在高壓電容器裝置設計選型中要關注的問題

隨著裝置的設計制造和安裝調試的專業化和規范化的進展，不僅加快了裝置工程的建設
速度，而且促進了裝置品質的提高與改善，這無疑是裝置技術發展進步的表現。然而這并不
意味著裝置工程的設計選型只要套用生產廠家的產品樣本，設計單位仍然擔負著不可或缺的
主導設計的責任與任務，裝置的設計選型還涉及到對生產廠家的設計與生產能力及其產品質
量的鑒別把關。
本文著重研討在裝置設計選型中應引為關注的問題。諸如，裝置質量應符合的技術標準、
供需方互動進行技術創新、成套裝置應堅持配套器件的優化組合、積極推進裝置結構工藝改
革與規模生產的進程，等等問題。
裝置設計選型的依據標準
為了使裝置工程通過設計與選型真正達到安全可靠、技術先進與經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，電器導體的選擇，保護和投切裝置、控制回路、
信號回路和測量儀表，布置和安裝，防火和通風等方面）應符合現行國家標準GB50227－
1995《并聯電容器裝置設計規范》，以及GB／T11024．1－2001《標稱電壓1kV 以上交流電
力系統用并聯電容器第1 部分：總則—性能、試驗和定額—安全要求—安裝和運行導則》中
的有關規定；
b）電容裝置產品的技術條件（包括產品分類，技術要求，試驗方法，檢驗規則，以及
標志、包裝、運輸、貯存等）應符合電力行業標準DL／T604－1996《高壓并聯電容器裝置
訂貨技術條件》的規定要求；
c）密切注視國內外電容裝置技術發展動態，積極推廣應用新技術、新產品、新工藝、
新材料；
d）重視調查、總結與吸取電容裝置或相關設備的運行經驗與事故教訓，采取切實有效
的安全保護措施；
e）電容裝置在技術上把安全可靠放在首位，在技術經濟綜合指標上要體現經濟合理與
技術先進，同時要為加工制造、運輸安裝和運行維護創造良好條件。
自從電容裝置形成了專業化的產品設計生產與安裝調試之后，亦就產生了裝置設計選型
新的理念，供需雙方對于裝置的設計選型和后續過程，必然是共同合作或密切關注的過程。
所以，上述設計原則是雙方都應遵循的。然其關鍵是保證裝置設計符合GB50227－1995 和
相關標準GB／T11024．1、DL／T604－1996 等的規定要求。在實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、穩態過電壓允許值等方面，
DL／T604－1996 比機械行業標準JB/T7111-1993《高壓并聯電容器裝置》提出更嚴格的要
求。

通常，產品設計是通過型式試驗、產品鑒定和運行業績考核等手段進行設計驗證與設計
確認，同時也是對企業生產產品能力與質量保證和控制能力的綜合評價。1998 年國家經濟
貿易委員會在審定發布《全國城鄉電網建設與改造所需主要設備產品及生產企業推薦目錄》
時，就是以“推薦企業有生產許可證，有省部組織（或委托）的鑒定證書或原電力部、機械
部兩部整頓合格證，有國家認定的質檢中心檢測的合格證和“設備產品技術先進，運行業績
良好，符合國家環保、節能要求，企業售后服務好。”為先決條件的。固然，裝置由許多器
件組裝而成，體積龐大運輸費時費事，再加上型號規格繁多是無法都作型式試驗，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試驗（受
現有電力工業部無功補償成套裝置質檢中心試驗能力限制），往往會有一定條件約束而達不
到標準規定的試驗要求（如電網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。型試對研制開發產品的設計驗證的必要性與重要性是勿庸置疑的，問題是有必
要對產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化，使產品設計和產品質
量的驗證與標準的貫徹實施有效的結合，從而保證裝置的設計選型真正落在實處。
供需互動技術創新
近20 年來，尤其是在城鄉電網建設與改造大潮的推動下，電容裝置技術發展迅速，新
技術與新產品的開發與應用絡繹不絕，技術成果層出不窮。以裝置中核心部分——高壓并聯
