在電力網(wǎng)中，大多數(shù)負荷不僅消耗有功功率，同時也消耗無功功率，并聯(lián)電容器裝置自然而然地成為系統(tǒng)補償無功功率的重要手段。它的作用是提高供用電系統(tǒng)和負荷的功率因數(shù)，降低和減少設備的功率損耗，同時穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)電壓，提高供電質(zhì)量。隨著用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，并聯(lián)電容器裝置為確保系統(tǒng)電壓在合格范圍，投切越來越頻繁，這對投切電容器裝置的斷路器也提出了更高的要求。

　　真空斷路器具有體積小，滅弧性能好，壽命長，維護量小，使用安全等優(yōu)點，在中壓領域的應用中，歐洲、美國已占到70%，日本近100%，俄羅斯50%以上，在我國已占到80%以上。真空斷路器還特別具有適合頻繁操作的特點，因此用其對電容器組進行投切得到了廣泛的應用。

　　但眾所周知，電容器組作為容性負載，由于其存在殘余的充電電荷，在斷路器開斷時，在斷路器斷口將出現(xiàn)較高的恢復過電壓。早期用多油斷路器對電容器組投切時經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)，由于過電壓造成觸頭斷口重擊穿，即所謂重燃多達67次之多。真空斷路器雖優(yōu)于多油斷路器，但仍存在重燃現(xiàn)象。

　　2投切電容器組時產(chǎn)生的過電壓2.1電容器開斷假設斷路器在電流過零前的某一時刻斷開，由于觸頭剛分間距較小造成擊穿形成電弧，因電弧較小電壓較低，故電容器電壓U與電源電壓E近似相等。在電流過零時電弧熄滅，這是電源電壓仍按正弦規(guī)律變化，而電容器則保持電壓不變，為電源電壓峰值，斷路器觸頭間的電位差（恢復電壓）為er=u*Em.單相電容器投切型=2Em，電壓達到比較大值，如果此時斷口介質(zhì)強度能夠耐受恢復電壓的作用未發(fā)生重擊穿，則不會出現(xiàn)過g壓，或者在電流過零后的四分之一周波內(nèi)重燃I電容器組在放電過程中電壓降低，也不會出現(xiàn)過電壓。但是如果在此時發(fā)生重燃的話，恢復電壓將加到電感上出現(xiàn)高頻振蕩電壓和電流。當高頻電流第一次過零時，電容電壓就變?yōu)?Em，如果此時電弧熄滅，電容電壓將保持3Em不變，再過半個周波，恢復電壓er =4Em，假若此時再次發(fā)生重燃，則電容電壓將變?yōu)?Em，依此類推，電容器上將出現(xiàn)7Em、9Em等極高的過電壓。

　　2.2電容器投人在理想的電容器投入過程中，即既不發(fā)生預擊穿，也不出現(xiàn)觸頭彈跳，電容器組無殘余電壓的情況下，由于電感的作用，假設觸頭在電源電壓為幅值Em的時刻閉合，這相當于電源電壓Em施加至電感上產(chǎn)生高頻振蕩，電容器一側出現(xiàn)幅值為Em的高頻振蕩電壓，而另一側仍為工頻電壓，在某一時刻電容器兩端將出現(xiàn)2Em的過電壓。

　　觸頭閉合前，不可避免地會發(fā)生預擊穿，預計穿電流使電容器充電。在預計穿到觸頭閉合期間，如果充電電流過零，電容電流將被切斷，而此時觸頭間隙很小，容易發(fā)生重燃，這將與開斷電容器時一樣，將可能產(chǎn)生過電壓。而觸頭彈跳也是不可避免的，它實際上就是觸頭的多次閉合和分離的過程，如果彈跳期間也發(fā)生電流過零，并在適當時刻出現(xiàn)重燃，必然造成過電壓。

　　以上是對單組電容器投切時進行的分析，在投切三相電容器組時，由于多采用Y形接法，電源電壓也存在著相角差，使得出現(xiàn)過電壓造成重擊穿的可能性比單相時大的多，并且重擊穿現(xiàn)象也更為復雜。過電壓的產(chǎn)生對電容器組以及斷路器均有較大的危害。

　　3設備性能現(xiàn)狀真空斷路器由于其斷口在長時間直流電壓作用下，擊穿幾率可能性增大的特點，不同于其他斷路器，可能在熄弧后很長時間后仍能發(fā)生重燃，試驗中曾觀察到熄弧后335ms出現(xiàn)重燃現(xiàn)象。因此國家相應制定GB7675專門進行考核。

