高壓電容精選(九篇)

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第1篇：高壓電容范文

關(guān)鍵詞：電容型；高壓電氣設(shè)備；絕緣；在線監(jiān)測；技術(shù)

中圖分類號：U226.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0023-02

1 概 述

隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展和居民生活對電力的需求逐漸增大，高壓電氣設(shè)備在電力的輸送過程中使用比較廣泛。電容型高壓電氣設(shè)備作為當(dāng)前電力系統(tǒng)使用最為廣泛的電氣設(shè)備之一，對我國電氣發(fā)展的安全性和穩(wěn)定性具有重要的影響作用。對電容型高壓設(shè)備的絕緣進行在線監(jiān)測和診斷，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中的運行狀態(tài)和損壞情況，提高電氣設(shè)備的管理水平，確?？蛻舻挠秒姲踩凸╇娍煽啃?。

2 監(jiān)測內(nèi)容與研究現(xiàn)狀

2.1 監(jiān)測內(nèi)容

當(dāng)前的高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測的主要內(nèi)容包括：自動連續(xù)檢測流過絕緣介質(zhì)的電流、介質(zhì)損耗角正切（tanδ）、局部放電、絕緣油中含有的氣體、發(fā)電機過熱點、高壓斷路器和SF6全封閉組合電器，以及電力系統(tǒng)的全工況等。隨著計算機技術(shù)和電力技術(shù)的進步，這些監(jiān)測技術(shù)逐步形成，并給電力設(shè)備的維護和管理提供了重要的技術(shù)保障。

2.2 研究現(xiàn)狀

在電力發(fā)展過程中，電力設(shè)備的故障大多發(fā)生在設(shè)備的絕緣問題上，而且絕緣問題會造成電力運行中的安全事故，對電力運維人員也會造成巨大的安全威脅。絕緣在線監(jiān)測可以通過對檢測對象的把握和控制，實現(xiàn)電力管理的自動化和科學(xué)化。在當(dāng)前的高壓電氣設(shè)備的絕緣監(jiān)測過程中，還存在監(jiān)測儀器和監(jiān)測方法的問題，導(dǎo)致相關(guān)數(shù)值的監(jiān)測不是特別準確，無法達到對電氣設(shè)備的管理要求。

3 高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)檢驗器的工作原理

高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)高壓標(biāo)準檢驗器是一臺可以帶電改變介質(zhì)損耗的電氣設(shè)備，被測設(shè)備可以工作在系統(tǒng)電壓下，其介質(zhì)損耗的改變是已知的，而且是經(jīng)過標(biāo)準測試的。該高壓標(biāo)準檢驗器主要由高壓無損標(biāo)準電容器、低壓可調(diào)無感標(biāo)準電阻、切換裝置等組成。

其高壓標(biāo)準電容器電容量為1 000 PF，低壓無感標(biāo)準電阻配以不同的數(shù)值組合成介質(zhì)損耗為0.33～1.337共7擋的高壓標(biāo)準損耗檢驗器，該高壓標(biāo)準損耗檢驗器可以在被測設(shè)備一直帶有運行電壓的情況下調(diào)節(jié)標(biāo)準損耗檢驗器的檔位。絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器接在該高壓標(biāo)準檢驗器的低壓端。

該高壓標(biāo)準檢驗器絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)進行比對試驗的原理圖，如圖1所示。校驗器主要由交流濾波穩(wěn)壓電源、30 kVA調(diào)壓器（B1）、80 kV串級式試驗變壓器1臺（B2、B3）、高壓標(biāo)準電容器（C）、100 kV/100 V標(biāo)準電壓互感器（B4）、放電管（P-350）、標(biāo)準無感電阻等元件構(gòu)成。

4 電容型高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 在線監(jiān)測信號的提取

對監(jiān)測信號的提取是對電容型高壓電氣設(shè)備進行絕緣監(jiān)測的關(guān)鍵和基礎(chǔ)依據(jù)。在線監(jiān)測信號的提取，主要是提取電容設(shè)備的末屏電流信號，但是由于該信號在設(shè)備中的強度特別微弱，在實際信號提取過程中的難度較大。在傳統(tǒng)的電流信號提取過程中，主要采用電流傳感器測量電流信號，把電流傳感器套裝在電氣設(shè)備的接地線或者末屏回路中，進而提取電流信號。

但是這種信號提取方式受現(xiàn)場環(huán)境的影響較大，受到的干擾因素較多，再加上電流信號本身比較微弱，造成信號提取比較困難。

當(dāng)前，在電氣設(shè)備的接地線或者末屏回路中直接串入監(jiān)測電容成為一種更加有效的信號提取方式。電容型高壓電氣設(shè)備的電壓不容易發(fā)生突變，只要選擇合適的電容，并使輸出電壓在30～40 V之間，就可以有效降低干擾因素對電流信號的影響，確保測量過程中的穩(wěn)定性和最終數(shù)值的正確性。

4.2 絕緣材料介損的數(shù)字化測量

絕緣材料的介損情況是電氣設(shè)備絕緣性能的重要參考依據(jù)，對絕緣材料介損數(shù)值的測定也是電力管理過程中，確定電氣設(shè)備的更換需求和運行狀態(tài)的重要判定指標(biāo)。

受電力運行情況的影響，介損測量對精確度和測量方法的要求較高。在當(dāng)前的硬件處理方法中，過零法受諧波和零漂因素的影響較大，測量數(shù)值的準確性較差。而軟件處理的方法，可以采用對波形進行分析，利用小波變換或雙濾波器濾波提取基波信號，再計算其自相關(guān)函數(shù)與互相關(guān)函數(shù)，最終得到絕緣材料的介損數(shù)值。這種方法可以有效避免測量過程中的諧波干擾。

5 電容型高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測的要點總結(jié)

在進行高壓電氣設(shè)備的絕緣進行監(jiān)測時，監(jiān)測結(jié)果受天氣、環(huán)境、諧波和電磁干擾等因素的影響較大，在實際監(jiān)測過程中，對這些影響因素的處理是保障監(jiān)測數(shù)值正確性的重要措施，也是當(dāng)前絕緣介損監(jiān)測工作中的重要技術(shù)難題。

充分運用當(dāng)前技術(shù)的進步和電力設(shè)備運行中的狀態(tài)特點及電壓電流的特點，采用先進的儀器設(shè)備，并采取科學(xué)的技術(shù)操作手段對測量數(shù)值進行科學(xué)的比對和試驗，最終形成有效的監(jiān)測技術(shù)，可以減少監(jiān)測過程中的安全影響和干擾因素，確保監(jiān)測結(jié)果的準確性。

6 結(jié) 語

高壓電氣設(shè)備是我國當(dāng)前電力發(fā)展中普遍使用的電氣設(shè)備，是電力管理工作中的重要檢測對象。在電氣設(shè)備的運行過程中，都會采用一定的絕緣材料以保障電力設(shè)備和輸電系統(tǒng)的安全，但受變電因素的影響，這些絕緣材料都會受到一定程度的消耗損失，特別是高壓變電設(shè)備中的絕緣材料，會受到更多的影響和消耗。對絕緣材料的介質(zhì)損耗進行測量，是電氣設(shè)備管理的重點工作，對輸電變電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和電氣設(shè)備的更換具有重要的保障和參考意義。

參考文獻：

第2篇：高壓電容范文

關(guān)鍵詞：高壓電容器；維護檢查；故障處理

中圖分類號：TM53 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2014）01-0055-02

0 引 言

在智能建筑的供配電裝置中，高壓電容器的安全可靠運行，關(guān)系到整個電網(wǎng)的正常運行。所以必須對運行中的電力電容器進行維護和檢查，以確保整個電網(wǎng)的正常運行。

