0 引言
　　通常用于油微量水分全自動測試儀器用內(nèi)熔絲基本原理是相當(dāng)簡單的，熔絲與電氣元器件串聯(lián)作為保護(hù)器件使用。元器件絕緣擊穿或其他故障發(fā)生時，流過熔絲電流增加，熔絲溫度升高后熔斷，保護(hù)了元器件。對熔絲保護(hù)有如下幾個要求：
　　1）通常故障電流由短路電流引起，故障電流應(yīng)使熔絲迅速熔斷，以減少對其他元器件的損壞；
　　2）為了限制故障電流或熔絲動作對周圍元器件或設(shè)備的損壞，應(yīng)設(shè)計限流型熔斷器；
　　3）熔絲動作后，熔絲斷口必須承受住全電壓；
     4）熔絲在沒有真正故障時不應(yīng)誤動作；
     5）熔絲在正常運行狀況下或在暫態(tài)過電壓、諧波、涌流情況下不能改變運行性能。
1 電力電容器
　　油微量水分全自動測試儀器用內(nèi)熔絲由電容器單元串并聯(lián)連接組裝而成。電容器單元設(shè)計為在1kV一20kV電壓下運行，而電容器組額定電壓可能為幾百千伏；單元額定電流范圍從幾安培到幾百安培。電容器內(nèi)部由電容器元件并聯(lián)和串聯(lián)連接，電壓比較高的單元，電容器元件串聯(lián)數(shù)亦越多。
　　在高電壓電容器單元中，電容器元件電壓在1kV～2．3kV之間。通常電介質(zhì)場強選取在50V／p,m～60V／p,m（K=1），比所有其他電力設(shè)備高一個數(shù)量級，每個電容器元件的極板面積大致為10m～20m。電氣故障有兩類：元件故障和絕緣故障。元件*初的故障可能是由于介質(zhì)材料有薄弱點、不適當(dāng)?shù)墓に囂幚硪?，在介質(zhì)材料上偶然有很高的過電壓激發(fā)而使電極間介質(zhì)材料擊穿；絕緣故障主要在元件或內(nèi)部連接線與外殼之間，也有可能是元件之間或是套管閃絡(luò)。
2 電力電容器的保護(hù)
　　在討論用于電容器不同熔絲保護(hù)之前，列舉電容器單元相關(guān)問題：
　　1）正如前面所敘述的電容器運行場強很高，介質(zhì)的壽命和絕緣強度主要取決于所使用的場強。
　　2）電容器在高電壓下有很大的工作面積，高電壓和大面積將導(dǎo)致介質(zhì)有比較高的擊穿風(fēng)險。
　　3）電容器單元通常以串、并聯(lián)方式連接，一臺電容器擊穿并非必然產(chǎn)生很高的故障電流。4）電壓和電流相位相差90°。
　　內(nèi)熔絲單臺電容器，每個電容器元件均由各自的內(nèi)熔絲保護(hù)，某一元件發(fā)生故障時，內(nèi)熔絲熔斷，僅切除一個元件，即單臺電容器的一個很小部分被斷開；若單臺電容器由外熔斷器保護(hù)，在其動作之后，整個單臺電容器斷開。
　　內(nèi)熔絲單臺電容器優(yōu)點顯著，油微量水分全自動測試儀器用內(nèi)熔絲，容器和并聯(lián)電容器上，亦用于替換進(jìn)口直流濾波電容器，其他高壓電容器裝置中大量配置了內(nèi)熔絲電容器，電容器元件串聯(lián)內(nèi)熔絲，被公認(rèn)為是保護(hù)電容器的*佳解決方法。
3 內(nèi)熔絲設(shè)計
　　*重要的是確定熔絲的橫截面、長度、材料和周圍介質(zhì)。熔絲的長度選擇應(yīng)使在給定的足夠高的電壓下熔絲熔斷后不重?fù)舸?，熔絲橫截面和周長直接與熔斷性能有關(guān)，熔絲的受熱與它的阻值和截面積有關(guān)，而冷卻由熔絲表面積決定。熔絲材料影響阻值和產(chǎn)生的熱能，而介質(zhì)決定熔絲的熱傳遞。
　　對不同熔絲直徑、材料和介質(zhì)根據(jù)試驗建立熔斷特性曲線，從熔斷特性曲線可以推斷出熔絲合適的負(fù)荷電流，這個電流必須在t—>∞以下的限值是**的，沒有任何危險。同樣熔斷曲線給出熔絲在1s時間熔斷所需的電流，電容器內(nèi)部故障發(fā)生時必須達(dá)到這個電流。
　　電容器在交流運行狀態(tài)下，電流和相電壓相位相差9O°，當(dāng)電壓達(dá)到*高值時，沒有電流流過單元電容器，如果故障在這種情況下發(fā)生，沒有可利用的故障電流使內(nèi)熔絲熔斷。很顯然每個串聯(lián)段均并聯(lián)有多個元件，利用這些儲存電荷能量使故障元件相串聯(lián)的熔絲熔斷，這種運行模式與故障電流的熔斷是有區(qū)別的，電容器結(jié)構(gòu)設(shè)計合理的話，熔絲可在幾個微秒內(nèi)熔斷。
