耦合電容器事故原因

近些年來(lái)， 耦合電容器的燒損和爆炸事故時(shí)有發(fā)生， 而且這些電容器在事故前所做的預(yù) 防性試驗(yàn)都合格，投運(yùn)后不久就發(fā)生事故。例如，某臺(tái) OY-220/√3 型耦合電容器，預(yù)防性 試驗(yàn)合格后，投運(yùn)不到 20 天下節(jié)就發(fā)生粉碎性爆炸。因此耦合電容器的事故原因分析和防 止措施的研究引起現(xiàn)場(chǎng)的廣泛重視。

一、事故原因

現(xiàn)場(chǎng)事故分析表明，事故的主要原因是制造質(zhì)量問題，其表現(xiàn)為：

(一)電容芯子受潮

有的廠家對(duì)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(shí)轉(zhuǎn)人壓 裝車門壓裝，造成元件在空氣中滯留時(shí)間太長(zhǎng)，使電容芯子受潮，形成隱患。

(二)密封不良

主要是橡膠密封墊質(zhì)量不佳，它的油泡溶脹率達(dá)不到要求;其次是密封性檢查不嚴(yán);另 外是在裝配時(shí)螺栓緊得不當(dāng)或經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸而松動(dòng)，從而使密封失效，導(dǎo)致滲漏油，影響絕緣 性能。 例如， 某臺(tái) OY-110/√3 型耦合電容器燒損就是由于滲漏油引起的。 再如， 某臺(tái) OY-110 /√3 型耦合電容器在運(yùn)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(jìn)入耦合電容器內(nèi)部，使絕緣降低，造成擊穿爆炸。

(三)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

有的出廠成品不能保證在運(yùn)行溫度下恒正壓， 有的不裝或少裝擴(kuò)張器; 有的在常壓下注 油，因而會(huì)出現(xiàn)負(fù)壓，容易受潮。在浙江的 6 臺(tái)耦合電容器事故中，非壓力注油而造成的有 5 臺(tái)，山東在 5 臺(tái)事故中占 4 臺(tái)。

(四)夾板在制造和加工時(shí)有缺陷

現(xiàn)場(chǎng)解剖發(fā)現(xiàn)，采用環(huán)氧玻璃絲板或酚醛布板作為底村熱壓成形時(shí)，浸漬性差、粘結(jié)力 差，容易形成氣隙，或在割制加工中嚴(yán)重受潮，這些原因都可能使夾板在運(yùn)行電壓下發(fā)生局 部放電，從而降低夾板的絕緣性能。夾板缺陷是耦合電容器事故的一個(gè)很重要原因。

(五)現(xiàn)用的電容器油所含芳香烴成價(jià)偏少

電容器油在高電場(chǎng)作用下發(fā)生局部放電時(shí)， 由于離子撞擊作用使油分解而析出氣體 (主 要是氫氣)，同時(shí)生成固體蠟狀物(X 蠟)。而芳香烴是環(huán)狀結(jié)構(gòu)的不飽和烴，它可與電容 器油中析出的氫氣結(jié)合，防止氣體析出。但由于油中含芳香烴較少，致使氣體吸收不掉，這 就加劇了局部放電，逐漸使介質(zhì)老化，以致破壞。

(六)元件開焊

耦合電容器由 100 個(gè)左右的元件申聯(lián)組成，焊頭很多、如果有虛焊或脫焊現(xiàn)象時(shí)，在運(yùn) 行電壓作用下會(huì)打火，使油質(zhì)劣化、介質(zhì)被腐蝕，造成事故。安徽省滁縣某變電所的一臺(tái) OY-110/√3 型耦合電容器就是因開焊而導(dǎo)致的爆炸。

另外，在運(yùn)輸過程中，若將設(shè)備臥倒放置時(shí)，往往容易發(fā)生元件錯(cuò)位，這也就有可能造 成類似開焊的缺陷。

(七)設(shè)備引線有放電現(xiàn)象

早期產(chǎn)品引線未包絕緣，可能與處于懸浮電位的擴(kuò)張器放電。東北云峰發(fā)電廠的一臺(tái) OY-110/√3 型耦合電容器就是因上述原因而爆炸。