1 高壓電容器投入或退出運行的規(guī)定

在正常情況下電容器的運行與停止，必須根據(jù)電網(wǎng)的無功補充情況以及電網(wǎng)電壓情況來決定，并按當(dāng)?shù)毓╇姴块T的調(diào)度來運行。為了延長電力電容器的使用年限，電力電容器應(yīng)在額定電流下運行，但允許短時間通過高于額定電流的1.3倍電流，如超過額定電流的1.3倍，電力電容器應(yīng)立刻停止運行，否則時間一長電力電容器就會燒壞。電力電容器應(yīng)在額定電壓下運行，一般不得超過電壓額定值的1.05倍，可以在額定電壓的1.1倍下短時間運行，當(dāng)電網(wǎng)電壓大于電力電容器額定電壓的1.1倍時，電力電容器要停止運行，否則也會燒壞電容器。

而在發(fā)生意外或出現(xiàn)下列情況之一時，則應(yīng)馬上停止電容器運行：

（1）電容器爆炸；

（2）接頭溫度過高或熔化；

（3）套管有電弧放電；

（4）電容器油噴出或有火花；

（5）外界溫度大于40 ℃以上。

一般情況下，電容器運行與停止的開關(guān)設(shè)備，600 kvar以下要用電力負荷開關(guān)，600 kvar以上則要用斷路器裝置。

此外，安裝好的電容器后，在正式運行前，還應(yīng)做以下檢查：

（1）電容器外觀完好，合格證齊全；

（2）電容器安裝布線規(guī)范，三相電容之間的差值不大于某一相總電容的一半；

（3）各部件連接緊密無松動，電容器外殼和支架都和保護接地有可靠連接；

（4）電容器附屬單元及配線測試合格；

（5）電容器組的保護回路完整并投入運行；

（6）電容器的開關(guān)狀態(tài)符合標(biāo)準；

（7）電容器絕緣電阻測試達到要求。

2 電力電容器運行中的維護和檢查

為確保電力電容器的正常運行以及延長使用年限，在日常維護工作中，應(yīng)注意對電力電容器的維護和保養(yǎng)。

2.1 外觀檢查

對運行中的電容器裝置，每日應(yīng)進行一次外觀檢查，檢查項目如下：

（1）電容器外殼有無露油現(xiàn)象；

（2）套管有無露油、開裂現(xiàn)象；

（3）電容器有無腫脹，焊接縫隙有無裂紋；

（4）運行時是否有異響；

（5）接頭是否溫度過高；

（6）如果發(fā)現(xiàn)腫脹或內(nèi)部有異響，應(yīng)馬上停止運行，以免發(fā)生意外事故。

2.2 溫度檢查

在外界空氣溫度為40 ℃時，電力電容器外殼溫度應(yīng)小于55 ℃，溫度過高會造成電力電容器在工作中發(fā)生外殼腫脹及滲油故障。

為了監(jiān)測外殼溫度，可在電力電容器外殼上加裝示溫片。當(dāng)多個示溫片發(fā)生熔化時，則說明電容室內(nèi)溫度過高，當(dāng)室溫達到25 ℃時，則應(yīng)起用外部通風(fēng)降溫。在冬季電容器溫度能小于-28 ℃，以防止內(nèi)部溶劑發(fā)生凝固。當(dāng)發(fā)現(xiàn)單個示溫片熔化時，則說明該臺電容器內(nèi)部有可能有故障，內(nèi)部損耗過大，應(yīng)加強監(jiān)測，或?qū)⒃撆_電容器替換。

2.3 電氣檢查

當(dāng)電網(wǎng)電壓高于電容器額定電壓的1.1倍，或電流大于額定電流的1.3倍時，電容器應(yīng)停止工作。同時要進行清潔工作，即清潔電力電容器的外部、支架及其他附屬裝置上的灰塵和異物。

2.4 接觸部位檢查

仔細檢查電力電容器組電氣線路所有接觸觸頭的連接。檢查螺母松動緊固，引出端緊固程度，瓷套管是否開裂和滲油，瓷釉是否完好等。

2.5 保護裝置檢查

定期對熔斷器件進行檢查，發(fā)現(xiàn)有損壞的熔件和不匹配的熔絲，應(yīng)馬上替換。檢查繼電保護動作和銘牌指示，電容器柜中斷路器動作，在未找出故障之前，不得重新合閘。

2.6 放電裝置檢查

三相指示燈、二次指示燈應(yīng)正常顯示。如有熄滅情況，應(yīng)確定原因，需要時要停用電力電容器。

2.7 漏油檢查

用橡膠做密封墊圈上有微量的油珠是正常的，不會影響設(shè)備的正常工作，但在運行中發(fā)現(xiàn)電容器外殼滴油時，應(yīng)停止工作，然后進行檢修。

3 電力電容器的故障處理

處理故障時，應(yīng)斷開電容器開關(guān)和隔離開關(guān)，并確保放電電阻充分放電后，再進行檢修。

3.1 電器柜中的電力斷路器自動跳閘

斷路器跳閘不能強制復(fù)位，檢修人員必須檢查裝置動作情況。根據(jù)動作情況進行分析，依次檢查電容器、互感器、線纜、是否熔化、脹肚及漏油，檢查觸頭是否發(fā)紅或熔化、套管是否發(fā)黑。若無上述情況，斷路器動作的原因是電網(wǎng)電壓波動所致，檢查確認后方可上電，否則應(yīng)進一步做更全的通電試驗，以及互感器的特性試驗。假如故障原因仍未確定，還需要拆解電容器組，逐臺進行測試，保證查明原因之后再上電試運行。

3.2 電力電容器外殼脹肚

電力電容器在運行中外界溫度的升高及過載，使介質(zhì)損耗增加而溫度升高，導(dǎo)致電力電容器溶劑受熱膨脹。在一般情況下，外殼能適應(yīng)這種壓力的變化，但是長期過載或外部溫度過高，會導(dǎo)致電容器外殼的變形，這就是通常所見的膨脹現(xiàn)象。

當(dāng)電力電容器發(fā)生膨脹時，如果情況輕微，可繼續(xù)運行。但當(dāng)外部溫度超過40 ℃時，應(yīng)減少負載和加強冷卻，如果情況惡化，電力電容器要停止工作。

為保證電力設(shè)備安全運行，在正常運行中改善電容器的散熱條件，并應(yīng)盡量減少操作次數(shù)，加強巡邏，定期進行測試，同時在運行中應(yīng)盡量避免過載情況的發(fā)生。

3.3 電力電容器漏油

在運行時，由于環(huán)境溫度過高及過載，電力電容器的溫度升高，引起電力電容器溶劑受熱膨脹，外殼的壓力加大，在外殼接縫處、瓷套管等處會產(chǎn)生油珠。由于外殼內(nèi)部有空隙，外界的空氣和潮氣將從接縫處進入裝置內(nèi)部導(dǎo)致絕緣降低，如果工作時間過長，絕緣層將被擊穿，嚴重時電容器內(nèi)部壓力會急劇上升，發(fā)生電容器炸裂的情況。

