關(guān)于大容量電力電容器極間交流耐壓試驗(yàn)的意見(jiàn)

簡(jiǎn)介：近年來(lái)，紙膜絕緣或全膜絕緣電力電容器日益增多，單臺(tái)電容器的容量越做越大并出現(xiàn)了大容量集合式電力電容器，而現(xiàn)場(chǎng)交接驗(yàn)收仍然襲用直流耐壓試驗(yàn)，投運(yùn)后電力電容器發(fā)生損壞的情況屢有所聞，且以集合型的為多。

       關(guān)鍵字：電力電容器，交流，極間耐壓，諧振裝置
 

0　前　言

       長(zhǎng)期以來(lái)交流電力電容器現(xiàn)場(chǎng)安裝后的交接試驗(yàn)都以簡(jiǎn)單易行的極間直流耐壓試驗(yàn)作為主絕緣性能是否良好的一種檢驗(yàn)手段。近年來(lái)，紙膜絕緣或全膜絕緣電力電容器日益增多，單臺(tái)電容器的容量越做越大并出現(xiàn)了大容量集合式電力電容器，而現(xiàn)場(chǎng)交接驗(yàn)收仍然襲用直流耐壓試驗(yàn)，投運(yùn)后電力電容器發(fā)生損壞的情況屢有所聞，且以集合型的為多。下面對(duì)有關(guān)問(wèn)題提出討論和意見(jiàn)。

1　電力電容器極間交流耐壓的必要性

       ①直流面耐壓試驗(yàn)不能反映設(shè)備實(shí)際工況下的電場(chǎng)分布，難以正確發(fā)現(xiàn)電容器的內(nèi)部缺陷。

       直流電壓下電力電容器元件上的電壓按電阻分布；而在交流電壓下則是按介電常數(shù)分布的，它反映運(yùn)行的實(shí)際情況。全膜或紙膜電容器的固體介質(zhì)電阻率可高達(dá)1～100 EΩm，當(dāng)某電容元件的絕緣薄膜絕緣不良時(shí)，其電阻率可大幅度下降至原電阻率的幾分之一。直流耐壓時(shí)，電阻率高的良好的電容元件上承受的電壓可較不良電容元件高出幾倍，從而使絕緣不良的電容元件反而容易通過(guò)試驗(yàn)，其絕緣缺陷在運(yùn)行電壓下便會(huì)較快地暴露出來(lái)，發(fā)展成為故障或?qū)е率鹿省?/font>

       ②直流電壓可使電容器內(nèi)部的局部放電大為減弱，不利于絕級(jí)缺陷的檢出。

       電容器內(nèi)部的某些絕緣弱點(diǎn)或極板邊緣電場(chǎng)集中的部位均可能產(chǎn)生局部放電，持續(xù)的局部放電對(duì)電容器絕緣是有害的，因此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電力電容器在試驗(yàn)電壓下的局部放電量不得超過(guò)100 pC［1］。

       加壓時(shí)電容器元件中的油隙特別是氣隙［2］中的場(chǎng)強(qiáng)常比固體介質(zhì)的高，但其擊穿場(chǎng)強(qiáng)卻較低，所以往往先發(fā)生局部放電。但是同樣的復(fù)合絕緣，在直流電壓作用下局部放電則會(huì)大大減弱。其基本原理如圖1所示。氣隙發(fā)生局部放電后產(chǎn)生的正、負(fù)離子形成反向電場(chǎng)E′，使氣隙中的合成場(chǎng)強(qiáng)下降，使局部放電削弱甚至熄滅。而交流電壓則不然，只要外加試驗(yàn)電壓高于局放起始電壓，每半周內(nèi)至少會(huì)發(fā)生兩次局部放電。因此交流耐壓檢出絕緣缺陷遠(yuǎn)比直流耐壓敏感。

       ③工頻交流耐壓試驗(yàn)符合運(yùn)行電壓的實(shí)際波形，與運(yùn)行中出現(xiàn)的工頻暫態(tài)電壓升高的情況較為符合，不存在等價(jià)性問(wèn)題。

       由此可見(jiàn)，施加交流耐壓才能真實(shí)地考核電力電容器的制造質(zhì)量，才能較有效地檢出由于材質(zhì)不良，工藝不當(dāng)?shù)仍斐傻慕^緣缺陷。

