造原因或设计、运行、维护不当等因素造成严重的并联电容器损坏事故，会给电网带来巨大的损失[1-4]。

1 事故经过2015年7月14日12时26分，某公司110kV总降变电所10kV电容器柜第一组出现短路事故，导致电容补偿开关柜中的断路器跳闸，过电流Ⅰ段动作。

此次事故造成电容器柜发生爆炸，柜门由于柜内压力而变形，一台电容器外壳出现鼓肚变形。

有一名变电所值班人员在巡检中经过电容器柜时被弧光烧伤，事态较严重。

事故现场照片见图1。

事后对现场发生事故的电容器柜内电容器容值进行测量，第一组3台电容器容值分别为A1：61.5uF、B1：45.5uF、C1：45. 8uF；第二组3台电容器容值分别为A2：45.6uF、B2：45.5uF、C2：45.6uF；第三组3台电容器容值分别为A3：45.6uF、B3：45.5uF、C3：45.5uF；根据单台电容器的额定电容量45.16uF进行判断，只要电容器内部有1串短路，电容量就已达60.21uF，可见有1台电容器已经损坏。

图1 事故现场照片该电容器柜运行方式为自动和手动两种投切方式，事故时投切方式为采用控制器自动投切。

现场查看继电保护设置：电容补偿开关柜微机保护装置中，过电流Ⅰ段、过电流Ⅱ段均投入，详见图2；跳闸时动作值分别为Ia=9522A、Ib=9523A、Ic=9478A，详见图3；但是欠电压、过电压保护均为退出状态，详见图4、图5。

并联电容器的故障分析及解决措施摘要：电力系统中，通过并联电容器进行无功补偿，这对电力系统稳定安全运行、改善电能质量、降低电能损耗、增加输配电能力发挥着重要作用，文章分析了国内外有关并联电容器的常见故障及解决措施。

关键词：并联电容器；故障分析；解决措施引言：电容器在现代科学技术及工业领域中的应用十分广泛，种类很多，并联电容器是目前用量最大的电力电容器。

近年来，国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司的电网容量不断增加，电压等级的提高和输电距离的增加，无功补偿技术和补偿设备也有很快的发展，尤其是并联电容器装置有了更快的发展。

并联电容器对补偿无功功率、提高功率因数、滤除谐波等方面起着重要作用，正是由于并联电容器的广泛应用，许多关键问题未研究透彻，从而埋下隐患。

为了更好地掌握并联电容器的技术发展、存在问题及解决对策，防止在运行中发生事故造成不必要的损失，从而满足电力系统安全、经济和电压质量的要求。

1、运行中并联电容器的常见异常现象并联电容器装置在运行中出现的异常情况比较多，也比较复杂，有的是设备自身质量问题，有的是外界因素造成的。

异常运行问题如果不引起重视或者不予以及时处理，长期积累有些会影响装置的正常运行，甚至造成意想不到的事故。

运行中并联电容器的常见异常现象及原因如表1：2、外壳、支柱绝缘子和其他配件不定期清扫严重积尘；2、并联电容器典型故障分析及防止措施2.1投入电容器时产生的涌流及防止措施投入电容器(组)时产生的合闸涌流是由于合闸投运的瞬间发生的暂态过程引起的一种冲击电流。

电容器的投入涌流是一种持续时间很短的电流，由于涌流值需要与稳定电流相比较才有意义，因此通常不用涌流的电流值来描述涌流，而是用倍数来描述涌流，所谓涌流倍数就是涌流与稳定电流的比值。

其波形如图a.图a 涌流波形图涌流的频率较高，可达几百到几千赫，幅值比电容器在正常工作时电流大几倍至几十倍，但衰减很快且持续时间很短，小于20ms。

电容器投入分为两种情况：一是单独一组电容器投入；二是已经有并联电容器在运行，又投入一组电容器。

电容器成套装置外熔断器群爆故障问题分析文章针对某变电站的并联电容器装置运行中遇到的外熔断器群爆、电容器损坏进行了分析，根据其呈现的特征，提出了故障分析的方法以及整改方案。

标签：并联电容器；外熔断器；损坏引言电容器是目前国内系统无功补偿最常用的设备，高压并联电容器装置中对电容器内部故障采用的保护方式以外熔丝为最多，在我国大部分地区采用。

