我公司110kV八步变电站装置1×63+1×31.5MVA二台三卷主变、带有载调压、负荷功率因数低，1995年全年主电源110kV两回线送入年平均加权cosφ=0.78。为了改善电压质量，降低网损，就地补偿系统无功不足，1996年6月投入第Ⅰ组10kV 8016kvar(每相8台)并联电力电容器，户外半露天、框架围栏式结构，单星形结线，如图1。

图1

　　电容器组投运二个月内发生三起爆炸事故，共炸坏4台，炸碎的瓷套管碎片打坏放电线圈套管一只，打坏硬铝排户外支柱瓷瓶一只及照明日光灯管，还引起一回10kV出线速断跳开关。
　　现就每次事故及检查处理情况做简单介绍。

1　事故现场情况
1.1　1996年6月18日17：21，电容器组安装调试完毕投入运行，主变高压分头放置(第12档)107.25kV档，母线电压高压114kV，低压11.1kV，电容器电流450A。19：05巡视发现B相4^#、6^#电容器保险跌落，保护无反应。调度令退出运行，19：14人工分闸过程中，户外电容器发出强大爆炸声，检查发现2^#、5^#保险跌落，油箱鼓肚胀裂，变压器油喷洒满地。2^#电容器二只瓷套管炸断，碎片飞出击坏A相硬铝牌一户外支柱瓷瓶，网栏外房顶板日光灯管破碎。幸末伤人及其它设备。
　　事故时有一回10kV出线，速断保护动作跳闸。
　　事故后检查：Δ接地保护BY-4晶体管继电器没接上电源，安装没做整组模拟试验，等于没投入此保护。
　　安装的氧化锌(MOA)避雷器没装放电纪录器，不能判断动作与否。
　　八步-羊角山10kV线路长3.5km，末端针式瓷瓶击穿造成相间短路，出线速断跳开关。
　　检查其它无异常，更换两只损坏电容器，于6月21日10：56投运。
1.2　6月24日22：54，主变高压分头放置额定110kV档，运行母线高压117kV、低压11.4kV，电容器三相电流480、485、480A，正常退出电容器，分闸过程中C相4^#电容器爆炸，保险熔断，油箱鼓肚破裂流油。A相氧化锌(MOA)避雷器爆炸，电容器瓷套管碎片炸坏一只放电线圈瓷套。
　　事故后证实，安装时把A相氧化锌避雷器压力释放装置误做接地极、拆开发现不对又装回，破坏出厂密封，运行中受潮，过电压动作爆炸。
　　第一次电容器爆炸后找到开关产品说明书，ZN₄-10G/630-12.5真空开关额定电流630安，还有一项指标，“开合单个电容器组400A”实际电容器电流480A，为允许值的1.2倍。发现错误，将8016kvar(每相8台)改为7014kvar(每相7台)。
　　氧化锌(MOA)避雷器加装放电纪录器。
　　处理好放电线圈，检查完毕投切6次正常，于7月3日17：30投运。
1.3　1996年8月8日21：19，当时雷雨天气，主变高压分头放置(第15档)103.125kV档，运行母线高压115kV，低压11.2kV，7014kvar电容电流410A。又是正常退出电容分闸过程中A相1^#电容器爆炸。箱壳破裂鼓肚喷油，瓷套管炸断，碎片飞出围栏外，幸好没伤人及其它设备。
　　事故后检查发现，A、B两相避雷器放电纪录器由前一天2走到3，C相仍为0。
1.4　除上述三起分闸引起电容器损坏事故外，还有9月30日7：42，正常运行中电容器开关无保护信号跳开关，与此同时一回星光化工厂10kV出线长1.2km线6^#电弧炉变压器C相高压套管爆炸，引线烧断，B相套管烧伤，电弧引起BC相间短路，出线跳开关，本次事故谁为主导因素没办法分辨。到1996年12月12日，也出现运行中电容器无信号跳开关，但10kV出线没异常，供回去正常。事故后检查保护掉牌正常，检查电容器三相对地绝缘电阻用2500伏摇表仍为200MΩ，供回正常。

