檢測耦合電容器的絕緣缺陷

【摘 要】耦合電容器在35—220kV系統中被大量使用，一旦在運行中發生損壞事故，必將引起整條線路大面積停電。因此，加強對耦合電容器的絕緣監督，采取行之有效的試驗措施，確保耦合電容器的安全運行具有特別重要的現實意義。

【關鍵詞】耦合電容器；絕緣；運行

0 前言

一些省區的運行情況表明，耦合電容器的爆炸事故已成為當前比較突出的問題。分析其爆炸的特點可知，爆炸事故大都發生在常規預防性試驗合格的耦合電容器中，這說明目前所采用的常規試驗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，經過嚴格密封的耦合電容器，其外部潮氣是很難侵入的。但有時由于制造質量不良或在運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，一方面可導致外部水分及潮氣侵入內部，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氣。這些均將造成耦合電容器的局部絕緣強度下降。除此之外，制造質量和工藝水平的分散性對耦合電容器的絕緣強度也有很大的影響。制造廠在卷制電容元件的過程中有時可能發生紙或鋁箔的皺折破損，有時則由于工藝處理不良而在內部殘留離子性雜質，這些缺陷均可導致嚴重的局部放電。在運行中，上述缺陷在長期高電壓作用下，將會逐漸擴大，以至發展成部分元件的擊穿短路，最后導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可以看出，各種缺陷均可引起電容量和介質損失角正切值的變化。如由于水的介電系數遠大于電容器和絕緣油，而油的介電系數又大于空氣，所以進水受潮必然引起電容量增大，而缺油進氣又必然使電容量減小，而且進水受潮還將加劇介質的極化，缺油進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。根據上述變化規律，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現缺陷，提前退出運行，從而避免爆炸事故的發生。

2 帶電試驗的必要性

現以OY—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個電容元件串聯組成。在運行電壓下，每個元件將承受600多伏電壓，但在常規試驗時，施加于耦合電容器上的最高試驗電壓只有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。而且由于試驗電壓低，標準電容器的電流只有l5V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，有可能給試驗結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，所以安排停電試驗十分困難，為了保證售電量、供電可靠性等指標的完成，耦合電容器往往超試驗周期運行，致使一些缺陷不能被及時發現，而釀成爆炸事故。綜上所述，定期的常規試驗已不能完全有效地保證耦合電容器的安全運行，因而開展運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場接線

3.1 現場試驗接線

在運行電壓下帶電測量耦合電容器和介質損失角的現場試驗接線。

3.2 試驗及操作步驟

（1）將與被試耦合電容器相關連的高頻保護及載波裝置退出運行；

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

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

（4）按帶電作業的要求用相應電壓等級的絕緣拉桿將標準電容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，觀察試驗網路情況，如一切正常，即可仔細調節R3和R4使電橋平衡，并記錄U4，R3，RB。的數值和環境溫度；

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

3.3 試驗注意事項

（1）試驗所用的標準電容器應事先經過耐壓試驗并合格；

（2）試驗之前應在1.15倍額定相電壓下測量標準電容器的CN和tanN。又因被測電容量CX和tanX是通過參數計算得出的，故應事先對R4臂外并電阻值進行校準；

（3）為防止尖端電暈所引起ts偏小的測量誤差，應在CN高壓端裝設均壓罩；

（4）所有試驗接線均應有足夠的機械強度，并接觸良好可靠，在試驗前還應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準電容低壓極的引線不宜過長，且盡量使其長度相近；

（5）帶電測試應在晴朗、干燥和無風的天氣中進行，在接線和測試過程中應禁止在被測系統進行倒閘操作，以避免操作過電壓對試驗網路產生危害。

3.4 對耦合電容器帶電測試的初步評價

（1）帶電試驗提高了發現局部缺陷的能力；

（2）帶電試驗提高了電橋靈敏度及抗干擾能力；

（3）帶電試驗的可比性強，靈活性大，便于隨時加強監督；

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

[責任編輯：周娜]