在高壓電容器裝置設計選型中要關(guān)注的問(wèn)題

隨著(zhù)裝置的設計制造和安裝調試的專(zhuān)業(yè)化和規范化的進(jìn)展，不僅加快了裝置工程的建設
速度，而且促進(jìn)了裝置品質(zhì)的提高與改善，這無(wú)疑是裝置技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的表現。然而這并不
意味著(zhù)裝置工程的設計選型只要套用生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品樣本，設計單位仍然擔負著(zhù)不可或缺的
主導設計的責任與任務(wù)，裝置的設計選型還涉及到對生產(chǎn)廠(chǎng)家的設計與生產(chǎn)能力及其產(chǎn)品質(zhì)
量的鑒別把關(guān)。
本文著(zhù)重研討在裝置設計選型中應引為關(guān)注的問(wèn)題。諸如，裝置質(zhì)量應符合的技術(shù)標準、
供需方互動(dòng)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新、成套裝置應堅持配套器件的優(yōu)化組合、積極推進(jìn)裝置結構工藝改
革與規模生產(chǎn)的進(jìn)程，等等問(wèn)題。
裝置設計選型的依據標準
為了使裝置工程通過(guò)設計與選型真正達到安全可靠、技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟合理的綜合目標要
求，在裝置的整體設計上應該遵循以下原則：
a）電容裝置的設計（包括電氣接線(xiàn)，電器導體的選擇，保護和投切裝置、控制回路、
信號回路和測量?jì)x表，布置和安裝，防火和通風(fēng)等方面）應符合現行國家標準GB50227－
1995《并聯(lián)電容器裝置設計規范》，以及GB／T11024．1－2001《標稱(chēng)電壓1kV 以上交流電
力系統用并聯(lián)電容器第1 部分：總則—性能、試驗和定額—安全要求—安裝和運行導則》中
的有關(guān)規定；
b）電容裝置產(chǎn)品的技術(shù)條件（包括產(chǎn)品分類(lèi)，技術(shù)要求，試驗方法，檢驗規則，以及
標志、包裝、運輸、貯存等）應符合電力行業(yè)標準DL／T604－1996《高壓并聯(lián)電容器裝置
訂貨技術(shù)條件》的規定要求；
c）密切注視國內外電容裝置技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，積極推廣應用新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、
新材料；
d）重視調查、總結與吸取電容裝置或相關(guān)設備的運行經(jīng)驗與事故教訓，采取切實(shí)有效
的安全保護措施；
e）電容裝置在技術(shù)上把安全可靠放在首位，在技術(shù)經(jīng)濟綜合指標上要體現經(jīng)濟合理與
技術(shù)先進(jìn)，同時(shí)要為加工制造、運輸安裝和運行維護創(chuàng )造良好條件。
自從電容裝置形成了專(zhuān)業(yè)化的產(chǎn)品設計生產(chǎn)與安裝調試之后，亦就產(chǎn)生了裝置設計選型
新的理念，供需雙方對于裝置的設計選型和后續過(guò)程，必然是共同合作或密切關(guān)注的過(guò)程。
所以，上述設計原則是雙方都應遵循的。然其關(guān)鍵是保證裝置設計符合GB50227－1995 和
相關(guān)標準GB／T11024．1、DL／T604－1996 等的規定要求。在實(shí)施標準中還要注意到，為
了提高裝置的安全可靠性，在裝置主參數容許偏差、絕緣水平、穩態(tài)過(guò)電壓允許值等方面，
DL／T604－1996 比機械行業(yè)標準JB/T7111-1993《高壓并聯(lián)電容器裝置》提出更嚴格的要
求。

通常，產(chǎn)品設計是通過(guò)型式試驗、產(chǎn)品鑒定和運行業(yè)績(jì)考核等手段進(jìn)行設計驗證與設計
確認，同時(shí)也是對企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品能力與質(zhì)量保證和控制能力的綜合評價(jià)。1998 年國家經(jīng)濟
