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[摘 要]工频感应炉为单相负载，尽管感应线圈是分相供电，但是由于冶炼过程炉内炉料和锌液的阻抗变化，也會引起三相负载的不平衡。本文主要介绍了工频感应炉电容器日常管理思路及方法。
[关键词]电容器；感性负载；击穿事故；谐波
中图分类号：TU331 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0179-01
1 概述
河南豫光锌业有限公司采用常规湿法炼锌工艺生产，主要工艺流程：焙烧-浸出-净化-电解-熔铸。其中熔铸车间的任务是，工频感应炉将电解车间产出的析出锌皮熔化成锌水，通过浇铸机构和铸锭机组将其铸成锌锭。工频感应炉为单相负载，尽管感应线圈是分相供电，但是由于冶炼过程炉内炉料和锌液的阻抗变化，也会引起三相负载的不平衡。为了保持电网三相平衡，必须在主电路中配置三相功率平衡装置。根据炉内状况随时调节各相功率，使三相保持平衡。三相功率平衡装置由平衡电抗器和平衡电容器组成。由于平衡电抗器和电容器均与C相连接，所以，每当变动平衡器容量后，C相电流会发生变动。A、B两相分别与感应线圈两端连接，当炉内炉料和锌液变化而引起电流变动时，可以通过调整与感应线圈并联的补偿电容器容量来进行平衡。由此可知，通过变动平衡电容器和电抗器的容量，调节补偿电容器的容量，可以对A、B、C三相功率进行平衡。
工频感应炉属于感性负载，感性负载可以在电网中产生无功功率。电网上的感性负载过多，会造成供电电网的功率因数降低，造成浪费。加入补偿电容后，可以补偿电网中的无功功率，提高电网的功率因数。
在感应体线圈加热运行过程中，电容器长期处于运载状态，由于电容器制作工艺、使用管理和系统电压电流波动等多方面因素，导致电容器内部介质耗损增加，产生过热而加速绝缘老化、降低使用寿命，严重时可能使介质击穿，并发重大事故。我公司曾发生过电容爆炸火灾事故，造成停产抢修。
2 电容击穿损坏的原因
2.1 环境工作温度过高
电容器工作时，其内部介质的温度应低于65℃，最高不得超过70℃，否则会引起热击穿，或是引起鼓肚现象。电容器外壳的温度是在介质温度与环境温度之间，一般为50～60℃，不得超过60℃。我公司电容安装于封闭的配电室内，电容器和感应体其它电器元件在运行过程中产生大量的热量，由于通风条件差，配电室内温度高，尤其夏季（超过50℃），严重超出电容运行工况条件。
2.2 谐波分量过大
感应体线圈在运转过程中会产生一定量的谐波电流，谐波电流引发电容器局部放电强度增大、绝缘电老化、温度升高而过热、缩短电容器寿命和引发电容器极板的机械谐振，导致电容器损坏。
2.3 电网波动
电容器对电压十分敏感，因电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。感应体（720kW工频感应炉为例）在正常运行时电压为500V，电容器额定运行电压525V，其线圈电压略低于电容额定电压。电网电压因多方面因素影响，会产生一定的波动，在电压峰值波动时，运行电压将超出电容额定电压，如时间较长，电容器绝缘性能衰退，甚至被击穿，产生爆炸隐患。
2.4 电容自身质量问题
每个感应体柜内电容数量较多，经常出现部分电容生产厂家因制造工艺不良等原因，短时间内出现电容器鼓肚、渗漏、内部原件抗阻性能差等，巡检时没及时发现易发生击穿现象。
2.5 日常操作的不规范
电容器放电需要一定时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合闸，电容器是来不及放电的，在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。
3 防止电容器击穿损坏的措施
3.1 降低电容器运行环境温度
在封闭的配电室内增加空调，并在电容柜内增加排风扇加强空气对流，强制性降低室内环境温度，确保电容运行温度低于40℃。
3.2 增加过电流阻断设施
在每个电容器前面加装单独熔断器和空气开关等设备，熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定，一般为1.5倍电容器的额定电流为宜，在电容发生击穿短路或过电流等现象时，及时该将电容退出运行，以防发生爆炸。
3.3 加强日常和周期性检查
1）定期对电容器进行检测（6个月每次），及时退出容量降低较多的电容器；2）夏季巡检安排在室内温度最高时进行，其它时间可在系统电压最高时进行，进行检查时，主要观察电容有无膨胀、有无漏油的痕迹、有无异常的声响和火花情况；3）对每个电容器张贴温度检测色标，及时退出运行温度过高变色的电容器；4）定期对电容器进行绝缘耐压试验，如果发生绝缘下降或击穿必须立即进行更换；5）巡检电容器的工作电压和电流，在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。
3.4 电容器选择
1）根据国家电力电容器设计制造规范，电力电容器设计制造中需考虑一定谐波分量影响。在选择电容器时应充分调研，采用制作工艺精良厂家；2）在安装条件允许的情况下，尽量采用干式电容器，淘汰油浸式电容，可避免火灾隐患。
3.5 规范日常的操作管理
明确规定日常调档的送电间隔时间，制定感应体跳闸重新送电的操作规程，调整补偿电容和平衡电容确保三项运行电流的平衡的方法及注意事项。
4 结论
通过以上管理措施的实施，我公司在近几年的运行中，有效杜绝电容击穿爆炸事件的发生，降低避免配电设备的损坏和火灾事故发生的产生，保障了设备安全有效的运行。
参考文献
[1] 李桂林，苗延龙.关于工频感应电炉相平衡和功率补偿问题.[J].
[2] 王兵.工频无芯感应电炉的节能探讨.[J].