　　鑒于直流耐壓試驗(yàn)存在的問(wèn)題，電力行業(yè)為保證工程質(zhì)量及運(yùn)行安全，特制訂了DL/T628-1997《集合式高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》，該標(biāo)準(zhǔn)已于1997-10-22發(fā)布，1998-03-01實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定出廠試驗(yàn)及交接驗(yàn)收作極間交流耐壓試驗(yàn)。《高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》也已經(jīng)標(biāo)委會(huì)討論，明確規(guī)定了極間交流耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目，它的發(fā)布已是指日可待，當(dāng)務(wù)之急應(yīng)盡快在電力行業(yè)內(nèi)宣貫新標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，以期能盡早推廣執(zhí)行。

2　交流耐壓試驗(yàn)方法比較

       電力電容器極間交流耐壓試驗(yàn)需要很大容量的試驗(yàn)裝置，下面比較幾種可能的方法。

       ①常規(guī)方法

       它用較大容量的試驗(yàn)變壓器結(jié)合補(bǔ)償電抗器試驗(yàn)(見(jiàn)圖2)。在試驗(yàn)大電容量的電容器時(shí)，要并聯(lián)較多的電抗器，且難以避免一定的“脫諧度”，所需試驗(yàn)電源的容量較大，靈活性不夠。 
 

       T2—試驗(yàn)變壓器；L1—補(bǔ)償電抗器；Cx—被試電容器

       圖2　電抗器補(bǔ)償法

       ②諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)

       諧振耐壓試驗(yàn)的顯著*性是：

       a) 降低試驗(yàn)電源的容量至被試設(shè)備總無(wú)功功率的1/Q，Q為諧振系統(tǒng)的品質(zhì)因素，一般≥40。

       b) 試驗(yàn)電壓正弦波形畸變度≤(0.5～1.0)%。

       c) 試驗(yàn)設(shè)備的總體積、總重量遠(yuǎn)小于常規(guī)設(shè)備(約1/5～1/10)，利于現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

       d) 試品擊穿時(shí)系統(tǒng)失諧，試品損壞小。

       諧振耐壓可根據(jù)實(shí)際情況可作串聯(lián)諧振、并聯(lián)諧振、串－并聯(lián)諧振、復(fù)合諧振等多種接線布置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)多種規(guī)格的試品耐壓。我國(guó)《高壓并聯(lián)電容器訂貨技術(shù)條件》規(guī)定其標(biāo)準(zhǔn)額定容量為： 50、100、200、300、334、500、667、900、1000、1200、1400、1600、2000、2400 kVA；

       DL/T628-1997規(guī)定集合式電容器的額定容量?jī)?yōu)先值為：?jiǎn)蜗?00、1 000、1 667、3 340、5 000、

       6 667；三相1 000、1 200、1 500、1 800、2 400、3 600、5 000 kVA；

       能獨(dú)立進(jìn)行334 kVA電力電容器試驗(yàn)的電感可調(diào)諧振變壓器，配上適合800-1200-1800-2400-3340　kVA等規(guī)格的電感可調(diào)多功能電抗器能滿足幾乎全部規(guī)格產(chǎn)品試驗(yàn)的需要。諧振試驗(yàn)變壓器曾對(duì)28.5 μF，3 608 kVA電容器組進(jìn)行模擬交接試驗(yàn)，電壓為11.6 kV,Q=41.08。還對(duì)2 400 kVA集合式電容器作了模擬試驗(yàn)，Q=36.3。模擬試驗(yàn)的結(jié)果十分滿意。

3　結(jié)論和建議

       a.極間交流耐壓試驗(yàn)?zāi)鼙戎绷髂蛪涸囼?yàn)更真實(shí)，更有效地檢出絕緣缺陷。

       b.“復(fù)合型”諧振耐壓試驗(yàn)系統(tǒng)能滿足大容量電力電容器及集合式電力電容器極間交流耐壓試驗(yàn)，具有足夠的覆蓋面。

       c.應(yīng)加大宣貫新標(biāo)準(zhǔn)的力度，及早配置必需的試驗(yàn)設(shè)備開(kāi)展電容器的極間交流耐壓試驗(yàn)，以保證安裝后的電容器安全運(yùn)行。