“電容器的消防安全問題的確是運行人員的一大心病。”“尤其在夏天走進電容器室，看得是心驚肉跳。”“這幾年國外發生了不少起因電容器著火而引發的變電站爆炸、大面積停電事件，我們要引起重視。”“這個課題值得好好研究，確實很有必要，也很有價值。”……
2013年1月，在國網基建部組織的依托工程科技項目開題評審會上，江蘇電力經濟技術研究院上報的《防火型高壓并聯電容器研究》課題引起了專家們的熱烈討論。
給電容器多穿件“外套”
高壓并聯電容器作為變電站無功補償裝置的主要設備之一，其內部元件一般采用薄膜為絕緣介質，絕緣油為浸漬散熱介質的結構形式。絕緣油是易燃材料，如果電容器發生故障，就可能導致內部溫度過高、壓力增大，引起電容器外殼破裂、絕緣油泄漏，一旦著火，絕緣油先行燃燒，火災事故就會擴大，甚至會引起爆炸。
電容器的消防安全問題，一直是影響變電站安全運行的重要因素，江蘇電力經研院提出，要從變電站防火設計優化以及電容器產品本身優化兩個角度來共同解決這個問題，這對于變電站的安全運行，尤其對于戶內變電站和地下變電站而言具有重要意義。該項目順利立項，江蘇電力經研院全面開展電容器防火措施和性能的研究，并依托220千伏尚家變電站（原名岱山變電站）工程，將項目成果進行實踐應用。
2013年2月起，江蘇電力經研院迅速組建了防火型電容器設計研究的專家團隊，并聯系了國內在新型電容器研制方面處于領先地位的設備公司，強強聯合，共同攻關。“我們的思路是給電容器多穿件‘外套’。”研究團隊負責人郭煒介紹。這件“外套”實際上就是在每個電容器單元外增加一層保護層，在保護層中間充上能夠防火和滅火的介質，當電容器出現故障，絕緣油會先漏到裝有防火介質的密閉空間，不與空氣接觸，這樣就能夠有效地控制火情的蔓延。
“這個思路雖然簡單，卻是最經濟、最有效的方法，但是防火介質的選取，是我們面臨的最大難題。”郭煒繼續補充說，“項目團隊與廠家緊密配合，經過反復的試驗研究，終于研制出一種新型的液態防火介質，它具有良好的滅火、散熱、抗腐蝕和環境適應性。”該院技術人員成功攻克了難題，研制的防火型電容器通過了試驗,并獲得了國家專利。項目團隊還依托工程實際，提出了電容器平面布置及保護配置方案，搭建了電容器室火災蔓延模型，提出了詳實的防火設計方案。
2013年11月，項目順利通過國家電網公司驗收結項，研究成果得到專家們的一致認可。2014年4月，防火型高壓并聯電容器裝置納入國家電網公司工程設計新技術推廣實施目錄。
危險等級從丙級降到丁級
2014年10月，220千伏尚家變電站正式開工建設。尚家變電站是一座220千伏戶內變電站，坐落于南京市江寧區，它的建成將有助于加強南京地區220千伏電網的主網架，增強電網運行穩定性。作為防火型電容器科技項目的依托工程，尚家變電站本期配置了3套6兆瓦的防火型高壓并聯電容器。
“由于防火型電容器是一種新型設備，項目建設管理人員對它的成本和運行使用都提出了質疑。”尚家變電站設計項目經理李曉泉回憶說，“物資報送也是個難題，為了保證新設備能順利招標，我們下了不少工夫，針對防火型電容器專門制作了詳細的技術規范書。”
應用防火型電容器后，尚家變電站電容器室的火災危險等級從丙級降為丁級，縮小了電容器室的防火間距，減少了非實用面積及部分消防設施。電容器產品本身的可靠性也大大增強，實現全壽命周期內免維護，經濟效益更優。更為重要的是，這些成果可以減少變電站的安全隱患，為變電站建筑、設備，尤其是人員安全提供強有力的保障。
2016年6月1日，歷經1年半的建設，尚家變電站順利投運。投運2個月以來，防火型電容器經受住各種工況和環境的考驗，運行指標保持良好，安全可靠地提供了變電站的無功補給，工程應用取得了圓滿成功。
新設備填補國內外空白
“目前我國城市的土地資源緊張，我們只能把越來越多的變電站建設在人口集中區，戶內變電站、地下變電站及附件式變電站也越來越普及。這類變電站對建筑物、周邊環境以及人員安全提出了十分嚴苛的要求，一旦發生安全事故，后果不堪設想。”江蘇電力經研院設計中心負責人介紹道。
“防火型電容器在尚家變電站的成功應用，給了我們很大的動力。這是一次響應環境友好、資源節約要求的有益嘗試。”郭煒說，“我們要好好地總結設計和運行經驗，期待能把研究成果提煉升華，并推廣應用。新設備填補了國內外空白，相信它的技術價值必將能轉化為經濟價值和社會價值。”項目團隊對防火型電容器的推廣應用充滿信心。
作為產學研聯合攻關的典型成果，防火型電容器的成功實踐，為解決戶內及地下變電站的消防安全問題開拓了新的道路，對于城市變電站的建設與發展具有重要的意義。郭煒不禁感慨道：“消防安全至關重要。希望項目的研究成果能發揮更大的價值，在全國范圍內幫助更多變電站消除因電容器原因導致的消防隱患，讓老百姓用上安心電。”
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