貿易委員會(huì )在審定發(fā)布《全國城鄉電網(wǎng)建設與改造所需主要設備產(chǎn)品及生產(chǎn)企業(yè)推薦目錄》
時(shí)，就是以“推薦企業(yè)有生產(chǎn)許可證，有省部組織（或委托）的鑒定證書(shū)或原電力部、機械
部?jì)刹空D合格證，有國家認定的質(zhì)檢中心檢測的合格證和“設備產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，運行業(yè)績(jì)
良好，符合國家環(huán)保、節能要求，企業(yè)售后服務(wù)好?！睘橄葲Q條件的。固然，裝置由許多器
件組裝而成，體積龐大運輸費時(shí)費事，再加上型號規格繁多是無(wú)法都作型式試驗，尤其是
66kV 及以上電壓等級裝置和35kV 及以下容量大于30Mvar 裝置只能在變電所現場(chǎng)試驗（受
現有電力工業(yè)部無(wú)功補償成套裝置質(zhì)檢中心試驗能力限制），往往會(huì )有一定條件約束而達不
到標準規定的試驗要求（如電網(wǎng)運行不允許頻繁投切電容裝置等），且要花費較多的人力、
物力和財力。型試對研制開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的設計驗證的必要性與重要性是勿庸置疑的，問(wèn)題是有必
要對產(chǎn)品型試復蓋范圍和部分試驗內容及試驗方法作適當規范與簡(jiǎn)化，使產(chǎn)品設計和產(chǎn)品質(zhì)
量的驗證與標準的貫徹實(shí)施有效的結合，從而保證裝置的設計選型真正落在實(shí)處。
供需互動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新
近20 年來(lái)，尤其是在城鄉電網(wǎng)建設與改造大潮的推動(dòng)下，電容裝置技術(shù)發(fā)展迅速，新
技術(shù)與新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與應用絡(luò )繹不絕，技術(shù)成果層出不窮。以裝置中核心部分——高壓并聯(lián)
電容器為例，諸如：①當前已由電容器膜紙復合介質(zhì)改為全膜介質(zhì)；②集合式電容器方興未
艾，電壓等級由11/提高到66/（箱體可直接落地），容量從3．6Mvar 擴大到20Mvar，箱殼
內從充注絕緣油發(fā)展到充注絕緣氣體，此外還有可調容量形式，通過(guò)切換補償容量滿(mǎn)足負荷
變化需要；③為適應變電設備無(wú)油化要求，近年推出的自愈式金屬化膜高壓并聯(lián)電容器，已
在一些城市戶(hù)內變電所獲得應用。再以裝置中配套設備為例，諸如：①限制涌流與抑制諧波
用串聯(lián)電抗器（簡(jiǎn)稱(chēng)串抗），先后推出干式空芯串抗、干式鐵芯串抗和干式半鐵芯串抗，以
滿(mǎn)足不同使用場(chǎng)所的需要；②用作限制涌流和可消除電容器組放電電流對系統短路電流助增
影響的阻尼式限流器，以其優(yōu)良的性能，自1980 年首用以來(lái)經(jīng)久不衰；③新型的全密封放
電線(xiàn)圈，消除了普通放電線(xiàn)圈經(jīng)常發(fā)生滲漏油的弊??；④為適合裝置的保護與控制的要求，
加強絕緣型電流互感器、低動(dòng)作值高返回系數的靜態(tài)電壓繼電器、各種微機控制與保護裝置
等等應運而生。
任何一種研發(fā)的新技術(shù)、新產(chǎn)品，都有第一個(gè)首先采用的問(wèn)題，如果沒(méi)有通過(guò)在實(shí)際使
用中取得經(jīng)驗或教訓，從而改進(jìn)與完善的話(huà)，則將停滯不前或半途而廢。上述種種新技術(shù)、
新產(chǎn)品也同樣經(jīng)歷如此過(guò)程。為了促進(jìn)電容裝置技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，大凡只要新技術(shù)或新產(chǎn)品
通過(guò)充分的理論論證和試驗驗證是可行的，在裝置工程設計選型時(shí)應積極支持采用。值得提
出的成功經(jīng)驗是，制造廠(chǎng)家（含高等院?；蚩蒲性核┡c電業(yè)單位共同命題，共同研發(fā)，互
動(dòng)互補，事半功倍。