而在实际运行中，由外熔断器误动作引起电容器故障在电容器整体故障中所占较大比例。

文章结合具体案例对外熔断器引起的电容器故障进行了分析，并对减少此类故障的方法进行了探讨。

1 概况杭州候潮变#3电容器组，在运行过程中发生熔断器群爆、多台电容器损坏故障。

#4电容器组不平衡电压保护动作，#4电容器开关跳开。

2 电容器的基本情况#3电容器位于Ⅱ母上与Ⅲ母硬连，#4电容器在Ⅲ母上。

主变带Ⅱ母和Ⅲ母运行。

（1）电容器装置型号：TBB22-10-6000/200M-3AK。

（2）电容器单元型号：BAM11/√3-200-1W（外熔断器保护）。

（3）装置的保护：装置采用开口三角不平衡电压保护。

3 故障情况3.1 第一次故障2013年7月23日9时36分，候潮变10kV #3电容器组由VQC自动投切过程中，不平衡电压保护动作，#3电容器开关跳开。

经运行人员检查为C相10号单台电容器熔丝熔断。

随即运行人员对熔断的熔丝进行了更换，11时38分左右结束工作，设备状态由检修改为热备用。

3.2 第二次故障12时08分，候潮变10kV #3电容器组由VQC自动控制合闸过程中，#3电容器组过流保护和不平衡电压保护动作同时动作，#3电容器开关跳开。

同时#4电容器组不平衡电压保护动作，#4电容器开关跳开。

经检查#3电容器柜内有20只（共30只）熔丝群爆，其中2台电容器烧损，另外有2台电容器漏油。

具体如图1所示。

4 故障原因分析4.1 故障过程的了解对于第一次的故障过程的推测：故障虽然发生在电容器装置进行投运的时候，可是电容器有可能在上次切除的时候就已经发生了故障，只是在本次投运的时候将故障表现出来；同时也不排除电容器在投运的时候发生故障的可能性。

并联电容器单台保护熔断件群爆浅析集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-并联电容器单台保护熔断件"群爆"浅析1 "群爆"现象众所周知，高压熔断件是并联电容器组中单台电容器内部故障的主要保护。

当发生电容器全组熔断或一相全熔断，熔断是一只接一只的持续一段时间，称该现象为"群爆"。

如我局发生的一次"群爆"现象，导致9台电容器退出运行。

"群爆"现象主要有以下特点：(1)室外电容器组发生"群爆"后，外观检查均能发现熔断件保护管表面放电烧损，且保护管与尾线相连。

(2)有无串联电抗器均能发生"群爆"。

(3)无论何种接线均会发生"群爆"，统计资料表明三角形接线者发生机率相对多一些。

(4)"群爆"多发生于恶劣气候天气或投入运行操作结束时。

(5)调整电容器容量也不能防止"群爆"。

(6)"群爆"发生时，大部分情况下保护不会动作，故断路器不跳闸。

2 "群爆"原因(1)熔断件熔断后，尾线不能与保护管脱离。

目前使用的熔断器主要是喷逐式，要求其熔断后，尾线应能可靠地脱离保护管。

否则保护管上承受的电压将会是：①运行中熔断件熔断时，保护管所承受的电压是断口两端的工频恢复电压，对于星形接线的电容器组，此电压为2倍相电压最大值；对于三角形接线的电容器组，此电压为23倍相电压最大值。

当故障电容器未击穿部分元件上残留电压消失后，运行中星形与三角形接线电容器组保护管所承受的电压分别为相电压最大值与3相电压最大值。

②当进行投运电容器组操作时，如果事先已有电容器的熔断件熔断而未查出，其尾线未脱离的情况存在，一般情况下，故障电容器上残留电压已经消失，故此星形及三角形接线的电容器组保护管上也将分别承受2倍相电压最大值及23倍相电压最大值。

浅谈电容器组熔丝群爆现象的分析和预防作者：王旭来源：《探索科学》2015年第09期摘要：本文简单介绍了电力电容器组发生群爆故障的几种不同情形，并分析了形成原因，不同原因的群爆具有不同的故障特征，通过分析揭示了单台电容元件的贯穿性击穿、谐波涌动、开关断口重燃、人为因素、保护配置等方面存在的问题，提出了相应的预防措施。