當(dāng)電力電容器漏油情況嚴重時，電力電容器要停止工作，立即進行檢修。

3.4 變配電站停止電力供應(yīng)時對電力電容器的處理

在變配電站發(fā)生停止電力供應(yīng)時，應(yīng)將所有斷路器切除。當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時，電網(wǎng)電壓向電力電容器充電，電力電容器充電完成，向電網(wǎng)產(chǎn)生大量無功功率，致使電網(wǎng)電壓上升。所以，將各線路斷路器合閘送電，則電網(wǎng)電壓還是保持較高等級，為了使負載恢復(fù)到正常工作的數(shù)值，要一段時間的等待，因此電網(wǎng)電壓要高于電力電容器額定電壓的1.1倍。另外，當(dāng)空載變壓器投入工作，其三次諧波電流是充電電流的主體，這時，假如電力電容器與變壓器的電感滿足共振條件，則電流值將達到額定電流的2～5倍，持續(xù)時間約半分鐘，這會導(dǎo)致過電流保護裝置的運行。

因此，由于電網(wǎng)電壓上升及諧波電流的影響，當(dāng)電網(wǎng)停止供電時，保證要把電力電容器的斷路器切除，這樣可以預(yù)防電力電容器的損壞。當(dāng)變配電站恢復(fù)供電，各線路送電完畢后，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)電壓的高低及無功功率的情況，決定電力電容器是否工作。

4 結(jié) 語

為了確保智能建筑供配電系統(tǒng)的正常工作，安全運行，工程人員應(yīng)當(dāng)重視對電力電容器的巡檢和維護，及時排除出現(xiàn)的故障，確保整個供配電系統(tǒng)的順利運行。

參 考 文 獻

[1] 劉曉明，樸文泉，冷雪，等. 噴口長度對超高壓SF6斷路器影響及混沌識別[J]. 沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2013（5）：4-8.

[2] 黃建偉. SF6斷路器應(yīng)用中的維護要點[J]. 新疆有色金屬，2013（6）：89-90.

[3] 楊波. 淺談110KV以上SF6斷路器的檢修與維護[J]. 電子制作，2013（14）：208.

第3篇：高壓電容范文

關(guān)鍵詞：高壓電容器；熔絲技術(shù)；分析及試驗

Abstract: the best the fuse protection way and the capacitor device grouping our engineering and technical personnel during the capacitor device design often need to consider, through practical experiments and theoretical analysis to find the minimum number of parallel elements fuse is blown required the extreme conditions of the maximum number of elements in parallel, in order to ensure reliable operation of the high voltage shunt capacitor.Keywords: high voltage capacitor; fuse technology; analysis and testing

中圖分類號：TM854 文獻標(biāo)識碼A 文章編號：

1、內(nèi)熔絲的特點

內(nèi)熔絲的主要優(yōu)點有：⑴內(nèi)熔絲可以在幾乎沒有暫態(tài)過程的情況下將故障元件退出運行，對電容器運行本身幾乎沒有任何干擾；⑵可以避免持續(xù)電弧作用，從而降低了電容器箱殼爆破的可能性，使電容器運行更為安全可靠；⑶裝內(nèi)熔絲的電容器，元件在故障時只有故障元件本身退出運行，電容器上的電壓僅略為升高；⑷采用適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計，可以使得在一個元件擊穿時，剩余元件的壽命不受影響；⑸如果不考慮成套設(shè)計和電容器銘牌的差異，則內(nèi)熔絲保護與不平衡保護完美配合。

但是內(nèi)熔絲保護單臺電容器是有條件的，足夠大的脈沖電流是內(nèi)熔絲熔斷并完成隔離的關(guān)鍵所在。為獲得足夠大的高頻脈沖電流，一般要求有足夠多的并聯(lián)元件數(shù)，根據(jù)試驗研究，通常認為當(dāng)一個串聯(lián)段的并聯(lián)元件數(shù)少于12個時，內(nèi)熔絲開斷可靠性變差，少于8個時內(nèi)熔絲就常常不能開斷。當(dāng)一個串聯(lián)段上的并聯(lián)元件數(shù)過少時，當(dāng)某一個元件擊穿時，完好并聯(lián)元件對該元件放電電流較小，使得內(nèi)熔絲熔斷時間過長（達到ms級），這時工頻電力將進入擊穿元件。由于電容器內(nèi)熔絲沒有滅弧措施。因此，一旦工頻電流進入擊穿元件，就只有當(dāng)工頻電流完成半波再次經(jīng)過零時工頻電弧才會熄滅，這時由于工頻電流注入能量過大，通常對電容器已造成了較嚴重的破壞，已很難完成擊穿元件的隔離任務(wù)。這樣會導(dǎo)致內(nèi)熔絲端口多次重燃，直至繼電器保護動作退出。在這個過程中，由于重燃導(dǎo)致工頻能量大量注入斷口，分解大量的油和絕緣材料，使電容器內(nèi)部壓力增大常常會引起電容器爆炸，甚至著火。所以說這時的電容器是無安全可靠性保障的。

2、內(nèi)熔絲的影響因素

內(nèi)熔絲熔斷過程中可能產(chǎn)生的電流、電壓波形如圖1所示。

圖1 內(nèi)熔絲工作過程中可能產(chǎn)生的波形

圖1中（a）為電路原理圖，由圖中可以看出在故障電容器熔絲熔斷的過程中，非故障電容器可等效為電容和電感的串聯(lián)。可能產(chǎn)生的三種波形如圖1中（b）、（c）、（d），其中（b）波形出現(xiàn)電流截止現(xiàn)象、熔絲出現(xiàn)沿面放電現(xiàn)象；（c）波形中能量完全被熔絲所吸收；（d）波形中電流不出現(xiàn)截止，但會伴有熔絲沿面放電現(xiàn)象。大量的文獻資料表明，熔絲的熔斷過程隨著過熱系數(shù)K呈現(xiàn)非線性變化，并具有一定的規(guī)律。在文獻[1]、[2]中給出了注入熔絲中的能量及過熱系數(shù)的計算公式（1）（2）。

（1）

其中：；；；。

（2）

式中：C為非故障電容器電容量；U0為非故障電容器充電電壓；S為金屬絲橫截面積；D為金屬絲直徑；K為過熱系數(shù)；ws為金屬升華能；l為金屬絲長度；hb為金屬的specific “action”，其隨著注入能量的變化較小，一定條件下可以看作定值。

在熔絲的使用過程中，還應(yīng)注意熔絲長度的選取，參數(shù)選取的不同，可能使熔絲不出現(xiàn)或者出現(xiàn)電流截止現(xiàn)象。出現(xiàn)電流截止現(xiàn)象的臨界金屬絲長度為：

（3）

式中，其中B是與材料有關(guān)的常數(shù)。

另外，熔絲熔斷過程中回路的參數(shù)（如電容器并聯(lián)個數(shù)、電容器等效電感、電阻等）將會影響熔絲中的電流密度，峰值電流計算公式如下：

（4）

其中，即回路短路電流的幅值。

3、 內(nèi)熔絲實驗

通過我在合陽電氣股份有限公司工作以及相關(guān)單位的指導(dǎo)和幫助下，對熔絲進行了近300余次的直流（按國家標(biāo)準）及交流的熔斷特性試驗，找到了熔絲熔斷所需的最小并聯(lián)元件個數(shù)及最大元件并聯(lián)個數(shù)的極限條件（最小并聯(lián)個數(shù)為8個，最大并聯(lián)個數(shù)為112個）。

公司在充分考慮安全裕度后，規(guī)定單臺電容器一個串段內(nèi)的并聯(lián)元件個數(shù)不小于16個（11/kV及12/的產(chǎn)品）和32個（11/2kV及12/2的產(chǎn)品），集合式產(chǎn)品一個串聯(lián)段內(nèi)的并聯(lián)元件個數(shù)不大于80個。公司于2005年7月在產(chǎn)品中完成了內(nèi)熔絲的改造技術(shù)任務(wù)。試驗結(jié)果：熔絲氣化，熔斷完全，隔離性能良好，熔化開斷（熄滅電孤）時間≤1ms，并未傷及周圍元件及其它絕緣件。

現(xiàn)在內(nèi)熔絲安裝方式為隱蔽式，熔絲鑲嵌在元件大面的中間位置，兩邊均設(shè)置了絕緣檔板，熔絲材質(zhì)為紫銅線材，直徑為0.4mm，元件賦能后測得的溫升為78℃，不會對周圍絕緣材料造成熱損壞。熔絲兩端的引線是利用熔絲本體導(dǎo)線多次折疊而成為多股引線。（引線與熔絲本體間沒有焊點）。

參考文獻：

[1] The Electrical Explosion of Wire: A Method for the Synthesis of Weakly Aggregated Nanopowders. Institute of Electrophysics, Ural Division, Russian Academy of Sciences, ul. Amundsena 106, Ekaterinburg, 620016.

