8.2 并联电容器组的布置和安装设计

8.2.2  本条规定是对电容器组框架设计提出的原则性要求，目的主要有以下几点：

    (1)利于电容器通风散热。良好的通风散热条件是减少电容器故障的重要保证。在层间设置隔板(为了防止上层电容器漏油滴到下层电容器上)，以及在电容器柜(框台架)的四周用钢板围护，这些做法均会影响到电容器的通风散热，使电容器温升增加，导致电容器的故障发生，设备生产制造和设备采购均应注意这个问题。

    (2)方便维护和更换设备。电容器框架设计，应考虑运行检修工作的方便：巡视设备的运行状况、停电后对设备进行检查和清扫工作、对故障电容器进行更换的工作。电容器的框架设计还应考虑以下方面：方便维护人员上到多层框架的顶部，如有脚踩的踏步板，顶部和层间有供维护人员站立和脚踩的位置。总之，要给电容器的运行维护和检修尽量创造方便条件。

    (3)节约占地。工程建设要节约占地，这是我们的国策。分层布置节约占地，在采用分相布置时，也要考虑将电容器分层放置。为方便运行维护和检修，框架分层不宜超过三层，若超过三层，站在地面不易看清上层设备的运行状况，为降低框架高度，可考虑采用横放式电容器。节约占地和方便运行维护，在电容器框架设计时二者均应兼顾。

    本次修订考虑到目前变电站运行检修水平的提升，多数大容量并联电容器框架分层已经超过三层，因此删除了原条款中的对层数及排数的要求。

8.2.3  本条对电容器组安装设计的最小尺寸做了规定，现做如下说明：

    (1)电容器间距。电容器介质损耗产生的热量主要依靠对流来散发，其散热量与单台电容器容量和介损大小有关。不同容量的电容器在框架上放置，彼此之间的距离取多大合适，应通过电容器温升试验来确定。试验研究说明：随着电容器安装间距加大，电容器温升则逐渐降低，当间距达到某一数值后，下层温升与一台单独运行的电容器温升已比较接近，该距离即可作为电容器安装时的最小距离。原规范规定电容器的安装间距为100mm，随着电容器产品的发展进步，制造电容器的原材料改变，全膜电容器已取代膜纸复合电容器，全膜电容器损耗小、温升低。西安电力电容器研究所，对全膜电容器安装间距与温升进行了试验研究，选用100kvar、334kvar、500kvar三种容量的电容器，分上、中、下三层安装在框架上。根据工程中的实际应用，电容器在框架上安装又分别采用了立放与卧放两种产品，每层安装两排，排间距离只取一种：100mm。电容器的安装间距采用：40mm、50mm、60mm、100mm。对每种安装距离都进行长时间通电试验，使电容器的温升达到稳定，得到大量的试验数据。该项目研究成果，经组织行业技术专家进行评审，评审意见建议：“在此研究报告的基础上，规范中电容器安装间距可以修订，考虑其他因素如电容器外壳膨胀、环境温度、单台容量等情况下，适当缩小现行间距，以不小于70mm为宜，单台容量较小的还可适当减少，但不小于50mm。”

    (2)排间距离。在框(台)架上安装两排电容器时，排间应有一定距离，以利通风散热和维护更换电容器。原规范规定的最小间距为200mm是国内以前较为普遍的采用值。基于在上面(1)中的相同情况，本次规范修订，由200mm缩小到100mm。

    (3)底部距地面距离。为使电容器通风散热良好，电容器不能直接安装在地面上，因为安装在地面上既影响通风散热，又容易造成电容器底部锈蚀。本条规定的屋外电容器组对地距离高于屋内，是为了防止下雨时泥水溅到电容器器身上，以及防止小动物爬到电容器上造成事故。本条规定的距离，是按照全国比较通用的10kV电容器组尺寸来规定的，35kV和66kV电容器组安装时的电容器底部对地距离，比10kV电容器组的电容器底部对地距离要大得多，满足本条规定不成问题。

