在电力网中，大多数负荷不仅消耗有功功率，同时也消耗无功功率，并联电容器装置自然而然地成为系统补偿无功功率的重要手段。它的作用是提高供用电系统和负荷的功率因数，降低和减少设备的功率损耗，同时稳定受电端及电网电压，提高供电质量。随着用户对电能质量的要求越来越高，并联电容器装置为确保系统电压在合格范围，投切越来越频繁，这对投切电容器装置的断路器也提出了更高的要求。

　　真空断路器具有体积小，灭弧性能好，寿命长，维护量小，使用安全等优点，在中压领域的应用中，欧洲、美国已占到70%，日本近100%，俄罗斯50%以上，在我国已占到80%以上。真空断路器还特别具有适合频繁操作的特点，因此用其对电容器组进行投切得到了广泛的应用。

　　但众所周知，电容器组作为容性负载，由于其存在残余的充电电荷，在断路器开断时，在断路器断口将出现较高的恢复过电压。早期用多油断路器对电容器组投切时经试验发现，由于过电压造成触头断口重击穿，即所谓重燃多达67次之多。真空断路器虽优于多油断路器，但仍存在重燃现象。

　　2投切电容器组时产生的过电压2.1电容器开断假设断路器在电流过零前的某一时刻断开，由于触头刚分间距较小造成击穿形成电弧，因电弧较小电压较低，故电容器电压U与电源电压E近似相等。在电流过零时电弧熄灭，这是电源电压仍按正弦规律变化，而电容器则保持电压不变，为电源电压峰值，断路器触头间的电位差（恢复电压）为er=u*Em.单相电容器投切型=2Em，电压达到比较大值，如果此时断口介质强度能够耐受恢复电压的作用未发生重击穿，则不会出现过g压，或者在电流过零后的四分之一周波内重燃I电容器组在放电过程中电压降低，也不会出现过电压。但是如果在此时发生重燃的话，恢复电压将加到电感上出现高频振荡电压和电流。当高频电流第一次过零时，电容电压就变为3Em，如果此时电弧熄灭，电容电压将保持3Em不变，再过半个周波，恢复电压er =4Em，假若此时再次发生重燃，则电容电压将变为5Em，依此类推，电容器上将出现7Em、9Em等极高的过电压。

　　2.2电容器投人在理想的电容器投入过程中，即既不发生预击穿，也不出现触头弹跳，电容器组无残余电压的情况下，由于电感的作用，假设触头在电源电压为幅值Em的时刻闭合，这相当于电源电压Em施加至电感上产生高频振荡，电容器一侧出现幅值为Em的高频振荡电压，而另一侧仍为工频电压，在某一时刻电容器两端将出现2Em的过电压。

　　触头闭合前，不可避免地会发生预击穿，预计穿电流使电容器充电。在预计穿到触头闭合期间，如果充电电流过零，电容电流将被切断，而此时触头间隙很小，容易发生重燃，这将与开断电容器时一样，将可能产生过电压。而触头弹跳也是不可避免的，它实际上就是触头的多次闭合和分离的过程，如果弹跳期间也发生电流过零，并在适当时刻出现重燃，必然造成过电压。

　　以上是对单组电容器投切时进行的分析，在投切三相电容器组时，由于多采用Y形接法，电源电压也存在着相角差，使得出现过电压造成重击穿的可能性比单相时大的多，并且重击穿现象也更为复杂。过电压的产生对电容器组以及断路器均有较大的危害。

　　3设备性能现状真空断路器由于其断口在长时间直流电压作用下，击穿几率可能性增大的特点，不同于其他断路器，可能在熄弧后很长时间后仍能发生重燃，试验中曾观察到熄弧后335ms出现重燃现象。因此国家相应制定GB7675专门进行考核。