[2] Electric explosion of wires as a method for preparation of nanopowders. Institute of Electrophysics, Ural Branch Russian Academy of Sciences, 106 Amundsen St., Ekaterinburg, 620016, Russia.

[3]GB 11025-1989 并聯(lián)電容器用內(nèi)部熔絲和內(nèi)部過壓力隔離器

第4篇：高壓電容范文

關(guān)鍵詞：SF6斷路器 電場 數(shù)值分析

1　引言

在高壓電器設(shè)備的絕緣設(shè)計和分析中，數(shù)值計算已經(jīng)成為不可缺少的重要環(huán)節(jié)，絕緣設(shè)計分析的大部分工作是以電場數(shù)值計算為基礎(chǔ)而進行的。電場數(shù)值計算對于分析高壓SF6斷路器滅弧室內(nèi)部的絕緣狀況、對各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計進而改善斷路器的介質(zhì)恢復(fù)特性有著重要意義。模擬電荷法以其方法簡便、實用性強等特點而被廣泛應(yīng)用于電場計算。基于此，本文應(yīng)用模擬電荷法對高壓SF6斷路器內(nèi)的三維電場進行了數(shù)值計算。計算結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，其計算場域是一復(fù)雜的三維區(qū)域。在實際計算中，考慮了動觸頭、靜觸頭、噴口及屏蔽罩的存在，尤其是分析了并聯(lián)電容器組對其內(nèi)部電場分布的影響，得到了有無并聯(lián)電容器組時的斷路器內(nèi)部不同截面電場分布圖，為與此相關(guān)的高壓斷路器的進一步設(shè)計開發(fā)提供理論依據(jù)和計算工具。

2　斷路器三維計算場域圖及邊界條件處理

本文分析的超高壓SF6斷路器，在動、靜觸頭旁有并聯(lián)電阻，為了能改善觸頭附近的電場分布，除在動、靜觸頭兩側(cè)分別裝設(shè)大、小屏蔽罩外，在觸頭兩旁還裝設(shè)并聯(lián)電容裝置。因此，這種電場分析不能采用傳統(tǒng)的認為是一個軸對稱場計算問題的分析方法，而應(yīng)該是一個真正的三維電場的計算問題。

由于計算結(jié)構(gòu)的對稱性，圖3所示為斷路器斷口附近實際計算場域的1／4部分。在電場計算中取靜觸頭及連接件為高電位，電壓為1000V，動觸頭及金屬連接件為低電位，電位值為0V。

3　模擬電荷法的計算原理與應(yīng)用

模擬電荷法是根據(jù)靜電場的唯一性定理，在電極內(nèi)部放置若干個假想的離散電荷，使其共同作用的結(jié)果滿足給定的電極和介質(zhì)表面的邊界條件，則這一組電荷所產(chǎn)生的場即為滿足一定精度的實際電場，進而可求得計算場域中各點的場值。在計算中模擬電荷的種類、數(shù)目及與電極表面匹配點之間的匹配關(guān)系將直接影響到計算量的大小和計算結(jié)果的精確度。模擬電荷法以往主要用于對形狀比較簡單、規(guī)則的形體進行電場的計算分析。對于計算斷路器這樣復(fù)雜的三維場域，采用模擬電荷法尚未見報導(dǎo)，需要做大量的研究工作，其模擬電荷的分布規(guī)律、不同形體的位置處理、電荷量的大小等等是一個統(tǒng)籌的優(yōu)化問題。一般的模擬電荷法計算，是在導(dǎo)體內(nèi)部設(shè)置N個模擬電荷，在邊界表面取M（M≥N）個匹配點。這些匹配點的電位φ1，φ2，…，φm為電極表面電位。它們是由N個模擬電荷共同作用而產(chǎn)生的，即

式中　P為系數(shù)矩陣；φ為電位矢量；Q為待求模擬電荷矢量。

根據(jù)斷路器具體結(jié)構(gòu)，本文采用能較好地反映復(fù)雜形體變化的點電荷來模擬實際邊界的作用進行電場求解，為方便計算，采用坐標(biāo)變換技術(shù)將局部坐

標(biāo)轉(zhuǎn)換為全局坐標(biāo)，點電荷的電位系數(shù)和電場系數(shù)推導(dǎo)如下：設(shè)任一模擬點電荷Qj位于（x0，y0，z0），則空間中任一點（x，y，z）的電位為

由此可得單一模擬點電荷的電位系數(shù)為

從式（4）可得單一模擬點電荷的電場強度系數(shù)

4　模擬電荷法的應(yīng)用

4．1　前處理

模擬電荷法的計算精度與模擬電荷和電極表面輪廓點的布置有著密切的關(guān)系，選擇合適的布置方案顯得尤為重要。通常，由于輪廓點是在電極表面，所以應(yīng)首先確定輪廓點的位置，輪廓點的布置應(yīng)盡可能逼真地模擬電極的真實形狀，然后再按一定方式確定模擬電荷的位置。在計算區(qū)域內(nèi)，對于較關(guān)心部位和電場變化比較劇烈處，輪廓點布置應(yīng)較密些，其它部位可較疏些。根據(jù)計算經(jīng)驗，輪廓點也并不是布置得越密越好，關(guān)鍵是要適當(dāng)。應(yīng)注意在同一部件上，輪廓點密度應(yīng)均勻配置，否則在局部會引起電位系數(shù)貢獻較大，而且在不圓滑部位的凸起和凹下處（即電場奇異點處），不宜布置輪廓點。而模擬電荷的布置較輪廓點來說更有自由度，但要選取較好的布置方式需一定的經(jīng)驗和進行優(yōu)化計算。

本文的計算結(jié)構(gòu)，同軸圓柱體有2個端面和1個側(cè)面，對于極間電場來說，端面的影響較大。本文最初在進行端面輪廓點和模擬點配置時，用均勻分布在幾個同心圓周上的點來表示（見圖5（a）），外層表示在端面上取7條半徑呈等差數(shù)列的同心圓，每個圓上取8個輪廓點，內(nèi)層為與之相對應(yīng)的模擬電荷點。由于輪廓點集中于某幾條半徑上，而其它方向上的輪廓點較少，對電位系數(shù)貢獻也小，這種缺陷不適宜用增大每個圓周上輪廓點的個數(shù)來彌補。計算結(jié)果表明，這種配置方式不佳。通過大量計算分析，對端面的模擬，本文最終采用如圖5（b）所示的配置方式，在圓內(nèi)使之呈矩形分布，相應(yīng)的模擬電荷點也如此布置。

