檢測耦合電容器的絕緣缺陷

【摘 要】耦合電容器在35—220kV系統(tǒng)中被大量使用，一旦在運(yùn)行中發(fā)生損壞事故，必將引起整條線路大面積停電。因此，加強(qiáng)對耦合電容器的絕緣監(jiān)督，采取行之有效的試驗(yàn)措施，確保耦合電容器的安全運(yùn)行具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】耦合電容器；絕緣；運(yùn)行

0 前言

一些省區(qū)的運(yùn)行情況表明，耦合電容器的爆炸事故已成為當(dāng)前比較突出的問題。分析其爆炸的特點(diǎn)可知，爆炸事故大都發(fā)生在常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)合格的耦合電容器中，這說明目前所采用的常規(guī)試驗(yàn)方法存在一定的局限性，還不能完全有效地檢測出危及耦合電容器安全運(yùn)行的絕緣隱患。而采用“帶電測量耦合電容器的電容量和介質(zhì)損失角正切值”的方法，對及時檢出耦合電容器的絕緣缺陷，防止運(yùn)行中的爆炸事故十分有效。

1 耦合電容器的爆炸原因

在一般情況下，經(jīng)過嚴(yán)格密封的耦合電容器，其外部潮氣是很難侵入的。但有時由于制造質(zhì)量不良或在運(yùn)行中受氣候變化的影響仍可能使密封遭到破壞。密封破壞后，一方面可導(dǎo)致外部水分及潮氣侵入內(nèi)部，引起部分元件或絕緣油受潮：另一方面則可使絕緣油向外滲漏而缺油進(jìn)氣。這些均將造成耦合電容器的局部絕緣強(qiáng)度下降。除此之外，制造質(zhì)量和工藝水平的分散性對耦合電容器的絕緣強(qiáng)度也有很大的影響。制造廠在卷制電容元件的過程中有時可能發(fā)生紙或鋁箔的皺折破損，有時則由于工藝處理不良而在內(nèi)部殘留離子性雜質(zhì)，這些缺陷均可導(dǎo)致嚴(yán)重的局部放電。在運(yùn)行中，上述缺陷在長期高電壓作用下，將會逐漸擴(kuò)大，以至發(fā)展成部分元件的擊穿短路，最后導(dǎo)致整臺耦合電容器的爆炸事故。分析耦合電容器絕緣缺陷的性質(zhì)可以看出，各種缺陷均可引起電容量和介質(zhì)損失角正切值的變化。如由于水的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于電容器和絕緣油，而油的介電系數(shù)又大于空氣，所以進(jìn)水受潮必然引起電容量增大，而缺油進(jìn)氣又必然使電容量減小，而且進(jìn)水受潮還將加劇介質(zhì)的極化，缺油進(jìn)氣及局部損傷又將加劇局部放電，從而引起正切值的增大。另外，部分元件的擊穿短路也將造成電容量和正切值的增大。根據(jù)上述變化規(guī)律，只需隨時測量耦合電容器的電容量和正切值的變化情況，就可在釀成事故之前及時發(fā)現(xiàn)缺陷，提前退出運(yùn)行，從而避免爆炸事故的發(fā)生。

2 帶電試驗(yàn)的必要性

現(xiàn)以O(shè)Y—110/3—0.0066型耦合電容器為例加以說明。該型耦合電容器由102～105個電容元件串聯(lián)組成。在運(yùn)行電壓下，每個元件將承受600多伏電壓，但在常規(guī)試驗(yàn)時，施加于耦合電容器上的最高試驗(yàn)電壓只有10kV，每個元件承受的電壓只有90多伏。顯然，在如此低的電壓下，一些缺陷很難完全暴露出來，局部放電也不會發(fā)生，因而反映到整體電容量和正切值的變化就不明顯，使一些隱患無法測出。而且由于試驗(yàn)電壓低，標(biāo)準(zhǔn)電容器的電流只有l(wèi)5V左右，而R4臂的電壓也只有0.5V，所以其抗干擾能力較差，某些外界因素的影響往往不能被忽略，有可能給試驗(yàn)結(jié)果的正確判斷造成一定困難。不僅如此，由于耦合電容器一般接在傳輸功率較大的輸電線路上，所以安排停電試驗(yàn)十分困難，為了保證售電量、供電可靠性等指標(biāo)的完成，耦合電容器往往超試驗(yàn)周期運(yùn)行，致使一些缺陷不能被及時發(fā)現(xiàn)，而釀成爆炸事故。綜上所述，定期的常規(guī)試驗(yàn)已不能完全有效地保證耦合電容器的安全運(yùn)行，因而開展運(yùn)行電壓下的帶電測試已非常必要。

