一种自压紧式电容器放电工具

一种自压紧式电容器放电工具

龚演平

广东电网有限责任公司惠州供电局，广东省，惠州市 516001

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摘要：目前变电站现有的电容器放电工具存在体力耗费较多及放电导体与电容器触头接触不良，难以将电容器内的残余电荷放尽的问题。本文研制一种自压紧式电容器放电工具，能极大地节约运行人员的体力，且能够保证放电导体与电容器触头的接触良好，将电容器内的残余电荷放尽，保证工作人员人身安全，能适用于不同厂家、不同型号电容器的放电工作，具备良好的实用性和应用前景。

关键词：电容器；自压紧式；放电；工具

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电容器用于电网的无功补偿，是改善电网电压质量、提高功率因数的有效装置，因此配置在变电站中的电容器的正常运行对电力系统具有重要的作用。由于电容器是一种储能设备，当电容器停止供电后其内部仍然存储大量的残余电荷，需要对电容器进行充分放电以保证工作人员的安全。目前，关于变电站电容器放电原理、工具等方面，很多文献都进行了相关研究和探讨[1-2]。

1 现状分析

当电容器组断开断路器脱离电网时，虽然经过放电线圈进行放电，但仍有残余电荷存在。因此，为防止残余电荷威胁人身安全，电力行业规定在电容器组上或进入其围栏内工作前，应对电容器组内的各电容器进行逐个多次放电。

变电站现有电容器放电工具设置大致相似，即包括绝缘杆、在绝缘杆一端设置的放电导体和与放电导体相连的接地导线。使用时，运行人员先将接地导线的一端接地，然后利用绝缘杆使放电导体同时接触电容器的正极触头和负极触头，使正极触头和负极触头短接，以对各电容器进行逐个多次放电，直至无火花和声音为止。然而，在使用这些放电工具时，由于都是靠人力使放电导体压紧电容器的触头，所以会导致运行人员体力耗费较多，又往往出现放电导体在电容器触头上滑动等情况，导致放电导体与电容器触头接触不良，难以将电容器内的残余电荷放尽，可能造成触电事故的发生。此外，这些放电工具放电导体设计单一，不能适用不同厂家、不同型号电容器触头的形状、大小、位置和间距的要求，导致放电工具的适应性和通用性较差。

2 自压紧式电容器放电工具的研制

针对目前变电站电容器放电工具存在的问题，本项目研制一种自压紧式电容器放电工具。该装置能极大地节约运行人员的体力，且能够保证放电导体与电容器触头的接触良好，将电容器内的残余电荷放尽，保证工作人员人身安全，能适用于不同厂家、不同型号电容器的放电工作。

2.1 工具的组成结构

放电工具由绝缘杆、放电导体和接地导线三大部分组成，如图1和图2所示。

（1）绝缘杆一端安装有金属连接头。绝缘杆通过金属连接头与放电导体转动连接，实现绝缘杆与放电导体之间的角度可调节。金属连接头上开有螺纹孔，用于连接接地导线。绝缘杆为空心圆柱杆，由绝缘性能高、结构强度大和密封性能好的环氧树脂绝缘材料制作而成。

（2）放电导体包括固定架和与固定架连接的两个弹性臂。固定架与绝缘杆的一端连接，两个所述弹性臂相对间隔设置，其间距被配置为可调节。两个弹性臂上还分别设置有第一卡口和第二卡口。上述两个弹性臂第一卡口和第二卡口被配置为能够分别与所述正极触头和所述负极触头卡接。放电导体还包括与两个弹性臂一一对应连接的两个扭簧结构。通过两个扭簧结构能够为两个弹性臂提供弹力，以使两个弹性臂在扭簧的作用下合拢以抵紧待放电电容器的正极触头和负极触头。

（3）接地导线第一端与放电导体连接，第二端与专用接地装置连接，用于接地。接地线为有透明护套的多股软铜线。为满足装设地点短路电流的要求，接地线的横截截面不应小于25平方毫米。