應(yīng)當(dāng)指出，《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(1985 年版)規(guī)定的試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)檢出耦合電 容器缺陷的效果是不夠理想的。這是因?yàn)椋?/p>

(1)正常測(cè)量絕緣電阻對(duì)檢出絕緣缺陷或開焊的效果不好。對(duì)于電容元件間的開焊或 未焊， 一般認(rèn)為可用絕緣電阻表在測(cè)試過程中是否有充電過程或放電時(shí)是否有放電聲作出判 斷，但由于耦合電容器有 100 個(gè)左右的元件串聯(lián)組成，元件問的連接片間隙很小，絕緣電阻 表的電壓又高，因此，在充放電過程中均因間隙發(fā)生穩(wěn)定火花放電而難以反映出來(lái)。

對(duì)于電容元件受潮或局部缺陷，只有在串聯(lián)回路中有部分完好的元件，也很難發(fā)現(xiàn)。如某臺(tái) 耦合電容器已嚴(yán)重受潮，其絕緣電阻尚有 750MΩ 。

(2)測(cè)量電容值對(duì)檢出受潮和缺油的可能性不大。據(jù)報(bào)導(dǎo)，對(duì)發(fā)生事故的耦合電容器， 其電容量的變化均在合格的范圍內(nèi); 兩個(gè)別元件擊穿所占元件總數(shù)的比例也很小。 所以在實(shí) 踐中， 用電容值的偏差不超過 (十 10%-5%) 標(biāo)稱值的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢出受潮和缺陷的可能性不大。 另外，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性還受多種因素的影響，例如：①標(biāo)準(zhǔn)電容器受潮;②外界強(qiáng)烈的電 場(chǎng)干擾;③電橋的接線方式;④電橋的精度等。這些都影響檢出效果。

(3)測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)也難于檢出絕緣缺陷。由于耦合電容器是由 100 個(gè)左右的電容 元件串聯(lián)而成，測(cè)量整體的介質(zhì)損耗因數(shù)不能反映個(gè)別元件介質(zhì)損耗團(tuán)數(shù)的變化。例如，某 臺(tái) OY-110/√3 型耦合電容器，每一個(gè)元件的電容量約為 0.7μ F，幾個(gè)元件絕緣不良，介 質(zhì)損耗因數(shù)很大，但總的介質(zhì)損耗因數(shù)變化卻不大。表 5-8 列出了 6 臺(tái)耦合電容器單個(gè)電 容元件及整體的介質(zhì)損耗因數(shù)。由表 5-8 可見，即使單個(gè)電容元件的介質(zhì)損耗因數(shù)很大， 電容器整體的介質(zhì)損耗因數(shù)仍在合格范圍內(nèi)。

表 5-8 耦合電容器元件及整體的介質(zhì)損耗因數(shù)

二、預(yù)防措施

(1)提高產(chǎn)品質(zhì)量，消除先天性缺陷。

(2)應(yīng)按規(guī)定的周期進(jìn)行滲漏油檢查，發(fā)現(xiàn)滲漏油時(shí)停止使用。

(3)應(yīng)按規(guī)定的周期測(cè)量電容值、tgδ 、極間絕緣電阻、低壓端對(duì)地絕緣電阻。測(cè)量 結(jié)果應(yīng)符合《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》要求。

(4)積極開展新的測(cè)試項(xiàng)目，如帶電測(cè)量電容電流、局部放電、交流耐壓試驗(yàn)和色譜 分析等。色譜數(shù)據(jù)分析，應(yīng)以特征氣體含量分析為主，其注意值可參考互感器和套管的注意 值。

(5)對(duì)新裝的調(diào)合電容器應(yīng)選用“在運(yùn)行溫度下始終保持正壓力”的產(chǎn)品。

(6)建議制造廠在電容器上加裝油位指示器、壓力釋放裝置，對(duì)擴(kuò)張器、銷子作等電 位連接。出廠試驗(yàn)增加“局部放電測(cè)量”數(shù)據(jù)。