電容器為例，諸如：①當前已由電容器膜紙復合介質改為全膜介質；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
內從充注絕緣油發展到充注絕緣氣體，此外還有可調容量形式，通過切換補償容量滿足負荷
變化需要；③為適應變電設備無油化要求，近年推出的自愈式金屬化膜高壓并聯電容器，已
在一些城市戶內變電所獲得應用。再以裝置中配套設備為例，諸如：①限制涌流與抑制諧波
用串聯電抗器（簡稱串抗），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
滿足不同使用場所的需要；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，以其優良的性能，自1980 年首用以來經久不衰；③新型的全密封放
電線圈，消除了普通放電線圈經常發生滲漏油的弊病；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、低動作值高返回系數的靜態電壓繼電器、各種微機控制與保護裝置
等等應運而生。
任何一種研發的新技術、新產品，都有第一個首先采用的問題，如果沒有通過在實際使
用中取得經驗或教訓，從而改進與完善的話，則將停滯不前或半途而廢。上述種種新技術、
新產品也同樣經歷如此過程。為了促進電容裝置技術進步與發展，大凡只要新技術或新產品
通過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應積極支持采用。值得提
出的成功經驗是，制造廠家（含高等院校或科研院所）與電業單位共同命題，共同研發，互
動互補，事半功倍。
堅持配套器件的優化組合
斷路器、串抗（或阻尼式限流器）、放電線圈、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。無數的裝置實際運行經驗教訓告訴我們，配套件與主件一樣重要，配套件的技術性能和產品質量的優劣亦直接關系到裝置能否
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
性能指標符合有關技術標準的規定要求和滿足裝置實際運行條件的要求。在此有兩個不容忽
視的問題：
1）目前生產廠家提供的“成套裝置”，其實是不包括投切開關的半成套裝置，開關是由建設
單位自選與裝設的。然而，投切開關在裝置中與電容器同樣是最關鍵部件，對它的選用要特
別慎重。因為，如果開關性能存在缺陷（例如，開關關合時觸頭彈跳時間過長，開斷時發生
單相或多相重擊穿），則在投切電容器組過程中所引發的事故，其危害性是最嚴重的，同時
也是最常見的事故。通常操作過電壓、過電流會引起電容器損壞，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。一旦發生此類（指投切過
程發生）事故，雖然都對開關性能提出質疑，但通過例行試驗又無法判斷，而要通過現場投
切試驗檢測又牽涉到測試費用、試驗風險，以及故障狀態是否再現等等問題，往往望而卻步
很少采用。最終大多數是在沒有真正搞清事故原因與責任的情況下，由生產廠家負責更換或
修復損壞器件后再投運，應該說事故隱患沒有真正消除。可見，從有利于保證裝置整體的質
量與安全，以及便于分析發生事故原因、責任和事故處理，實以生產廠家提供包括開關在內
的成套裝置為宜。
2）國內不少電容器生產廠，為了提高裝置中配套器件的自給能力，設立分廠研發與生
產配套件，如串抗、放電線圈、熔斷器等，其中不乏成功者，但也有的質量差，屢屢出事。
鑒于，在國內眾多的配套件的專業生產中已有一些公認的品牌產品，因此在裝置設計選型中
應堅持配套器件的優化組合，選用優質品牌產品，以確保裝置安全和促進技術進步。
結語
1. 在裝置形成專業化的產品設計生產與安裝調試之后，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廠家的產品質量和質保能力的鑒別認可。
2. 提倡供需互動技術創新，支持采用新技術與新產品，積極推動裝置技術的發展與進
步。
3. 堅持裝置中元器件的優化組合，確保裝置整體優質和安全可靠。
4. 積極推動裝置結構工藝改革和結構設計標準化，以及加工生產專業化與規模化。