關(guān)于PT100傳感器以及大容量電力電容器極間交流耐壓試驗(yàn)的意見

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。

　　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**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**電容元件高出幾倍，從而使絕緣**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?/span>

　　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。

　　圖1　氣隙放電后形成反電場(chǎng)的示意圖

　　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，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)**，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**，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)的顯著優(yōu)越性是：

　　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。濕度傳感器探頭, 不銹鋼電熱管, PT100傳感器, 流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈諧振試驗(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)備開展電容器的極間交流耐壓試驗(yàn)，以保證安裝后的電容器**運(yùn)行。