[关键词]电容器；感性负载；击穿事故；谐波
中图分类号：TU331 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0179-01
1 概述
河南豫光锌业有限公司采用常规湿法炼锌工艺生产，主要工艺流程：焙烧-浸出-净化-电解-熔铸。其中熔铸车间的任务是，工频感应炉将电解车间产出的析出锌皮熔化成锌水，通过浇铸机构和铸锭机组将其铸成锌锭。工频感应炉为单相负载，尽管感应线圈是分相供电，但是由于冶炼过程炉内炉料和锌液的阻抗变化，也会引起三相负载的不平衡。为了保持电网三相平衡，必须在主电路中配置三相功率平衡装置。根据炉内状况随时调节各相功率，使三相保持平衡。三相功率平衡装置由平衡电抗器和平衡电容器组成。由于平衡电抗器和电容器均与C相连接，所以，每当变动平衡器容量后，C相电流会发生变动。A、B两相分别与感应线圈两端连接，当炉内炉料和锌液变化而引起电流变动时，可以通过调整与感应线圈并联的补偿电容器容量来进行平衡。由此可知，通过变动平衡电容器和电抗器的容量，调节补偿电容器的容量，可以对A、B、C三相功率进行平衡。
工频感应炉属于感性负载，感性负载可以在电网中产生无功功率。电网上的感性负载过多，会造成供电电网的功率因数降低，造成浪费。加入补偿电容后，可以补偿电网中的无功功率，提高电网的功率因数。
在感应体线圈加热运行过程中，电容器长期处于运载状态，由于电容器制作工艺、使用管理和系统电压电流波动等多方面因素，导致电容器内部介质耗损增加，产生过热而加速绝缘老化、降低使用寿命，严重时可能使介质击穿，并发重大事故。我公司曾发生过电容爆炸火灾事故，造成停产抢修。
2 电容击穿损坏的原因
2.1 环境工作温度过高
电容器工作时，其内部介质的温度应低于65℃，最高不得超过70℃，否则会引起热击穿，或是引起鼓肚现象。电容器外壳的温度是在介质温度与环境温度之间，一般为50～60℃，不得超过60℃。我公司电容安装于封闭的配电室内，电容器和感应体其它电器元件在运行过程中产生大量的热量，由于通风条件差，配电室内温度高，尤其夏季（超过50℃），严重超出电容运行工况条件。
2.2 谐波分量过大
感应体线圈在运转过程中会产生一定量的谐波电流，谐波电流引发电容器局部放电强度增大、绝缘电老化、温度升高而过热、缩短电容器寿命和引发电容器极板的机械谐振，导致电容器损坏。
2.3 电网波动
电容器对电压十分敏感，因电容器的损耗与电压平方成正比，过电压会使电容器发热严重，电容器绝缘会加速老化，寿命缩短，甚至电击穿。感应体（720kW工频感应炉为例）在正常运行时电压为500V，电容器额定运行电压525V，其线圈电压略低于电容额定电压。电网电压因多方面因素影响，会产生一定的波动，在电压峰值波动时，运行电压将超出电容额定电压，如时间较长，电容器绝缘性能衰退，甚至被击穿，产生爆炸隐患。
2.4 电容自身质量问题
每个感应体柜内电容数量较多，经常出现部分电容生产厂家因制造工艺不良等原因，短时间内出现电容器鼓肚、渗漏、内部原件抗阻性能差等，巡检时没及时发现易发生击穿现象。
2.5 日常操作的不规范
电容器放电需要一定时间，当电容器组的开关跳闸后，如果马上重合闸，电容器是来不及放电的，在电容器中就可能残存着与重合闸电压极性相反的电荷，这将使合闸瞬间产生很大的冲击电流，从而造成电容器外壳膨胀、喷油甚至爆炸。
3 防止电容器击穿损坏的措施
3.1 降低电容器运行环境温度
在封闭的配电室内增加空调，并在电容柜内增加排风扇加强空气对流，强制性降低室内环境温度，确保电容运行温度低于40℃。
3.2 增加过电流阻断设施
在每个电容器前面加装单独熔断器和空气开关等设备，熔断器的额定电流应按熔丝的特性和接通时的涌流来选定，一般为1.5倍电容器的额定电流为宜，在电容发生击穿短路或过电流等现象时，及时该将电容退出运行，以防发生爆炸。
3.3 加强日常和周期性检查
1）定期对电容器进行检测（6个月每次），及时退出容量降低较多的电容器；2）夏季巡检安排在室内温度最高时进行，其它时间可在系统电压最高时进行，进行检查时，主要观察电容有无膨胀、有无漏油的痕迹、有无异常的声响和火花情况；3）对每个电容器张贴温度检测色标，及时退出运行温度过高变色的电容器；4）定期对电容器进行绝缘耐压试验，如果发生绝缘下降或击穿必须立即进行更换；5）巡检电容器的工作电压和电流，在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流。
3.4 电容器选择
1）根据国家电力电容器设计制造规范，电力电容器设计制造中需考虑一定谐波分量影响。在选择电容器时应充分调研，采用制作工艺精良厂家；2）在安装条件允许的情况下，尽量采用干式电容器，淘汰油浸式电容，可避免火灾隐患。
3.5 规范日常的操作管理
明确规定日常调档的送电间隔时间，制定感应体跳闸重新送电的操作规程，调整补偿电容和平衡电容确保三项运行电流的平衡的方法及注意事项。
4 结论
通过以上管理措施的实施，我公司在近几年的运行中，有效杜绝电容击穿爆炸事件的发生，降低避免配电设备的损坏和火灾事故发生的产生，保障了设备安全有效的运行。
参考文献
[1] 李桂林，苗延龙.关于工频感应电炉相平衡和功率补偿问题.[J].
[2] 王兵.工频无芯感应电炉的节能探讨.[J].