干式自愈式并聯(lián)電容器組的應(yīng)用探討_secret

1、干式自愈式并聯(lián)電容器組的應(yīng)用探討摘 要：本文旨在針對此類電容器的特點對安徽電網(wǎng)(具體以馬鞍山電網(wǎng)為 例)應(yīng)用干式自愈式高壓并聯(lián)電容器的可行性進(jìn)行探討。 關(guān)鍵字：干式自愈式高壓并聯(lián)電容器 可行性一、干式自愈式電容器的特點 1.自愈式電容器元件工作原理 干式自愈式高壓并聯(lián)電容器所用元件為自愈式電容器元件。普通的鋁箔電容器元件是在兩層鋁箔電極間夾入絕緣介質(zhì)(膜紙復(fù)合或全膜)經(jīng)過卷制、壓裝、焊接、真 空干燥處理和液體浸漬而成。因介質(zhì)存在電弱點，為避免介質(zhì)擊穿而造成兩電極短路，介質(zhì)必須采用兩層以上，使每層介質(zhì)的電弱點錯開排列。而自愈式電容器則不 同，其介質(zhì)為單層聚丙烯膜，表面蒸鍍了一層很薄(低于1/10

2、0m)的金屬作為導(dǎo)電電極。當(dāng)施加電壓時聚丙烯膜電弱點被擊穿，擊穿電流將穿過擊穿點。由 于導(dǎo)電的金屬化鍍層的電流密度急劇增大，并使金屬化層產(chǎn)生高熱，使擊穿點周圍的金屬導(dǎo)體迅速蒸發(fā)逸散，形成金屬鍍層空白區(qū)，擊穿點自動恢復(fù)絕緣。介質(zhì)膜產(chǎn) 生一個非常小的孔洞，直徑約幾微米，自愈過程消失的金屬化鍍層面積直徑約幾毫米 。 根據(jù)自愈性能的要求，電容器的金屬化極板鍍層越薄越好，越簿的鍍層自愈時產(chǎn)生的能量越低，溫升越小，對電容器的損傷則越小，自愈性也就越好。但是，根據(jù)介 電強(qiáng)度與鍍層電阻的關(guān)系(見附圖)，鍍層越薄，接觸電阻越大，擊穿場強(qiáng)越大，接觸電阻大則嚴(yán)重發(fā)熱，電容器在合閘涌流作用下將引起接觸部位過熱損壞，導(dǎo)

3、致 電容器失效。因此，解決上述矛盾是干式自愈式電容器制造的重點。現(xiàn)在，已有多種方法解決這一難題。例如，錦州電容器廠采用一種獨特的鍍膜工藝-梯形鍍層 邊緣加厚技術(shù)，使金屬化鍍層大面積逐漸變薄，電極引出邊緣加厚，不僅提高了擊穿場強(qiáng)，減少了電容損失，同時提高了元件耐涌流能力。附 圖 2.金屬化鍍層特點 對于自愈式電容器元件來說，決定其性能的重要因素就是金屬化鍍層。構(gòu)成金屬化鍍層的材料一般有三種：(1)Al金屬化；(2)Zn-Al金屬化復(fù)合； (3)Zn-Ag金屬化復(fù)合。三種材料各有特點。Al金屬化在電熱作用下，易造成鍍層電極腐蝕脫落，導(dǎo)致運(yùn)行中嚴(yán)重的容量下降；Zn-Al金屬化復(fù)合膜利 用了Zn膜電容

4、量穩(wěn)定性好和Al膜儲存期長的優(yōu)點，但其電容量穩(wěn)定性不是很好。因此，目前干式自愈式電容器均采用Zn-Ag金屬化膜制造電容器元件。該材 料特點是先以Ag金屬化為基底，再Zn金屬化，形成Zn-Ag復(fù)合金屬化膜，電容量穩(wěn)定性極好，電容量損失最小，整個壽命中容量變化很小。由于Zn易被氧 化，因此鍍膜必須在真空中采用獨特的方法進(jìn)行，這種電容器元件內(nèi)部實現(xiàn)了小電容的無焊接串聯(lián)。將單元件的額定電壓提高到1000V以上，這樣就減少了單臺 電容器內(nèi)串聯(lián)元件數(shù)。 3.自愈式電容器的保護(hù) 由于自愈式電容器本身結(jié)構(gòu)的特點，電極非常薄，因此，大多采用壓力保護(hù)。當(dāng)故障時，由于內(nèi)部壓力增加，外殼形變使壓力保護(hù)動作造成電容器兩

5、極間短路，使得外部串聯(lián)熔斷器能夠動作。二、安徽電網(wǎng)使用干式自愈式電容器的可行性分析 以馬鞍山電網(wǎng)為例，隨著兩網(wǎng)改造的進(jìn)行，無功補(bǔ)償?shù)慕ㄔO(shè)已是刻不容緩的工作。在以前的無功補(bǔ)償建設(shè)中，我們的思路總是停留在油浸式集合電容器的選用上，該 類產(chǎn)品盡管有其優(yōu)點，但其體積相對較大，且在實際使用中經(jīng)常出現(xiàn)滲漏油等現(xiàn)象，不適宜于一些老變電所的改造工作，也給檢修工作帶來了一定的難度。例如，我 局110kV北郊變由于占地面積小，無室外多余空間可用，這就給該所無功補(bǔ)償?shù)慕ㄔO(shè)帶來困難?，F(xiàn)在，我們采用干式自愈式電容器作為其建設(shè)的首選方案，解決 了這個難題。 我們再看看干式自愈式電容器適宜的條件：戶內(nèi)使用；環(huán)境溫度類別為-20-25/4550；海拔高度1000m；安裝場所無有害氣體、無導(dǎo)電性或爆炸性塵埃、無強(qiáng)烈機(jī)械振動；頻率50Hz。安徽電網(wǎng)完全適用。 當(dāng)然，干式自愈式電容器有其不足的一面，最顯著的就是其使用壽命相對油浸式電容器短，因為存在自愈