元器件设计手记：电容爆炸的原因及处理方法

　　1 引言

　　我曾经在400V开关室使用了PGJ1-5型无功功率补偿屏，屏内装有BCMJ型并联电容器10只，每只额定输出16kVar，额定电压0.4kV，额定电流25A，温度类别-25℃/45℃接法。对这两次事故原因作了认真的分析和彻底的处理。

　　2 原因分析与处理

　　2.1 环境温度高

　　本无功功率补偿屏安装于400V开关室内，室内共有8台开关柜，而面积仅30m2，其对面是SZ7-800kVA 35kV/0.4变压器室，整体通风条件差，炎热的夏天开关室内温度高达48℃以上，由此可见环境温度过高是引起电容爆炸的原因之一。补偿屏应移至单一通风控制室，并应在电容器外壳上贴示蜡片（示温片），值班人员可以从显示的温度来间接地监视电容介质温度。

　　2.2 电压极不稳定

　　我们从公式QC=2πfCV2中可以看出：电容器的无功容量与电压的平方成正比。当电压降低时，电容器的无功容量将按电压的平方成正比地相应减少，即电容器的容量得不到充分利用。当运行电压升高时会使电容器的温升增加，甚至使电容器的热平衡破坏而引起电容器爆炸。因此国标规定：电容器允许在1.1倍额定电压下长期运行，但每24h内在1.15倍额定电压下运行的时间不得超过30min。

　　我厂400V电压极不稳定，电压波动范围为0.9Ue～1.15Ue（Ue为额定电压400V），谷期用电时常在450V左右，运行时间长达7h，这是造成我厂电容爆炸烧坏原因之二。因SZ7-800kVA电源变压器是有载调压变压器，要解决这一问题只须设置一台KYT-2型有载调压控制器，投资不到一千元就可以将电压始终控制为额定电压。

　　2.3 谐波电流的存在

　　我厂采用了大功率可控硅整流器作为回转窑的直流电源与补偿屏并联运行。由于接入电网运行的可控硅装置，客观上起到了一个高次谐波发生器的作用，会引起电路电压及电流的波形畸变。谐波电流的存在常使电容器发生异常的响声，严重时引起电容器膨胀，这是引起电容器爆炸的原因之三。发生这种情况的主要原因是：（1）高次谐波电流叠加于基波电流，使电容器总电流增大;（2）某一高次谐波在系统感抗和电容器容抗之间引起并联谐振，使流入电容器的电流成倍增长;（3）电容器内部对某一高次谐波发生局部串联谐振，从而引起过负荷。