    (4)框架顶部至屋顶净距。从利于空气对流散热考虑，框架顶部至屋顶距离越大越好，但由这个条件无法确定一个合理值。为满足检修人员站在上层框架上不致头碰屋顶为条件，则可确定一个最小尺寸，本条规定的框架顶部至屋顶的最小净距为1000mm，即是以上述条件确定的。该距离规定，满足66kV及以下各级电压的并联电容器装置的带电距离要求。

    并联电容器组安装示意图见图1。

图1  并联电容器组安装示意图

注：括号中的数值适用于屋外布置

8.2.4  为电容器组设置的通道(走道)有两种：一种称为维护通道，正常运行时能保证运行人员通行安全的巡视通道；另一种称为检修走道，因电容器组的带电体无防护遮拦，正常运行时人员不能进入该通道，停电后才允许人员进入，比维护通道要窄一点，可减少占地。

    规定两种通道主要考虑以下几方面：

    在电容器组四周都设置维护通道，将会增加占地面积，也无十分必要；为了节省占地，不可能全部通道都改成检修走道。当屋内只有一组电容器时，通常只在电容器框(台)架的一侧设置维护通道，另一侧与墙之间设检修通道；当屋内有两组电容器时，通道设置又有两种情况：一是电容器组靠两侧墙布置，在两组框(台)架之间设维护通道，在框(台)架与墙之间检修走道；二是两组电容器不靠墙布置，在两组电容器框架之间设检修走道，框(台)架与墙之间设维护通道。当框(台)架上安装的电容器只有一排时，框架与墙之间可以不设检修走道，采用靠墙布置。屋外电容器组的通道(走道)设置可参照上述情况考虑。通道(走道)设置示意图见图2。

图2  屋外并联电容器组通道(走道)设置示意图

8.2.5  本条规定是根据绝缘配合要求提出的，是电气设计的通用原则。当电气设备的绝缘水平不低于电网时，设备可直接装设在地面上，金属外壳需接地；当电气设备的绝缘水平低于电网时，应将其装设在绝缘台架上，绝缘台架的绝缘水平不得低于电网的绝缘水平。例如：额定电压为11/电容器，它的额定极间电压为6.35kV，这种电容器的绝缘水平是10kV，可以作星形连接用于10kV电网，电容器的外壳与框(台)架连接并一起接地；额定电压为6kV的电容器，它的额定极间电压和绝缘水平都是6kV，采用4段串联接成星形用于35kV电容器组，极间电压满足要求，但是每台电容器的绝缘水平都比电网的绝缘水平低，需要把电容器安装在35kV级的绝缘框(台)架上才能满足绝缘配合要求。安装在绝缘框(台)架上的电容器外壳具有一定电位，电位悬浮会使电容器运行不安全，应将电容器外壳与框(台)架可靠相连，固定电位，防止电位悬浮引起部分电容器过电压损坏。

    为了防止运行人员触及带电的电容器外壳，框(台)架周围应设置安全围栏。

    集合式与箱式电容器的绝缘水平均不低于电网绝缘水平，安装方式都采用安装在地面基础上，为保证安全，外壳应可靠接地。

8.2.6  本条对电容器安装连接线做了三点规定，说明如下：

    1  电容器的瓷套与箱壳的连接比较脆弱，因此无论正常运行或事故情况，均应避免套管受力而使其焊缝开裂引起渗漏油。即使现在采用了滚装套管，无焊缝连接，强度大大提高，连接处仍然是容易漏油的薄弱环节，不能受力过大。所以，与套管连接的导线应使用软导线，并应使这种软导线保持一定的松弛度，安装设计时应对施工安装提出要求。

    2  单套管电容器的接壳端子虽然与外壳是连接在一起的，但为了保持回路接触良好，不能用外壳连接线代替接壳导线，接壳导线应由接壳端子上引出，以保持载流回路接触良好。

    3  据调查，以前有不少电容器组直接用电容器套管支持连接硬母线，即我们常说的硬连接。硬连接引起事故的教训很多：安装时受力和运行中热胀冷缩，均会使电容器套管承受过大应力，电容器套管与外壳的连接处很容易发生问题，继而出现电容器的渗漏油；用硬母线连接的电容器组，当一台电容器发生爆裂时，与其相邻的电容器瓷套因受硬连接线牵连而被拉断，会造成多台电容器损坏。本次修订基于规程中强条从严的原则，考虑到近年来电容器制造水平的提升，上述问题发生的概率大大减小，且本条并不涉及人身安全问题，因此取消了其强制性要求规定。