　　有必要對給定直徑的熔絲所需的熔斷能量作出曲線，根據(jù)并聯(lián)能量確定熔絲幾何尺寸。另一個問題我們必須檢測單元在運行中或試驗中外部直接短路放電而內(nèi)熔絲不應(yīng)動作。第三個問題應(yīng)建立試驗曲線，該曲線為電容器單元*大允許放電能量隨熔絲直徑和內(nèi)部串聯(lián)數(shù)變化的函數(shù)曲線。
　　上面列出了設(shè)計應(yīng)考慮的一系列問題。此外，熔絲向介質(zhì)進(jìn)行的熱傳導(dǎo)必須進(jìn)行控制，而且熔絲動作不應(yīng)影響其他熔絲和單元電容器的介質(zhì)性能。
4 內(nèi)熔絲性能和外熔斷器比較
　　外熔斷器在電容器內(nèi)部一個元件擊穿后熔斷器并沒有動作，油微量水分全自動測試儀器用內(nèi)熔絲，電流增加很小，所以單臺繼續(xù)運行直到繼續(xù)損壞發(fā)生。在故障點內(nèi)部燃弧產(chǎn)生的氣體在電容器內(nèi)的累積壓力可造成外殼炸裂的危險，全膜電容器這種危險已減少但仍不能忽略。電容器元件擊穿有兩種極端情況，一種是元件損壞，擊穿電流接近峰值而電壓很低，流過與故障元件相串聯(lián)熔絲的電流與并聯(lián)元件數(shù)成正比，熔絲在幾個周波內(nèi)熔斷，電容器繼續(xù)運行，僅一個元件的損失，所以輸出減少非常小，另一種是在電壓峰值時發(fā)生，沒有故障電流可利用，但儲存在并聯(lián)元件中的能量使熔絲很快熔斷，故障元件斷開時間小于5ms。
　　上面討論了兩種極端情況，實際中往往是電壓接近*大值，內(nèi)熔絲動作是瞬態(tài)的，相應(yīng)電弧的持續(xù)故障基本消除。
　　外熔絲電容器由于要滿足某一單臺電容器發(fā)生故障也可不間斷運行，對電容器容量有諸多限制。特別對中、小型容量的電容器組，有時需用到容量較小的電容器以滿足并聯(lián)電容器裝置單臺數(shù)量的要求。
　　有內(nèi)熔絲的電容器單元理論上說可設(shè)計成任意大小的單元，對單元輸出沒有上限，使電容器組設(shè)計大大簡化。
　　從可靠性觀點來說，很顯然單臺電容器內(nèi)基本元件的保護(hù)比整臺電容器單個保護(hù)有更高的可靠性。當(dāng)外熔斷器斷開后，該串聯(lián)段相并聯(lián)的單元將過負(fù)荷，不適于繼續(xù)運行。幾個元件被內(nèi)熔絲斷開，對電容器組的總輸出不會有多大的影響，運行和維修?？梢蕴崆鞍才庞媱?。用外熔斷器，一個或兩個動作可能引起電容器過負(fù)荷，必須進(jìn)行修理。
5 高電壓濾波電容器組
　　在HVDC輸電中，大量電容器用于調(diào)諧濾波支路中，油微量水分全自動測試儀器用內(nèi)熔絲，電容器組是由單相電容器裝置組裝而成的。通過一定數(shù)量的單臺電容器的串聯(lián)或并聯(lián)連接，可以設(shè)計出適合任何電壓與無功容量的電容器組，它的性能特性是可靠性高和電容穩(wěn)定。設(shè)計和維護(hù)需要采用高的Q值的濾波電容器組，需要限制電容偏移。電容偏差由以下幾個原因引起：
    a．環(huán)溫變化；
    b．故障元件或單臺斷開；
    c．電容值固有偏差。
　　外熔斷器電容器單元對于b條來說是不利的，由于單元斷開比單個元件斷開將引起較大的電容變化，這個問題可采用更多的容量小的單元并聯(lián)來滿足要求。由于小單元每千乏的價格高于大單元每千乏的價格，這樣解決是很不經(jīng)濟(jì)的。
　　我們認(rèn)為對于高電壓濾波電容器來說，采用內(nèi)熔絲電容器單元是比較令人滿意。使用內(nèi)熔絲電容器*大的優(yōu)點是熔絲斷開和不平衡電流相協(xié)調(diào)，得出簡單的關(guān)系，對整個電容器組的可靠性和維護(hù)能提前安排計劃。檢測故障可設(shè)置報警和跳閘整定值，保護(hù)裝置的不平衡電流可以反映故障元件總數(shù)，但是各單獨故障元件則需通過電容測量找出?？稍陔娙萜魈坠苌戏胖靡粋€采用特殊的電容電橋原理測量電容的鉗式變換器，對電容器組中的單臺電容器電容作出迅速準(zhǔn)確的測量，判斷出故障電容器，然后用電容偏差相近的電容器更換。