耦合電容器事故原因

近些年來， 耦合電容器的燒損和爆炸事故時有發(fā)生， 而且這些電容器在事故前所做的預 防性試驗都合格，投運后不久就發(fā)生事故。例如，某臺 OY-220/√3 型耦合電容器，預防性 試驗合格后，投運不到 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)場的廣泛重視。

一、事故原因

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

(一)電容芯子受潮

有的廠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人壓 裝車門壓裝，造成元件在空氣中滯留時間太長，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量不佳，它的油泡溶脹率達不到要求;其次是密封性檢查不嚴;另 外是在裝配時螺栓緊得不當或經(jīng)長途運輸而松動，從而使密封失效，導致滲漏油，影響絕緣 性能。 例如， 某臺 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 OY-110 /√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，造成擊穿爆炸。

(三)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，因而會出現(xiàn)負壓，容易受潮。在浙江的 6 臺耦合電容器事故中，非壓力注油而造成的有 5 臺，山東在 5 臺事故中占 4 臺。

(四)夾板在制造和加工時有缺陷

現(xiàn)場解剖發(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，浸漬性差、粘結力 差，容易形成氣隙，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很重要原因。

(五)現(xiàn)用的電容器油所含芳香烴成價偏少

電容器油在高電場作用下發(fā)生局部放電時， 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(X 蠟)。而芳香烴是環(huán)狀結構的不飽和烴，它可與電容 器油中析出的氫氣結合，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，逐漸使介質老化，以致破壞。

(六)元件開焊

耦合電容器由 100 個左右的元件申聯(lián)組成，焊頭很多、如果有虛焊或脫焊現(xiàn)象時，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。安徽省滁縣某變電所的一臺 OY-110/√3 型耦合電容器就是因開焊而導致的爆炸。

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

(七)設備引線有放電現(xiàn)象

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

應當指出，《電氣設備預防性試驗規(guī)程》(1985 年版)規(guī)定的試驗項目對檢出耦合電 容器缺陷的效果是不夠理想的。這是因為：

(1)正常測量絕緣電阻對檢出絕緣缺陷或開焊的效果不好。對于電容元件間的開焊或 未焊， 一般認為可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，但由于耦合電容器有 100 個左右的元件串聯(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。

對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 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不大。據(jù)報導，對發(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; 兩個別元件擊穿所占元件總數(shù)的比例也很小。 所以在實 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不大。 另外，測量結果的準確性還受多種因素的影響，例如：①標準電容器受潮;②外界強烈的電 場干擾;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)測量介質損耗因數(shù)也難于檢出絕緣缺陷。由于耦合電容器是由 100 個左右的電容 元件串聯(lián)而成，測量整體的介質損耗因數(shù)不能反映個別元件介質損耗團數(shù)的變化。例如，某 臺 OY-110/√3 型耦合電容器，每一個元件的電容量約為 0.7μ F，幾個元件絕緣不良，介 質損耗因數(shù)很大，但總的介質損耗因數(shù)變化卻不大。表 5-8 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(shù)。由表 5-8 可見，即使單個電容元件的介質損耗因數(shù)很大， 電容器整體的介質損耗因數(shù)仍在合格范圍內。

表 5-8 耦合電容器元件及整體的介質損耗因數(shù)

二、預防措施

(1)提高產(chǎn)品質量，消除先天性缺陷。

(2)應按規(guī)定的周期進行滲漏油檢查，發(fā)現(xiàn)滲漏油時停止使用。

(3)應按規(guī)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。測量 結果應符合《電氣設備預防性試驗規(guī)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(shù)據(jù)分析，應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)對新裝的調合電容器應選用“在運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，對擴張器、銷子作等電 位連接。出廠試驗增加“局部放電測量”數(shù)據(jù)。