輪廓點與模擬電荷點相互位置的確定對于電場計算的結(jié)果也有較大影響，如圖6所示，對于端面來說，模擬電荷點所在面與輪廓點所在面的間距為a，而輪廓點所在面上相鄰兩點的最大距離為b，令BS1＝a／b。對于側(cè)面來說，模擬電荷距與其對應(yīng)的輪廓點的距離為R－r，兩層電荷的間距為DD，BS2＝（R－r）／DD，需根據(jù)實際情況在1．0～1．5之間合理選取BS1和BS2的值。

4．2　坐標(biāo)變換

在模擬電荷法的應(yīng)用中，為便于求得模擬點、輪廓點及計算點的坐標(biāo)，本文采用坐標(biāo)變換處理。

T為一圓柱體，平面X1 Z1與平面XZ的夾角為α，圖7中的任意一點A在坐標(biāo)系XYZ和X1Y1Z1下的坐標(biāo)（X，Y，Z）和（X1，Y1，Z1）有以下關(guān)系：

任意場點在坐標(biāo)系XYZ下的坐標(biāo)（x，y，z）用式（6）即可將在坐標(biāo)系X1Y1Z1下的點坐標(biāo)變換到整體坐標(biāo)系XYZ下。

5　斷路器內(nèi)三維電場計算結(jié)果及分析

5．1　有、無并聯(lián)電容器組時在x＝0截面處的電場

圖8（a）、（b）分別為有無并聯(lián)電容器組作用時x＝0截面處的電場分布圖。從圖8可見，由于并聯(lián)電容器組的作用使得該區(qū)域的電場分布與無并聯(lián)電容器組時的電場分布明顯不同，從整體上改善了電場的均勻度。因為斷路器采用了同軸圓柱體結(jié)構(gòu)，并且在直徑較小或具有尖角的部位，如觸頭和噴口等處都加上了屏蔽罩，因而使得全場域電場分布比較均勻，在靜觸頭端大罩附近、靜觸頭端小罩附近以及動靜觸頭之間的區(qū)域的電場強度值較大。由此可見。高電位靜觸頭一側(cè)電場強度較大，而地電位動觸頭一側(cè)電場強度較小。

5．2　Z為1．0、－1．0、0．25和－0．25處的截面電場

圖9（a）（b）分別為動、靜觸頭靠近大罩附近小罩處和斷口附近極間的典型截面的電場等位線分布情況。通過對這4個區(qū)域的計算結(jié)果證實：①在靜觸頭端大罩附近的等位線分布較密，而動觸頭端大罩附近等位線分布較疏；②由于電容器組的作用，使得所計算區(qū)域的電場分布較為均勻；③電位線在靠近罐體側(cè)比在靠近靜觸頭側(cè)要疏。

圖10（a）（b）分別為Z＝－1．0和Z＝－0．25截面的等電場強度分布情況。從圖中可以看出，靠近靜觸頭大、小罩附近的電場強度較大，場強較大值集中在靜觸頭小罩附近的形體頂角處。

6　結(jié)論

（1）本文首次采用模擬電荷法進行SF6高壓斷路器斷口附近復(fù)雜三維場域的計算，成功地求得了斷路器內(nèi)部不同位置的電場分布情況，證明了模擬電荷法對于求解復(fù)雜場域的計算是可行的。

（2）本文采用的三維模擬電荷法計算電場的應(yīng)用機理具有通用性，可以適用于其它結(jié)構(gòu)的高壓斷路器滅弧室等三維電場的計算，而且在該方法的實施過程中，一旦選定了一套能真實地反映電極實際情況的模擬電荷和與之相匹配的位于電極表面的輪廓點，確定模擬電荷的具體量值，不僅可方便地求得斷路器內(nèi)電場的分布情況，而且可以定量分析滅弧室內(nèi)各結(jié)構(gòu)部件參數(shù)對全場域電場分布的影響。

（3）在整個場域中，屏蔽罩和并聯(lián)電容器組起到了很好的均勻電場的作用。場強較大值位于靜觸頭小罩形體頂角處。

（4）模擬電荷法在具體實施時，對于不同結(jié)構(gòu)來說，模擬電荷的個數(shù)、性質(zhì)、位置和量值對計算結(jié)果的精確度有較大的影響，因此計算需以大量計算調(diào)整工作為基礎(chǔ)，也需較多的經(jīng)驗和技巧。

［1］　河野照哉，宅間董．電場數(shù)值計算法．北京：高等教育出版社，

第5篇：高壓電容范文

摘要:

針對掛網(wǎng)運行中的高壓電能表中電容分壓器長期穩(wěn)定性較差的問題，提出一種多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)的干式電容分壓器，并對其分壓電容進行7000h加速電壓老化試驗、溫度試驗和取能試驗。試驗結(jié)果表明，分壓電容容量隨電壓老化時間不斷衰減，且衰減分散性較大，試驗初期衰減較快、后期趨緩，衰減特性可用高斯函數(shù)進行擬合，因此可通過電壓加速老化和篩選分散性較小分壓電容的方式提高電容分壓器的長期穩(wěn)定性;溫度系數(shù)對電容分壓器的影響較小，在計量精度允許范圍內(nèi);取能電容分壓器有穩(wěn)定的功率輸出，能夠滿足高壓電能表中高電位電子線路的功耗要求。文章試驗結(jié)論為高壓電能表的穩(wěn)定、可靠運行提供了技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞:

電容分壓器;分壓電容;穩(wěn)定性;試驗分析;高壓電能表

智能電網(wǎng)中，智能傳感技術(shù)特別是電子式互感器技術(shù)的發(fā)展，為配網(wǎng)中高壓電能計量提供了新思路。文獻［1-4］提出了基于電子式互感器技術(shù)原理的新型機電一體化計量裝置———高壓電能表，主要應(yīng)用于6kV至35kV配網(wǎng)的電能計量。與傳統(tǒng)高壓電能計量柜和高壓電力計量箱相比，高壓電能表具有計量誤差可整體標(biāo)定、防竊電性能突出、大量節(jié)約原材料、安裝使用簡便等優(yōu)勢，相關(guān)國家標(biāo)準也即將出臺。標(biāo)準要求高壓電能表保持額定準確等級度的使用和儲存壽命不少于8年。但是，高壓電能表的機電一體化結(jié)構(gòu)對其整體可靠性提出了新的要求，包括信號傳感器穩(wěn)定性和懸浮于高電位電子線路穩(wěn)定性。其中信號傳感器為電壓傳感器和電流傳感器，電流傳感器多為低功率CT或羅氏線圈，相關(guān)技術(shù)已發(fā)展成熟，可靠性較高。電壓傳感器多為電容分壓器或電阻分壓器，配網(wǎng)系統(tǒng)中分壓器的選擇，至今仍存在分歧，因為兩者都存有明顯缺點:分壓電阻易受雜散電容影響，且消耗有功，易發(fā)熱，對溫度系數(shù)的一致性要求較高;而電容器的精度受生產(chǎn)工藝的制約，電容量容差的分散性較大［5］，且電容器老化過程不確定，導(dǎo)致電容分壓器的穩(wěn)定性較差。同時，高壓電能表掛網(wǎng)運行情況也表明電容分壓器長期穩(wěn)定性是影響高壓電能表能否長期準確、可靠運行的關(guān)鍵性問題。