3 帶電測量耦合電容器的現(xiàn)場接線

3.1 現(xiàn)場試驗(yàn)接線

在運(yùn)行電壓下帶電測量耦合電容器和介質(zhì)損失角的現(xiàn)場試驗(yàn)接線。

3.2 試驗(yàn)及操作步驟

（1）將與被試耦合電容器相關(guān)連的高頻保護(hù)及載波裝置退出運(yùn)行；

（2）合上接地刀閘K1，拆下高頻保護(hù)與耦合電容器的連線，按圖接好試驗(yàn)線路的低壓部分，外接刀閘K2也應(yīng)在合閘位置；

（3）R4臂并聯(lián)ZX17—1型電阻箱，并以被測電容銘牌標(biāo)稱值為準(zhǔn)計(jì)算出來的參考值分別調(diào)好分流器位置比R3和RB；

（4）按帶電作業(yè)的要求用相應(yīng)電壓等級的絕緣拉桿將標(biāo)準(zhǔn)電容C的高壓端引線與被測耦合電容器的高壓端線路搭接良好；

（5）拉開刀閘K1和K2，觀察試驗(yàn)網(wǎng)路情況，如一切正常，即可仔細(xì)調(diào)節(jié)R3和R4使電橋平衡，并記錄U4，R3，RB。的數(shù)值和環(huán)境溫度；

（6）測量完畢后，應(yīng)先合上K1和K2，用絕緣拉桿將CN高壓引線從運(yùn)行線路上取下，然后再拆下試驗(yàn)接線，恢復(fù)原高頻保護(hù)和載波裝置的連線，拉開接地刀閘K1，使耦合電容器恢復(fù)正常運(yùn)行。

3.3 試驗(yàn)注意事項(xiàng)

（1）試驗(yàn)所用的標(biāo)準(zhǔn)電容器應(yīng)事先經(jīng)過耐壓試驗(yàn)并合格；

（2）試驗(yàn)之前應(yīng)在1.15倍額定相電壓下測量標(biāo)準(zhǔn)電容器的CN和tanN。又因被測電容量CX和tanX是通過參數(shù)計(jì)算得出的，故應(yīng)事先對R4臂外并電阻值進(jìn)行校準(zhǔn)；

（3）為防止尖端電暈所引起ts偏小的測量誤差，應(yīng)在CN高壓端裝設(shè)均壓罩；

（4）所有試驗(yàn)接線均應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，并接觸良好可靠，在試驗(yàn)前還應(yīng)用萬用表檢查電橋各引線及R3，R4橋臂是否可靠接通。由橋體至被測電容和標(biāo)準(zhǔn)電容低壓極的引線不宜過長，且盡量使其長度相近；

（5）帶電測試應(yīng)在晴朗、干燥和無風(fēng)的天氣中進(jìn)行，在接線和測試過程中應(yīng)禁止在被測系統(tǒng)進(jìn)行倒閘操作，以避免操作過電壓對試驗(yàn)網(wǎng)路產(chǎn)生危害。

3.4 對耦合電容器帶電測試的初步評價

（1）帶電試驗(yàn)提高了發(fā)現(xiàn)局部缺陷的能力；

（2）帶電試驗(yàn)提高了電橋靈敏度及抗干擾能力；

（3）帶電試驗(yàn)的可比性強(qiáng)，靈活性大，便于隨時加強(qiáng)監(jiān)督；

（4）耦合電容器的帶電試驗(yàn)可大大減少因例行常規(guī)試驗(yàn)造成的停電損失，對供電企業(yè)提高供電可靠性的經(jīng)濟(jì)效益以及改善企業(yè)社會形象具有重要意義。

[責(zé)任編輯：周娜]