廠用耦合電容器事故原因與預防措施

王強

[摘 要]本文主要對廠用耦合電容器的事故原因進行了分析，并提出了耦合電容器事故的預防措施。

[關鍵詞]耦合電容器 事故原因 預防措施

中圖分類號：TM53 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）10-0035-01

近年來，耦合電容器的燒損和爆炸事故時有發生，這些電容器在事故前所做的預防性試驗均為合格，投運后不久就出現事故。例如，某臺OY -220/√3中下型耦合電容器，預防性試驗合格后，投運不到20天就出現粉碎性爆炸。所以，耦合電容器的事故原因分析和預防措施的研究得到了重視。

1、事故原因

1.1 電容芯子受潮

有些制造家對電容芯子烘干不好，殘留較多的水分，有的廠家元件卷制后沒有及時轉入壓裝車間壓裝，導致元件在空氣中滯留時間太長，使電容芯子受潮，形成隱患。

1.2 密封不良

主要是橡膠密封墊質量不佳，它的油泡溶脹率達不到要求；同時密封性檢查不嚴；另外在裝配時螺栓緊得不當或經長途運輸而松動，使密封失效，造成滲漏油，影響絕緣性能。例如，某臺OY-ll0/√3型耦合電容器燒損就是因為滲漏油造成的。再如，某臺OY-ll0/√3型耦合電容器在運行中爆炸，主要原因是蓋板上的密封螺栓壓接不緊，耐油橡膠墊不起密封作用，雨水沿密封螺栓進入耦合電容器內部，使絕緣降低，導致擊穿爆炸。

1.3 結構設計不合理

有的出廠成品不能保證在運行溫度下恒正壓，有的不裝或少裝擴張器；有的在常壓下注油，因此會出現負壓，可能受潮。在一起6臺耦合電容器事故中，非壓力注油而導致的有5臺，在某地5臺事故中占4臺。

1.4 夾板在制造和加工時有缺陷

現場解剖發現，采用環氧玻璃絲板或酚醛布板作為底材熱壓成形時，浸漬性差、粘結力差，可能形成氣隙，或在割制加工中嚴重受潮，這些原因都可能使夾板在運行電壓下出現局部放電，降低了夾板的絕緣性能。夾板缺陷是耦合電容器事故的重要原因。

1.5 現用的電容器油所含芳香烴成份偏少

電容器油在高電場作用下出現局部放電時，由于離子撞擊作用使油分解而析出氣體（主要是氫氣），同時生成固體蠟狀物（父蠟）。而芳香烴是環狀結構的不飽和烴，它可與電容器油中析出的氫氣結合，避免氣體析出。而由于油中含芳香烴較少，造成氣體吸收不掉，這就加劇了局部放電，逐漸使介質老化。

1.6 元件開焊

耦合電容器由100個左右的元件串聯組成，焊頭較很多。若有虛焊或脫焊現象時，在運行電壓作用下會打火，使油質劣化、介質被腐蝕，造成事故。某縣變電所的一臺OY-ll0/√3型耦合電容器就是由于開焊而造成的爆炸。

另外，在運輸過程中，如果把設備臥倒放置時，一般可能出現元件錯位，這就容易導致類似開焊的缺陷。

1.7 設備引線有放電現象

早期產品引線未包絕緣，可能與處于懸浮電位的擴張器放電。某發電廠的一臺OY-ll0/√3型耦合電容器就是由于以上原因而爆炸。

而《電氣設備預防性試驗規程》（1985年版）規定的試驗項目對檢出耦合電容器缺陷的效果不理想。這是由于一下原因：

（1）正常測量絕緣電阻對檢出絕緣缺陷或開焊的效果不佳。對電容元件間的開焊或未焊，通常認為可以用絕緣電阻表在測試過程中是否有充電過程或放電時是否有放電聲作出判斷，而因耦合電容器有100個左右的元件串聯組成，元件間的連接片間隙較小，絕緣電阻表的電壓又高，所以，在充放電過程中都由于間隙出現穩定火花放電而難以反映出來對電容元件受潮或局部缺陷，只有在串聯回路中有部分完好的元件，也難以發現。如某臺耦合電容器已嚴重受潮，其絕緣電阻尚有750MΩ。

（2）測量電容值對檢出受潮和缺油的可能性較小。對發生事故的耦合電容器，其電容量的變化都在合格的范圍內；而個別元件擊穿占元件總數的比例也不大。因此在實踐中，用電容值的偏差不超過（十10%- 5%）標稱值的標準來檢出受潮和缺陷的可能性也較小。另外，測量結果的準確性還受多種因素的制約，例如：標準電容器受潮；外界強烈的電場干擾；電橋的接線方式；電橋的精度等。這些都會影響檢出效果。

（3）測量介質損耗因數也難于檢出絕緣缺陷。由于耦合電容器是由100個左右的電容元件串聯而成，測量整體的介質損耗因數不能反映個別元件介質損耗因數的變化。例如，某臺OY-ll0/√3型耦合電容器，每一個元件的電容量約為0.7μF，幾個元件絕緣不良，介質損耗因數狼犬，但總的介質損耗因數變化卻不大。表1列出了6臺耦合電容器單個電容元件及整體的介質損耗因數。即使單個電容元件的介質損耗因數較大，電容器整體的介質損耗因數仍在合格范圍之內。

表1 耦合電容器元件及整體的介質損耗因數

2、耦合電容器的預防措施

（1）提高產品質量，消除先天性缺陷

（2）要根據規定的周期進行滲漏油檢查，發現滲漏油時停止使用。

（3）要根據規定的周期測量電容值、tgδ、極間絕緣電阻、低壓端對地絕緣電阻果要滿足《電氣設備預防性試驗規程》要求。

（4）積極開展新的測試項目，如帶電測量電容電流、局部放電、交流耐壓試驗和色譜分析等。色譜數據分析，要以特征氣體含量分析為主，其注意值要參考互感器和套管的注意值。

（5）對新裝的耦合電容器應選用“在運行溫度下始終保持正壓力"的產品。

（6）制造廠應在電容器上加裝油位指示器、壓力釋放裝置，對擴張器、銷子作等電位連接。出廠試驗增加"局部放電測量"的數據。

參考文獻

[1] 本書編寫組：選煤廠電氣設備及自動控制，北京，煤炭工業出版社，2005.8.

[2] 賀虎成：礦物加工電氣設備及自動化，2012.2.

[3] 歐澤深，張文軍：重介質選煤技術，徐州，中國礦業大學出版社，2006.8.endprint