高壓電容分壓器主要應(yīng)用于高壓實驗室電壓測量、電容式電壓互感器(CVT)以及電容分壓型電子式互感器等。文獻［6］從雜散電容的角度對交流高壓測量用集中式電容分壓器分壓比穩(wěn)定性進行了研究;文獻［7］分析了溫度對1000kV罐式CVT中電容分壓器分壓比的影響;文獻［8］建立了高壓互感器中電容分壓器隨溫度變化的數(shù)學(xué)模型;文獻［9］研制了一種電子式互感器用的精密電容分壓器，并分析溫度變化、雜散電容、相間干擾等因素對電容分壓器的影響。配網(wǎng)中高壓電能表中計量專用電容分壓器，是電容分壓器的一種新型應(yīng)用，其運行環(huán)境及特征較上述幾種應(yīng)用有所不同。一方面，高壓電能表運行于室外，要求電容分壓器長期穩(wěn)定運行;另一方面，因不涉及系統(tǒng)繼電保護和測控，且電能計量是功率對時間的長期積分，因此對電容分壓器的暫態(tài)性能要求不高。目前并沒有相關(guān)文獻對此種應(yīng)用的電容分壓器展開研究。文章結(jié)合高壓電能表中計量用電容分壓器的運行環(huán)境及特征，從試驗的角度對電容分壓器的長期穩(wěn)定性進行了分析。首先介紹了電容器的選型和電容分壓器的構(gòu)造，然后基于電容器老化試驗、溫度試驗及能效試驗對電容分壓器的長期穩(wěn)定性進行了分析。

1電容分壓器

文獻［1］中研制的高壓電能表包含兩種電容分壓器，一種是電壓信號傳感器，另一種是高電位計量模塊取能電源。電容分壓器是高壓電能表的核心部件，其作用不僅是電壓信號傳感器和取能電源，而且是高壓電能表內(nèi)部主要絕緣部件。因此，電容分壓器的長期穩(wěn)定運行，不僅關(guān)乎電能計量準確性，更是配電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)，其電容器選型及分壓器構(gòu)造至關(guān)重要。

1．1電容器選型電容器性能主要取決于介質(zhì)材料和制作工藝兩方面，其中介質(zhì)材料選擇是保證電容器同時具有較高儲能密度和絕緣性能的前提。油紙絕緣介質(zhì)電容器由于其優(yōu)良的電氣性能和相對低廉的價格在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，尤其是應(yīng)用于500kV電容分壓器中。武漢國測恒通智能儀器有限公司最早研發(fā)的高壓電能表一代產(chǎn)品便采用了油紙絕緣介質(zhì)電容器，但在產(chǎn)品測試過程中，多次發(fā)生漏油、雜質(zhì)放電、氣體放電及主絕緣沿面放電等問題，導(dǎo)致電容器電極間介質(zhì)發(fā)生變化，從而電容量發(fā)生改變，致使高壓電能表的計量精度發(fā)生漂移、絕緣水平急速下降。通過對各種介質(zhì)材料的電容器進行對比和試驗，最終選用了金屬膜電容和干式絕緣澆注工藝實現(xiàn)的干式高壓電容分壓器。新型的聚丙烯金屬膜電容良好的自愈能力，廣泛應(yīng)用于高壓沖擊電壓發(fā)生器中，其局部絕緣弱點擊穿后的薄金屬層將局部高溫迅速蒸發(fā)并向外擴散，使絕緣恢復(fù)，在高壓線路中使用能夠確保用電安全。干式無油化結(jié)構(gòu)不僅提高了耐蝕能力和絕緣強度，同時避免了漏油等安全問題，無嚴格密封要求，制造工藝大大簡化，使電容器更可靠、耐久。

1．2電容分壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計為保證電容分壓器的安全性和可靠性，電容分壓器采用多級串聯(lián)形式，圖1是10kV電容分壓器結(jié)構(gòu)示意圖，本方案采用8個電容器串聯(lián)，其中高壓臂電容由7個容量相同的電容器串聯(lián)而成。每個電容器都按10kV耐壓要求設(shè)計，從而保證電容分壓器有足夠的耐壓裕量，能夠承受雷擊過電壓和操作過電壓?？紤]到高壓電能表的工作環(huán)境多為戶外，電容量易受溫度影響，一年四季較大的溫度變化會使電容量發(fā)生改變。分壓比是電容分壓器最為重要的指標(biāo)，如果能保持所有分壓電容的溫度系數(shù)一致性，就能有效減小溫度系數(shù)對分壓比的影響［10］。因此，在電容分壓器的設(shè)計和制造時，要求所有高、低壓分壓電容器均采用同批材料進行制造，并同時進行整體封裝，從而最大程度上保證分壓電容的溫度一致性及工作環(huán)境溫度的一致性，進而提高分壓比的穩(wěn)定性。

2穩(wěn)定性試驗

電容分壓器的長期穩(wěn)定性是高壓電能表可靠運行的前提，為此，我們對電容分壓器進行了長期的穩(wěn)定性試驗研究，具體包括電容器老化試驗、溫度試驗及取能試驗等。

2．1電壓加速老化試驗干式金屬膜電容器的老化因素有工作電壓、工作電流、濕度、承受應(yīng)力及溫度等。一方面，電容分壓器的工作電流較小，為毫安級，對其老化過程影響較小;另一方由于采用環(huán)氧樹脂封裝，濕度和承受力對老化過程影響也可忽略。而高壓電能表運行于10kV配電網(wǎng)中，其電容分壓器兩端長期施加10kV交流電壓，因此工作電壓是分壓電容老化的主要因素。為驗證電容器的電壓老化特性，研究分壓電容衰減機理及其對分壓比的影響，對分壓電容進行了電壓老化試驗。為縮短試驗時間，可采用提高試驗電壓的方法加速分壓電容的老化過程，其加速電壓和壽命關(guān)系可用逆冪律模型描述［11］。本次試驗電壓為20kV、50Hz交流電，試驗在在恒溫25℃，濕度60%條件下進行。試驗樣本從三個批次的產(chǎn)品中抽取，各批次電容存放時間不同，樣本為兩支分壓電容串聯(lián)，每支電容器額定電壓為10kV。利用電橋法測量容量，試驗共進行7000小時，圖2為電容器容量衰減百分數(shù)曲線。由圖2可知，各分壓電容容量隨老化時間不斷衰減，且衰減的分散性較大。試驗樣本電容的基膜、內(nèi)部設(shè)計及制作工藝相同，因此導(dǎo)致分散性如此大的原因主要有:(1)基膜的蒸鍍工藝控制不好導(dǎo)致金屬鍍層寬度不均勻，邊沿不平整;(2)繞制工藝控制不好導(dǎo)致卷繞松緊不均勻，錯層控制不好，內(nèi)串電容量不均勻;(3)技術(shù)參數(shù)設(shè)計有所差異，如電容的場強是影響其自愈性的重要指標(biāo)，場強值存在差異，導(dǎo)致電容量衰減不同;(4)存儲環(huán)境控制不好導(dǎo)致成品中有水氣進入。此外，在電容器批量生產(chǎn)過程中，難以對上述原因進行精確控制，因此電容量衰減分散性客觀存在。盡管電容量衰減的分散性較大，但其衰減規(guī)律類似，試驗早期容量衰減速度較快，后期逐漸趨緩。以7000h內(nèi)衰減總量為例，在試驗的前2000h內(nèi)，各電容容量衰減比例占50%以上，在試驗前4000h內(nèi)，各電容容量衰減比例為80%左右。為描述容量的這種衰減特性，對衰減容量數(shù)據(jù)進行了幾種曲線擬合，經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)，高斯函數(shù)的擬合效果較好。利用高斯函數(shù)對6支試驗電容進行擬合，其中除一支電容擬合相關(guān)系數(shù)為0．945以外，其他電容擬合相關(guān)系數(shù)均在0．98以上。以圖2中衰減量最大的電容為例，高斯函數(shù)曲線擬合如圖3所示，其中a、b、c、d的值分別取104223．69、7841．59、－6486．92、－2．76，擬合相關(guān)系數(shù)為0．9976。由圖3可以看出，分壓電容容量衰減規(guī)律符合高斯分布規(guī)律，因此可用常量系數(shù)確定的高斯函數(shù)來描述分壓電容容量衰減規(guī)律，并對容量衰減進行預(yù)測，進而為電容分壓器乃至高電壓電能表的穩(wěn)定性和可靠性研究提供理論基礎(chǔ)。容量衰減高斯符合分布規(guī)律，因此可通過加速電壓老化的方式提高分壓電容的容量穩(wěn)定性，如出廠前進行一定時間電壓加速老化試驗，可減緩容量衰減速度，縮小各分壓電容的分散性，提高電容分壓器的穩(wěn)定性。此外，可根據(jù)容量的高斯函數(shù)衰減規(guī)律，提出分壓電容的篩選判據(jù)，例如盡量挑選容量衰減一致性較好的電容組成電容分壓器，即各常量系數(shù)特別是常量系數(shù)d的數(shù)值相近的電容，可同樣有效提高電容分壓器的穩(wěn)定性。