8.2.7  中性点不接地的星形接线电容器组，当三相之间和每相各串联段之间电容值不平衡，正常运行时会产生电压分布不均衡，电容值不平衡加大则电压分布不均也随之加大，电容值小的某一相或某一个串联段承受的电压高。因为电容器产品在制造时就存在着容差，在电容器组安装时也不可能将电容量调配得十分均衡，所以从理论上讲希望容差为零，使电压达到均衡分布，实际上办不到。因此，就从需要与可能考虑，容差应尽量小一些。本条规定的容差为现行电力行业标准的数据，国网公司企业标准的要求，比本条规定更加严格，要求值更小，各电容器制造厂在电容器安装配平时都可以达到。容差越小，电容器运行时电压分配的不均匀性也就小，同时，不平衡保护的初始不平衡电压与不平衡电流也小，这样才有利于保护整定和提高灵敏度。

8.2.8  本条为一般性规定，目的在于提请设计和设备安装施工时注意，没有装设接地开关的并联电容器装置，应该把检修时挂临接地线的接地端子预留好，以利电容器组检修前进行接地放电时使用。

8.2.9  汇流母线是按允许载流量选择的，能满足长期通过电流的要求，但是如果没有足够的机械强度，一段时间后将会出现塌弯，对装设有熔断器的电容器组，将产生熔断器的拉紧弹簧松弛，熔断器熔断时其尾线将不能顺利弹出，电弧不能熄灭从而引起事故。即使没有装设外熔断器，连接线松紧程度不一致，影响外观。通常采用母线背角钢，或缩小支柱绝缘子距离，来提高母线机械强度。为了节约投资，一般不采用加大母线尺寸的方式。

8.2.10  本条规定对熔断器安装提出技术要求：

    1  将熔断器装在通道侧是为了巡视和更换熔丝方便；

    2  熔断器安装位置是否正确关系到它的正确动作。如：将熔断器垂直安装，熔断器的喷口对着电容器，电弧可能喷射到套管或箱壳上；熔断器安装角度如不能达到熔丝尾线与熔管成一条直线，或熔丝拉紧弹簧不到位，则可造成熔丝尾线不能顺利弹出熔管，导致重击穿，产生过电压而损坏电容器，也可能引起熔丝的群爆。

    3  外熔丝熔断后尾线如搭在电容器箱壳上可能会形成接地故障。

    工程中出现熔断器错误安装的例子很多，本条规定的技术要求非常必要，应写入施工图中。

    还应说明，熔断器安装后不能一劳永逸，因为熔断器长期运行后可能产生熔管受潮发胀或拉紧弹簧锈蚀弹力下降，一旦熔丝熔断，尾线难以弹出，熔丝的开断性能也要变差。当电容器发生故障熔断器应该发挥作用时，如果它失效了将会造成事故扩大，因此，应定期对熔断器进行外观检查和性能测试，及时更换失效品，才能保持熔断器性能的完好状态。

8.2.11  本条为一般性条文，提请设计人员注意，并联电容器装置设计时，要根据各地区的不同情况，做好防范鸟类、鼠、蛇类等小动物侵袭的措施。据调查，各地都发生过小动物进入并联电容器装置造成的短路事故，而且，此类事故在变压器上和配电装置中也时有发生。防范小动物侵袭的措施各个地区是不一样的，没有必要进行统一规定。各工程可根据周围环境中小动物活动情况，并参照本地区相应电压等级配电装置采用的措施予以实施。对小动物不可不防，但也不能花太多的投资去设防。各地采取的防小动物措施有：在屋外并联电容器装置的设置四周网状围栏，但在多雨潮湿地区要有网状围栏的防锈蚀措施；采用全封闭网笼的形式，但比较少；电容器室通常采用封堵：在进风口、排风口和窗口装设金属网，在电缆沟道口进行封堵，对所有墙洞进行封堵，门口设置挡板，高度约500mm。上述这些措施都是可行的，也是有效的。

    总之，各地可按本地区的情况和习惯做法，因地制宜采取不同的措施来防范小动物侵袭。