厂用耦合电容器事故原因与预防措施

王强

[摘 要]本文主要对厂用耦合电容器的事故原因进行了分析，并提出了耦合电容器事故的预防措施。

[关键词]耦合电容器 事故原因 预防措施

中图分类号：TM53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）10-0035-01

近年来，耦合电容器的烧损和爆炸事故时有发生，这些电容器在事故前所做的预防性试验均为合格，投运后不久就出现事故。例如，某台OY -220/√3中下型耦合电容器，预防性试验合格后，投运不到20天就出现粉碎性爆炸。所以，耦合电容器的事故原因分析和预防措施的研究得到了重视。

1、事故原因

1.1 电容芯子受潮

有些制造家对电容芯子烘干不好，残留较多的水分，有的厂家元件卷制后没有及时转入压装车间压装，导致元件在空气中滞留时间太长，使电容芯子受潮，形成隐患。

1.2 密封不良

主要是橡胶密封垫质量不佳，它的油泡溶胀率达不到要求；同时密封性检查不严；另外在装配时螺栓紧得不当或经长途运输而松动，使密封失效，造成渗漏油，影响绝缘性能。例如，某台OY-ll0/√3型耦合电容器烧损就是因为渗漏油造成的。再如，某台OY-ll0/√3型耦合电容器在运行中爆炸，主要原因是盖板上的密封螺栓压接不紧，耐油橡胶垫不起密封作用，雨水沿密封螺栓进入耦合电容器内部，使绝缘降低，导致击穿爆炸。

1.3 结构设计不合理

有的出厂成品不能保证在运行温度下恒正压，有的不装或少装扩张器；有的在常压下注油，因此会出现负压，可能受潮。在一起6台耦合电容器事故中，非压力注油而导致的有5台，在某地5台事故中占4台。

1.4 夹板在制造和加工时有缺陷

现场解剖发现，采用环氧玻璃丝板或酚醛布板作为底材热压成形时，浸渍性差、粘结力差，可能形成气隙，或在割制加工中严重受潮，这些原因都可能使夹板在运行电压下出现局部放电，降低了夹板的绝缘性能。夹板缺陷是耦合电容器事故的重要原因。

1.5 现用的电容器油所含芳香烃成份偏少

电容器油在高电场作用下出现局部放电时，由于离子撞击作用使油分解而析出气体（主要是氢气），同时生成固体蜡状物（父蜡）。而芳香烃是环状结构的不饱和烃，它可与电容器油中析出的氢气结合，避免气体析出。而由于油中含芳香烃较少，造成气体吸收不掉，这就加剧了局部放电，逐渐使介质老化。

1.6 元件开焊

耦合电容器由100个左右的元件串联组成，焊头较很多。若有虚焊或脱焊现象时，在运行电压作用下会打火，使油质劣化、介质被腐蚀，造成事故。某县变电所的一台OY-ll0/√3型耦合电容器就是由于开焊而造成的爆炸。

另外，在运输过程中，如果把设备卧倒放置时，一般可能出现元件错位，这就容易导致类似开焊的缺陷。

1.7 设备引线有放电现象

早期产品引线未包绝缘，可能与处于悬浮电位的扩张器放电。某发电厂的一台OY-ll0/√3型耦合电容器就是由于以上原因而爆炸。

而《电气设备预防性试验规程》（1985年版）规定的试验项目对检出耦合电容器缺陷的效果不理想。这是由于一下原因：

（1）正常测量绝缘电阻对检出绝缘缺陷或开焊的效果不佳。对电容元件间的开焊或未焊，通常认为可以用绝缘电阻表在测试过程中是否有充电过程或放电时是否有放电声作出判断，而因耦合电容器有100个左右的元件串联组成，元件间的连接片间隙较小，绝缘电阻表的电压又高，所以，在充放电过程中都由于间隙出现稳定火花放电而难以反映出来对电容元件受潮或局部缺陷，只有在串联回路中有部分完好的元件，也难以发现。如某台耦合电容器已严重受潮，其绝缘电阻尚有750MΩ。

（2）测量电容值对检出受潮和缺油的可能性较小。对发生事故的耦合电容器，其电容量的变化都在合格的范围内；而个别元件击穿占元件总数的比例也不大。因此在实践中，用电容值的偏差不超过（十10%- 5%）标称值的标准来检出受潮和缺陷的可能性也较小。另外，测量结果的准确性还受多种因素的制约，例如：标准电容器受潮；外界强烈的电场干扰；电桥的接线方式；电桥的精度等。这些都会影响检出效果。

（3）测量介质损耗因数也难于检出绝缘缺陷。由于耦合电容器是由100个左右的电容元件串联而成，测量整体的介质损耗因数不能反映个别元件介质损耗因数的变化。例如，某台OY-ll0/√3型耦合电容器，每一个元件的电容量约为0.7μF，几个元件绝缘不良，介质损耗因数狼犬，但总的介质损耗因数变化却不大。表1列出了6台耦合电容器单个电容元件及整体的介质损耗因数。即使单个电容元件的介质损耗因数较大，电容器整体的介质损耗因数仍在合格范围之内。

表1 耦合电容器元件及整体的介质损耗因数

2、耦合电容器的预防措施

（1）提高产品质量，消除先天性缺陷

（2）要根据规定的周期进行渗漏油检查，发现渗漏油时停止使用。

（3）要根据规定的周期测量电容值、tgδ、极间绝缘电阻、低压端对地绝缘电阻果要满足《电气设备预防性试验规程》要求。

（4）积极开展新的测试项目，如带电测量电容电流、局部放电、交流耐压试验和色谱分析等。色谱数据分析，要以特征气体含量分析为主，其注意值要参考互感器和套管的注意值。

（5）对新装的耦合电容器应选用“在运行温度下始终保持正压力"的产品。

（6）制造厂应在电容器上加装油位指示器、压力释放装置，对扩张器、销子作等电位连接。出厂试验增加"局部放电测量"的数据。

参考文献

[1] 本书编写组：选煤厂电气设备及自动控制，北京，煤炭工业出版社，2005.8.

[2] 贺虎成：矿物加工电气设备及自动化，2012.2.

[3] 欧泽深，张文军：重介质选煤技术，徐州，中国矿业大学出版社，2006.8.endprint