　　根據(jù)有關資料顯示，為確保運行可靠性，斷路器的重燃率需要控制在0.5%的水平。而當前國產(chǎn)10千伏真空斷路器只能基本穩(wěn)定在1. %左右。35千伏真空斷路器由于工藝要求高，制造難度更大，其重燃率在2002年為2.6%左右，遠達不到標準規(guī)定要求。并且近兩年部分制造廠產(chǎn)品質(zhì)量下滑，重燃率明顯上升，這與進口斷路器0.1%的重燃率相比有著較大的差距，且大大影響了設備運行可靠性。系統(tǒng)中這兩年已多次發(fā)生投切電容器組的斷路器或是電容器組的爆炸故。

　　當前所采取的對策措施，一是對斷路器的機構機械特性進行調(diào)整，確保與滅弧室保持比較佳匹配。另一是對滅弧室進行老煉處理，消除觸頭電極表面上的毛刺或凸起，提高觸頭表面光潔度，使電場分布均勻，提高避免間隙擊穿的可能。

　　但這僅是相應針對斷路器觸頭出現(xiàn)很高的恢復過電壓而造成弧隙擊穿這一情況所采取的提高斷路器斷口耐過電壓水平的改進措施，針對過電壓產(chǎn)生的另一原因，即斷路器投切時刻不能控制而造成回路中產(chǎn)生高頻過電壓，尚未有較好的方法予以解決。

　　4新技術的應用展望4.1電容器過電壓阻尼裝置的應用該過電壓阻尼裝置由真空間隙和與其串連的電阻器組成，并聯(lián)在電容器組的串連電抗器上，在電容器組投入時，作用在電抗器上的電壓很高，可能使真空間隙擊穿放電，如果電容器組開斷時斷路器發(fā)生重燃，電抗器上的電壓將會更高，真空間隙一定會擊穿放電，這就將與其串連的電阻器接入回路，消耗電磁振蕩能量，阻尼回路的過渡過程，有效地抑制過電壓。正常運行時電抗器電壓很低，僅為相電壓的6%12%左右，這時真空間隙斷開，電阻器不消耗能量。該裝置可將合閘過電壓限制到1. 5倍左右，將一次重燃過電壓限制在2倍以下。

　　4.2開關變壓器技術的應用采用開關變壓器技術的電容器組可以無涌流、無過電壓的投切，有效避免過電壓所帶來的危害。其回路如所示。投入電容器前，合上G1、G2，K1、K2為斷開。在投入電容器時，首先啟動可編程序控制器PLC來控制可控硅，使開關變壓器的低電壓側電壓比較高，高壓側電壓等于電源電壓，這時合上K2，此時電容器電壓為，故不會出現(xiàn)涌流和過電壓。這時再用PLC調(diào)節(jié)可控硅使變壓器電壓下降，則電容器組電壓逐漸上升至電源電壓，再合上K1，此時K1兩端電壓很小，也不會有過電壓產(chǎn)生，斷開K2，電容器投入結束。反之即可進行電容器開斷操作。

　　田2開關變壓器技術投切電容器系統(tǒng)結構4.3晶閘管投切電容器技術（TSC）技術的應用發(fā)展在低壓網(wǎng)絡中，TSC技術已有了較為廣泛的應用。由于晶閘管的開、關是無觸點的，其操作壽命幾乎是無限的，而且晶閘管的投切時刻可以精確控制，其動作響應時間是毫秒級的，從而能夠有效實現(xiàn)同步投切。其主要原理是：通過控制器檢測到電容器兩端電壓與電網(wǎng)電壓大小相等、極性一致時，通過觸發(fā)晶閘管瞬間將電容器投入電網(wǎng)，在電流過零時晶閘管自然關斷使電容器開斷，從而實現(xiàn)無過度過程的投切，不會產(chǎn)生過電壓。在中壓電網(wǎng)，TSC技術也已進行了深入研究，其關鍵問題是解決好晶閘管閥的耐壓，即多個晶閘管串連的均壓以及晶閘管觸發(fā)控制的同步性。

　　4.4相控真空斷路器同步關合電容器組的技術由于電容器組投切時三相的比較佳合閘時刻不同，故采用每相獨立的操作機構，配永磁操作機構的真空斷路器具有動作分散性小、電子操作便于實現(xiàn)各種控制的優(yōu)點，因此采用分相永磁操作機構的真空斷路器就可有效實現(xiàn)同步關合，其可分相分別控制能夠在系統(tǒng)電壓為零的瞬間投可控硅簧入電容器，有效降低電容器組投入的暫態(tài)過電壓。

　　S結語電容器裝置為系統(tǒng)調(diào)節(jié)無功功率所發(fā)揮的作用越來越明顯，如何有效地對電容器裝置進行投切，改善電容器組投入系統(tǒng)時的暫態(tài)過程，提高設備的運行可靠性也日益為我們所關心。隨著技術進一步發(fā)展，電容器裝置可靠投切技術也將會更加的豐富和深化，這都將為系統(tǒng)降低暫態(tài)過電壓，維持可靠穩(wěn)定運行而產(chǎn)生更重要的影響。