堅持配套器件的優(yōu)化組合
斷路器、串抗（或阻尼式限流器）、放電線(xiàn)圈、熔斷器、氧化鋅避雷器，以及保護與控
制的一、二次設備等配套件與電容器一起構成電容裝置。無(wú)數的裝置實(shí)際運行經(jīng)驗教訓告訴我們，配套件與主件一樣重要，配套件的技術(shù)性能和產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣亦直接關(guān)系到裝置能否
安全可靠運行。因此，在裝置的設計選型中理所當然地包括對配套件的選擇，應保證其技術(shù)
性能指標符合有關(guān)技術(shù)標準的規定要求和滿(mǎn)足裝置實(shí)際運行條件的要求。在此有兩個(gè)不容忽
視的問(wèn)題：
1）目前生產(chǎn)廠(chǎng)家提供的“成套裝置”，其實(shí)是不包括投切開(kāi)關(guān)的半成套裝置，開(kāi)關(guān)是由建設
單位自選與裝設的。然而，投切開(kāi)關(guān)在裝置中與電容器同樣是最關(guān)鍵部件，對它的選用要特
別慎重。因為，如果開(kāi)關(guān)性能存在缺陷（例如，開(kāi)關(guān)關(guān)合時(shí)觸頭彈跳時(shí)間過(guò)長(cháng)，開(kāi)斷時(shí)發(fā)生
單相或多相重擊穿），則在投切電容器組過(guò)程中所引發(fā)的事故，其危害性是最嚴重的，同時(shí)
也是最常見(jiàn)的事故。通常操作過(guò)電壓、過(guò)電流會(huì )引起電容器損壞，諸如套管斷裂、極對殼絕
緣擊穿、極間部分或全部元件擊穿短路，甚至外殼爆裂；外熔絲在電容器放電電流的沖擊下
常發(fā)生群爆，等等，如故障未能迅速切除，則將出現更嚴重后果。一旦發(fā)生此類(lèi)（指投切過(guò)
程發(fā)生）事故，雖然都對開(kāi)關(guān)性能提出質(zhì)疑，但通過(guò)例行試驗又無(wú)法判斷，而要通過(guò)現場(chǎng)投
切試驗檢測又牽涉到測試費用、試驗風(fēng)險，以及故障狀態(tài)是否再現等等問(wèn)題，往往望而卻步
很少采用。最終大多數是在沒(méi)有真正搞清事故原因與責任的情況下，由生產(chǎn)廠(chǎng)家負責更換或
修復損壞器件后再投運，應該說(shuō)事故隱患沒(méi)有真正消除?？梢?jiàn)，從有利于保證裝置整體的質(zhì)
量與安全，以及便于分析發(fā)生事故原因、責任和事故處理，實(shí)以生產(chǎn)廠(chǎng)家提供包括開(kāi)關(guān)在內
的成套裝置為宜。
2）國內不少電容器生產(chǎn)廠(chǎng)，為了提高裝置中配套器件的自給能力，設立分廠(chǎng)研發(fā)與生
產(chǎn)配套件，如串抗、放電線(xiàn)圈、熔斷器等，其中不乏成功者，但也有的質(zhì)量差，屢屢出事。
鑒于，在國內眾多的配套件的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)中已有一些公認的品牌產(chǎn)品，因此在裝置設計選型中
應堅持配套器件的優(yōu)化組合，選用優(yōu)質(zhì)品牌產(chǎn)品，以確保裝置安全和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。
結語(yǔ)
1. 在裝置形成專(zhuān)業(yè)化的產(chǎn)品設計生產(chǎn)與安裝調試之后，隨即形成了裝置設計選型新的
理念。裝置設計選型應包括對生產(chǎn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品質(zhì)量和質(zhì)保能力的鑒別認可。
2. 提倡供需互動(dòng)技術(shù)創(chuàng )新，支持采用新技術(shù)與新產(chǎn)品，積極推動(dòng)裝置技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)
步。
3. 堅持裝置中元器件的優(yōu)化組合，確保裝置整體優(yōu)質(zhì)和安全可靠。
4. 積極推動(dòng)裝置結構工藝改革和結構設計標準化，以及加工生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化與規?；?。