图1 工具结构图（正面）   图2 工具结构图（背面）

2.2 工具的技术原理

放电工具的放电导体包括固定架和与固定架连接的两个放电臂，固定架与绝缘杆的一端连接，两个放电臂相对间隔设置，放电臂与固定架之间通过弹性元件旋转连接。两个放电臂被配置为在张开时同时套入待放电电容器的正极触头和负极触头，并在合拢时在弹性元件的作用下分别抵紧正极触头和负极触头的外侧。放电臂与电容器触头的抵接侧还分别设置有多个大小不等的卡口。两个放电臂分别通过卡口与正极触头、负极触头卡接，有效保证两个放电臂分别与正极触头和负极触头之间充分稳定地接触，进而通过固定架使正极触头和负极触头短接，并通过接地线放电，将电容器内的残余电荷放尽。

此外，绝缘杆与放电导体之间采用转动连接，以实现绝缘杆与放电导体之间角度的调节，满足具有不同放置角度的电容器的放电需求。两个放电臂的间距可通过固定架调节，适用于具有不同正负极间距的电容器放电。

2.3 技术创新点

（1）放电导体中设置两个放电臂，放电臂与固定架通过弹性元件旋转连接。

（2）每个放电臂的各个卡口可设置为形状大小不等，满足电容器不同形状触头要求。

（3）两个放电臂的间距被配置为可平滑调节，以满足具有不同正负极间距的电容器的放电需求。

（4）绝缘杆与放电导体转动连接，以实现绝缘杆与放电导体之间角度的调节，满足具有不同放置角度的电容器的放电需求。

3 工具的现场应用

3.1 使用方法

为更清楚地阐明本电容器放电工具的作用，下面对该电容器放电工具的使用过程进行讲解：

（1）放电前，根据待放电电容器中正极触头和负极触头之间的间距调整第一弹性臂和第二弹性臂之间的距离，根据待放电电容器的角度设置（与地面水平或垂直等）调整放电导体与绝缘杆之间的角度。

（2）将接地导线中的第二接线耳固定安装在专用接地桩上。

（3）双手握持绝缘杆，使放电导体沿与待放电电容器正极触头和负极触头轴线相垂直的方向逐步靠近正极触头和负极触头，使第一弹性臂上的导向部和第二弹性臂上的导向部分别与正极触头的外侧和负极触头的外侧抵接。此时，可将待放电电容器内残余电荷的一部分通过接地导线导出接地。

（4）使放电导体继续往沿与正极触头和负极触头轴线相垂直的方向推进，第一弹性臂和第二弹性臂会分别克服第一扭簧结构和第二扭簧结构的扭力向外张开。当正极触头和负极触头接触到第一卡口和第二卡口时，在第一扭簧结构和第二扭簧结构的弹力作用下，两个弹性臂会逐渐合拢直至两个卡口完全与正极触头和负极触头卡接。此时，两个弹性臂就能够充分稳定地与正极触头和负极触头接触，从而将剩余的残余电荷通过接地导线彻底导出接地。

（5）重复上述步骤，对电容器组中所有待放电电容器逐个多次放电，直至放电时无火花和声音为止。

3.2 应用效果

现场应用证明，使用本文研制的自压紧式电容器放电工具具有以下效果：

（1）有效保证放电工具与正极触头和负极触头之间充分稳定地接触并短接，并通过接地线放电，将电容器内的残余电荷放尽。

（2）能够极大地节约运行人员的体力，避免操作疲劳，减轻运行人员作业量，提高放电效率，确保作业安全。

（3）工具的两个放电臂的间距可通过固定架调节，因此可适用于具有不同正负极间距的电容器放电。

（4）绝缘杆与放电导体之间采用可转动连接，以实现绝缘杆与放电导体之间角度的调节，满足具有不同放置角度的电容器的放电需求。

4 结语

本文针对现有的放电工具进行改进，研制了一种能够专门用于电容器放电的工具。该工具能够实现绝缘杆与放电导体之间多角度的调节，可同时对电容器正极端子和负极端子进行多次放电，且操作不费力，减轻检修人员作业量，提高放电效率，满足具有不同放置角度的电容器的放电需求，适用于具有不同正负极间距的电容器放电。

参考文献

[1]邵丹．浅析电容器组检修前充分放电的必要性[J]．企业技术开发，2013，2：71-72,94.

[2]刘欢．35kV电容器放电验电装置[J]．电力设备，2016，15：56.

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