2．2溫度試驗高壓電能表長期運行于室外，工作環(huán)境溫度變化較大，因而溫度系數(shù)是影響電容分壓器穩(wěn)定性的一個重要因素。為了解溫度系數(shù)對電容器的影響，在三種恒溫條件下，即高溫60℃、常溫22℃、低溫－10℃，對不同額定容量電容器的容量和介質(zhì)損耗進行測量，試驗分四組進行。四組測量結(jié)果相近，其中第一組電容器容量和介質(zhì)損耗測量結(jié)果分別如表1和表2所示。由表1和表2可看出，各分壓電容溫度系數(shù)具有較好的一致性，因此溫度系數(shù)對電容分壓器的分壓比影響較小。通過理論計算溫度系數(shù)和介質(zhì)損耗帶來的電能計量誤差表明，分壓電容的溫度系數(shù)和介質(zhì)損耗在計量精度可接受范圍內(nèi)。

2．3取能試驗在文獻［1］所涉及的兩種電容分壓器中，取能電容分壓器的結(jié)構(gòu)與電壓信號電容分壓器的結(jié)構(gòu)相同。為保證高壓電能表中高電位電子線路正常工作，取能電容分壓器必須有穩(wěn)定的功率輸出。為此，在分壓器兩端施加不同電壓，采用連接不同阻值電阻的方式，來測試取能分壓器的功率輸出。分別對1kΩ、1．5kΩ和2．0kΩ的連接負荷電阻進行測試，測試電壓分別為額定電壓的80%、100%、120%，即8kV、10kV和12kV。利用儀表測量連接電阻兩端電氣參數(shù)，一組典型的試驗測量結(jié)果如表3所示。高壓電能表的高電位電子線路功耗不高于2W，由表3可以看出，在不同外加電壓及不同負荷的條件下，取能電容分壓器的功率輸出能夠維持在3．5W以上，完全可以滿足高壓電能表高電位電子線路的功耗要求。

3結(jié)束語

采用干式電容分壓器作為高壓電能表電壓信號傳感器，避免了油浸式電容分壓器的漏油、氣體放電等安全隱患，但其長期運行穩(wěn)定性較差，文中采用穩(wěn)定試驗方法，對采用多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)形式的干式電容分壓器的長期穩(wěn)定性進行研究。研究結(jié)果表明，分壓電容容量隨電壓老化時間不斷衰減，且衰減分散性較大，但試驗初期衰減較快、后期趨緩，可用高斯函數(shù)進行描述，因此可通過電壓加速老化和篩選分散性較小分壓電容的方式提高電容分壓器的長期穩(wěn)定性。溫度對電容分壓器的影響較小，在計量精度范圍內(nèi)。而作為取能電源的電容分壓器有穩(wěn)定的功率輸出，能夠滿足高壓電能表內(nèi)高電位電子線路的功耗要求。上述研究結(jié)論有利于進一步提高電容分壓器長期運行穩(wěn)定性，為高壓電能表的安全、穩(wěn)定、可靠運行打下堅實基礎(chǔ)。

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第6篇：高壓電容范文

【關(guān)鍵詞】電壓；熔斷器鐵磁諧振過；飽和電流

電壓互感器經(jīng)常出現(xiàn)高壓熔斷器的兩相熔斷情況，造成電能表的準確計量，而且造成安全自動裝置的誤動作，嚴重危及電網(wǎng)的安全可靠運行。了解高壓熔斷器熔斷原因，根據(jù)現(xiàn)場情況正確處理、從根本上解決電壓互感器一次保險熔斷問題，以保證電網(wǎng)的安全運行。

1、電壓互感器熔斷器的作用

電壓互感器標(biāo)準供保護、計量、儀表裝置取用，將高電壓與電氣工作人員隔離。110kV以下電壓等級的線路PT一般均要安裝一次保險，PT一、二次保險是一次保險作用：在電壓互感器內(nèi)部故障，在電壓互感器二次低壓熔斷器以下回路發(fā)生短路故障時熔斷，將故障切除，一般情況下，二次保險以下回路的故障高壓保險不能熔斷。

2、電壓互感器高壓熔斷器熔斷的現(xiàn)象

當(dāng)電壓互感器高壓熔絲熔斷時，熔斷相二次電壓降低，兩相電壓應(yīng)保持斷相出現(xiàn)在互感器高壓側(cè)，互感器出現(xiàn)零序電壓，導(dǎo)致起動接地裝置，發(fā)出“接地”信號。

3、電壓互感器高壓熔斷器熔斷的原因

3.1鐵磁諧振過電壓可引起電壓互感器一次側(cè)熔絲熔斷

正常運行時，非線性元件電感其伏安特性曲線在鐵芯未飽和時是直線，電感值保持不變，而當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生某些波動（常見有雷擊、系統(tǒng)發(fā)生接地等）時，電壓互感器自身運行狀態(tài)發(fā)生改變，導(dǎo)致相電壓增高，此時三相鐵心出現(xiàn)不同程度的飽和，致使電感值不斷下降便出現(xiàn)鐵磁諧振。

對于運行中的系統(tǒng)，常見產(chǎn)生鐵磁諧振的原因有：單相接地、單相弧光接地、電壓互感器突然合閘時繞組內(nèi)產(chǎn)生巨大涌流等。導(dǎo)致電壓互感器熔絲熔斷。

3.2低頻飽和電流可引起電壓互感器一次熔絲熔斷

電網(wǎng)間歇弧光接地，中性電壓互感器一次繞組形成電回路，這種釋放過程由于電壓互感器相電抗的存在呈現(xiàn)振蕩衰減狀態(tài)。系統(tǒng)對地電容越大，振蕩頻率越低，形成低頻飽和電流。頻率在2～5Hz。

3.3電壓互感器故障，一、二次絕緣降低或消諧器絕緣下降可引起熔絲熔斷

電壓互感器內(nèi)部線圈短路接地、螺絲松動、導(dǎo)線受潮、絕緣損壞致過熱等；套管或外絕緣破損放電，或有火花放電、拉弧現(xiàn)象都可以引起一次熔絲熔斷，對于設(shè)備自身的缺陷，做好設(shè)備運行的維護檢查即可。

3.4二次保險容量選擇過大，當(dāng)二次系統(tǒng)發(fā)生故障或負荷過重，二次起不到保護作用，造成電壓互感器一次保險熔斷?？梢酝ㄟ@合理選擇電壓互感器容量及一、二次保險容量解決。