关键词：电容器组群爆故障谐波涌动击穿电弧重燃＼1故障原因分析1.1个别电容器贯穿性击穿引起的群爆故障某变电站10kV电容器010开关运行中三相短路跳闸，检查发现10kV电容器组三相熔丝全部熔断，检修人员对电容器进行停电试验，发现A3、A4、B2、B3、C1共5台电容器损坏。

三相熔丝发生群爆而电容器本体三相均有电容器损坏的现象，是群爆故障中最常见的形式。

分析认为，5台电容器的损坏，不是同一瞬间发生的，首先是某相某台内部个别电容元件绝缘击穿，此时熔丝若不能可靠熔断或不平衡电压不能可靠动作，电容器绝缘会发展为贯穿性击穿，这时该相被短路，同相其它台的电容通过短路通道放电，由于短路通道电阻很小，初始放电电流很大，各台的熔丝容易熔断。

此外，单台击穿后，该相电压直接加到中性点，使另2相电容器从承受相电压升高为线电压，造成另2相熔丝的群爆，个别电容器绝缘薄弱承受不了线电压而击穿，便形成了相间短路通道，见图1。

这种形式的群爆，破坏性最大，而且构成对主变的威胁。

1.2谐波涌动引起的群爆故障某110kV变电站2号主变带负荷侧向量，110kV母联开关运行，由2号主变仅带10kV电容器组，1号主变热备用，所有10kV线路均在冷备用，工作完成后合上，当空合1号主变时，2号主变所带的10kV电容器组的A相熔丝发生群爆，检修人员对电容器进行停电试验，确认没有损坏。

这种仅单相熔丝发生群爆而电容器本体没有损坏的现象，通常是有突然短暂的谐波涌动造成。

当变压器空载投入时，受合闸相位、开关同期性及变压器铁芯剩磁影响，可能流入变压器较大合闸励磁涌流。

500kV高压并联电容器组故障分析文章针对500kV某变电站电容器组成套装置，发生差电压不平衡保护动作。

通过对事故电容器进行解体试验，结合现场检测的情况，进行了模拟计算，提出了故障分析的方法以及改善方案。

标签：电容器；事故分析；处理建议1 500kV某变电容器组故障及处理情况简述我公司[简称NW]接到某超高压通知：某站其中一组电容器组成套装置发生不平衡电压保护动作。

NW人员在接到通知后立即赶到现场配合进行了检查、试验，确定了更换的方案，其中更换了15台，经判断15台中有5台电容器容量变化超标（1台容量变为0，另4台容量变化在5%～8%），有10台电容器容量变化经估算在1只元件左右，更换返厂的目的是为了能对5台容量变化超标产品的判断分析更具代表性。

2 变电站电容器装置的基本情况3 电容器结构情况的说明电容器型号为BAM6r12/2-334-1W，单瓷套，卧放方式。

电容器串并联为12并4串，箱壳尺寸为440*180*760，露箔式结构，介质结构为15+15μm，带内熔丝结构，场强为50kV/mm。

4 试验、解剖情况发现电容器编号198号单台电容器出现开路现象，电容器有鼓肚、绝缘油发黑现象。

其中：第一串的第1、4、9、12个元件损坏，其中第1、4个元件是击穿的，第9、12个元件主要是熔丝熔断烧坏的。

第二串的第1、2、12个元件损坏，主要是熔丝熔断烧坏的。

第三串的第1、2、5、9、11个元件损坏，主要是熔丝熔断烧坏的。

第四串的第1、9、11、12个元件损坏，主要是熔丝熔断烧坏的。

通过现场了解和电容器的解剖，发现以下情况：在故障现场发现，变电站有一台电容器电容量为0（即开路）。

根据现场检测发现，此变电站发生容量变化的电容器绝大部分分布在框架的上层。

解剖的故障电容器中元件的击穿点在元件的大面位置。

此变的198#容量变化为0的电容器，解剖中发现部分元件内熔丝衬垫上有明显的烧灼痕迹，有些严重的已在元件的表面外包薄膜上留下了受热的印痕，另外有部分内熔丝未充分气化，变成很多的小段留在纸板上。