　　根据有关资料显示，为确保运行可靠性，断路器的重燃率需要控制在0.5%的水平。而当前国产10千伏真空断路器只能基本稳定在1. %左右。35千伏真空断路器由于工艺要求高，制造难度更大，其重燃率在2002年为2.6%左右，远达不到标准规定要求。并且近两年部分制造厂产品质量下滑，重燃率明显上升，这与进口断路器0.1%的重燃率相比有着较大的差距，且大大影响了设备运行可靠性。系统中这两年已多次发生投切电容器组的断路器或是电容器组的爆炸故。

　　当前所采取的对策措施，一是对断路器的机构机械特性进行调整，确保与灭弧室保持比较佳匹配。另一是对灭弧室进行老炼处理，消除触头电极表面上的毛刺或凸起，提高触头表面光洁度，使电场分布均匀，提高避免间隙击穿的可能。

　　但这仅是相应针对断路器触头出现很高的恢复过电压而造成弧隙击穿这一情况所采取的提高断路器断口耐过电压水平的改进措施，针对过电压产生的另一原因，即断路器投切时刻不能控制而造成回路中产生高频过电压，尚未有较好的方法予以解决。

　　4新技术的应用展望4.1电容器过电压阻尼装置的应用该过电压阻尼装置由真空间隙和与其串连的电阻器组成，并联在电容器组的串连电抗器上，在电容器组投入时，作用在电抗器上的电压很高，可能使真空间隙击穿放电，如果电容器组开断时断路器发生重燃，电抗器上的电压将会更高，真空间隙一定会击穿放电，这就将与其串连的电阻器接入回路，消耗电磁振荡能量，阻尼回路的过渡过程，有效地抑制过电压。正常运行时电抗器电压很低，仅为相电压的6%12%左右，这时真空间隙断开，电阻器不消耗能量。该装置可将合闸过电压限制到1. 5倍左右，将一次重燃过电压限制在2倍以下。

　　4.2开关变压器技术的应用采用开关变压器技术的电容器组可以无涌流、无过电压的投切，有效避免过电压所带来的危害。其回路如所示。投入电容器前，合上G1、G2，K1、K2为断开。在投入电容器时，首先启动可编程序控制器PLC来控制可控硅，使开关变压器的低电压侧电压比较高，高压侧电压等于电源电压，这时合上K2，此时电容器电压为，故不会出现涌流和过电压。这时再用PLC调节可控硅使变压器电压下降，则电容器组电压逐渐上升至电源电压，再合上K1，此时K1两端电压很小，也不会有过电压产生，断开K2，电容器投入结束。反之即可进行电容器开断操作。

　　田2开关变压器技术投切电容器系统结构4.3晶闸管投切电容器技术（TSC）技术的应用发展在低压网络中，TSC技术已有了较为广泛的应用。由于晶闸管的开、关是无触点的，其操作寿命几乎是无限的，而且晶闸管的投切时刻可以精确控制，其动作响应时间是毫秒级的，从而能够有效实现同步投切。其主要原理是：通过控制器检测到电容器两端电压与电网电压大小相等、极性一致时，通过触发晶闸管瞬间将电容器投入电网，在电流过零时晶闸管自然关断使电容器开断，从而实现无过度过程的投切，不会产生过电压。在中压电网，TSC技术也已进行了深入研究，其关键问题是解决好晶闸管阀的耐压，即多个晶闸管串连的均压以及晶闸管触发控制的同步性。

　　4.4相控真空断路器同步关合电容器组的技术由于电容器组投切时三相的比较佳合闸时刻不同，故采用每相独立的操作机构，配永磁操作机构的真空断路器具有动作分散性小、电子操作便于实现各种控制的优点，因此采用分相永磁操作机构的真空断路器就可有效实现同步关合，其可分相分别控制能够在系统电压为零的瞬间投可控硅簧入电容器，有效降低电容器组投入的暂态过电压。

　　S结语电容器装置为系统调节无功功率所发挥的作用越来越明显，如何有效地对电容器装置进行投切，改善电容器组投入系统时的暂态过程，提高设备的运行可靠性也日益为我们所关心。随着技术进一步发展，电容器装置可靠投切技术也将会更加的丰富和深化，这都将为系统降低暂态过电压，维持可靠稳定运行而产生更重要的影响。