2　事故原因浅析：
2.1　开关选择错误，容量小，又属第一代淘汰型号。
　　按电容器装置设计技术规程要求，电容器装置采用分闸不重燃，合闸不弹跳真空断路器，额定电流大于1.35倍电容器最大工作电流。设计选用型号时没有开关使用说明书，因开关设备属电容器厂家一起配套来也无校核。所配开关柜内ZN₄-10G/630-12.5型开关(真空泡BD333型宝光厂产品)因不知道“开合单个电容器组电流400A，误做630A，其二是原设计电容器7014kvar，后厂家说所装置空芯电抗器450kvar，电容器可为8016kvar，没验算开关设备容量；其三是设计没考虑谐波放大电流影响，电流实际值比计算工频额定值增大因素，因而造成三次电容器损坏事故都发生在分闸操作过程中。
　　所用ZN₄-10G/630-12.5真空开关属第一代改进型产品，已属淘汰之列，分闸重燃率高，一般在6%，产生重燃过电压最高可达额定相电压的4倍以上。本开关自第一次投运以后投切25次，可证实的重燃过电压有5次。1996年7月1日试投切5次中，电容器7014kvar，就测得一次过电压1.5倍额定电压波形。
　　真空断路器分闸过程中产生重燃过电压，是真空断路器独有的特殊现象。它是开关分闸时，触头刚分开瞬间就遇到该相工频电流自然到零，电弧熄灭，但因开距小，断口在恢复电压作用下重燃，经过几十甚至几百毫秒又重燃，这种重燃在开断过程中重复发生多次，产生高频振荡谐波可达10⁵～10⁶Hz，间或也伴有半波工频电流，过电压幅值又随重燃次数叠加而增高，陡度大，对电容器绝缘造成严重危害。过电压幅值单相重燃电容器相对地在4倍额定电压，二相重燃也在3倍额定电压以上。
　　分闸重燃过电压在断路器的电源侧产生过电压倍数低于电容器侧，八步变10kV母线装有一组氧化锌(MOA)Y₅WZ₁-12.7/45避雷器，一组FZ-10避雷器，主变架空进线穿墙套管外端一组FS-10避雷器，过电压对母线上设备无影响。重燃过电压沿10kV出线传播，在幅射线路末端反射，经过反复，过电压幅值增大，造成线路末端针式瓷瓶击穿，变压器套管击穿。
2.2　运行中8016kvar(每相8台BFF-11/-334-1W)电容器断保险，中性点位移，开关不跳闸时的电容器端电压。
　　本装置串联电抗器CKSKL-450A型，电抗值5.63%，电感2.707mH，阻抗0.85Ω，额定电流420A，最大电流567A，端电压357V，额定容量450kvar，电容器BFF-11/-334-1W，电容量26.4μF，容抗120.8Ω，每相8台并联电容是8×26.4=211.2μF，容抗120.8/8=15.1Ω，取事故时母线运行电压11.1kV，三相电压相等即

　　考虑电抗器影响，电容器端电压

　　式中A——每相感抗与容抗比，
本装置

代入：

　　电容器端线电压则为：

2.2.1　运行中B相容断一只保险，各相电容器端电压计算：
　　A、C正常每相211.2μF，B相为

　　(8-1)×26.4=184.8μF。

公式：

　　　　图2

求_A′O：

　　　图3

由图3ΔA′B′C"中：

_A′B′-1.14_C′A′=_C"B′

由余弦定理U_C"B′

∴U_A′O=0.304×1.855×11.76=6.63kV

同理求得U_C′O=U_A′O=6.63kV
求_B′O:

=0.348(_B′C′-_A′B′)

由图4ΔA"B′C′中_B′C′-_A′B′=_A″C′

代入

图4

2.2.2　运行中B相断2只电容器保险，各相电容器端电压：

　　U_A′O=U_C′O=6.50kV
　　U_B′O=7.41kV

　　当母线电压为11.1kV，容量为8016kvar时电容器组端电压见表1:

表1