3.5電壓互感器一次保險質(zhì)量問題也可引起PT一次保險的頻繁熔斷，需嚴把設(shè)備質(zhì)量關(guān)

3.6電壓互感器安裝地點振動可引起一次熔絲熔斷

對于填料式高壓熔斷器來說振動常會引起熔斷器的熔斷，但卻是很容量被忽視掉的因素，PT一次保險熔斷有如下特點時可以考慮振動引起熔斷：

3.6.1電壓互感器工作現(xiàn)場振動較大

3.6.2每次PT一次保險熔斷，更換新保險后一切正常，但又經(jīng)常發(fā)生熔斷；

3.6.3運行中檢查各接觸面無變色、無異常，遠紅外測溫并無溫升；

3.6.4有時固定一相保險熔斷，有時熔斷無規(guī)律性，例如有時B相熔斷，有時A相熔斷，或者有時還C相熔斷，無規(guī)律性的保險熔斷，我們往往會首先考慮鐵磁諧振，但PT工作現(xiàn)場若振動，最大的可能性是振動導(dǎo)致；

3.6.5運行一段時間后保險電阻值變小，檢查熔斷的一次保險熔絲發(fā)現(xiàn)并不像短路燒斷，沒有熔絲的熔化現(xiàn)象，螺旋保險絲堆積在保險下側(cè)；

我廠主變10KV側(cè)電壓互感器就曾經(jīng)出現(xiàn)過振動引起的PT一次保險頻繁熔斷現(xiàn)象。主變10KV側(cè)PT安裝在發(fā)電機正下方，發(fā)電機在8米，此PT在4.5米，兩組發(fā)電機PT在0米。最初的故障現(xiàn)象就是主變低壓側(cè)PT一次三相保險無規(guī)律頻繁熔斷，但發(fā)電機端0米兩組PT卻未發(fā)生保險熔斷現(xiàn)象，因而排除了PT諧振，懷疑過PT故障但每次更換熔斷器后又能正常運行一段時間，懷疑過PT二次保險之前的電纜有瞬間故障，主變檢修期間發(fā)現(xiàn)主變10KV側(cè)PT相連的母線的支座有松動進行了加固，并更換了PT二次保險之前的電纜，PT再次投入運行時發(fā)電機未運行，未再出現(xiàn)PT一次保險熔斷事故，但隨著發(fā)電機并網(wǎng)運行PT一次保險再次熔斷，此時熔斷相固定為C相，仔細檢查發(fā)現(xiàn)C相的一次保險座振動要比其它相略大一些，于是試著在墻體外側(cè)加固熔斷器底座，加固后觀察振動幅值沒有太大變化，但振動頻率比之前小一些，從此后主變10KV側(cè)PT一次保險再頻繁熔斷過，分析一次保險頻繁熔斷的原因應(yīng)該是共振。

4、一次保險熔斷的處理

4.1先根據(jù)現(xiàn)象判斷哪相保險熔斷，測量二次電壓進行確認；

4.2退出備自投保護，主變電壓保護，防止誤動作；

4.3斷開電壓互感器的二次保險，拉開隔離開關(guān)將電壓互感器隔離；

4.4更換保險時注意與帶電設(shè)備的安全距離；

4.5如果更換過的保險，一送電又發(fā)生熔斷，不能再進行更換，要先查明故障原因；若保險熔斷的頻率較高也一定要查明原因。

5、結(jié)束語

很多情況下高壓熔斷器熔斷是諧振過電壓引起，低頻對互感器線圈設(shè)備造成影響，使母線上的其它薄弱環(huán)節(jié)的絕緣擊穿，造成短路事故。因而PT一次保險熔斷必須引起足夠的重視；另外一旦發(fā)生電壓互感器損壞等一次設(shè)備原因造成的高壓保險熔斷現(xiàn)象，要在確認PT無異常的情況下才可以直接拉刀閘，若檢查PT外觀有異常情況熔斷器未全部熔斷的不允許直接拉刀閘，要通過拉母線斷路器的方法給PT停電，以免對人員造成傷害；同時PT一次保險的熔斷也會降低供電可靠性和少計電量，直接造成電量損失或計量不準確；同時保護電壓的消失容易造成保護裝置和安全自動裝置的誤動作，將嚴重危及供電設(shè)備的安全運行。因而PT一次保險熔斷是不容忽視的問題，應(yīng)引起足夠的重視。

參考文獻

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第7篇：高壓電容范文

【關(guān)鍵詞】電子脈沖 高壓滅菌 脈沖電源

液體食品（飲用水、飲料、啤酒、牛奶）的滅菌是食品工業(yè)的重要加工工序，高壓脈沖電子滅菌和傳統(tǒng)上普遍使用的巴氏滅菌法相比，因其除仍保持有不改變液體成分的優(yōu)點外，還有設(shè)備小、成本低、消費少、易操作、滅菌強度可控、環(huán)保等著多優(yōu)點，是滅菌方法的技術(shù)革新主方向。

高壓脈沖電子滅菌是在食品處理設(shè)備中的傳輸液體食品的管道中設(shè)置高壓電極，高壓電極上加上高壓電脈沖，使流經(jīng)電極腔的液體內(nèi)的細菌在瞬態(tài)的高壓、大功率電擊下死亡。

食品工業(yè)管道內(nèi)的液體食品因為種類不同、懸浮物顆粒濃度及體積不同、離子種類及濃度不同而導(dǎo)致其電導(dǎo)不同，對滅菌高壓脈沖的功率要求不同；管道內(nèi)的液體食品需殺滅的細菌不同，對高壓滅菌脈沖的電壓要求不同；管道內(nèi)的液體食品的流速及流量不同、對脈寬和脈沖頻率要求也不同。這就是脈沖變壓器直接升壓式的電子滅菌高壓脈沖電源不能滿足工業(yè)滅菌實用要求的原因，新的滅菌高壓脈沖電源要有足夠的高壓功率（瞬態(tài)）輸出，要有一定寬度的高壓可調(diào)范圍，要有可調(diào)的放電脈沖寬度。

1 工作原理

該電子滅菌高壓脈沖電源由電源電路部分、高壓儲能電路部分與高壓脈沖放電電路部分及電腦控制部分構(gòu)成。

1.1 電源電路

電源電路見圖1所示。電路由整流電路（Z）、穩(wěn)壓控制器（K）、開關(guān)管Q、高頻變壓器（B）構(gòu)成。整流電路（Z）先將220V交流整流為310V左右的直流，再經(jīng)頻率是30K的脈寬調(diào)控式穩(wěn)壓控制器（K）控制開關(guān)管Q，受到調(diào)控的電流經(jīng)高頻變壓器（B）的初級繞組L，高壓由高頻變壓器（B）的次級高壓繞組L1-Ln多路輸出，其輸出電壓的穩(wěn)定值大小由穩(wěn)壓控制器（K）根據(jù)電腦指令控制開關(guān)管Q導(dǎo)通角實現(xiàn)。Lp是取樣繞組，給穩(wěn)壓控制器（K）提供穩(wěn)壓調(diào)控參數(shù)。

1.2 高壓儲能電路

高壓儲能電路見圖2。高壓儲能電路元件包括高頻變壓器（B）的次級繞組Ln，高壓整流二極管Dn，高壓電容Cn（n=1，2…n-1，n）。Ln、Dn、Cn串聯(lián)成環(huán)路，Ln上輸出的高壓經(jīng)Dn整流后給電容Cn充電，在2脈沖內(nèi)充電達到飽和并被高壓電容儲存。高頻變壓器（B）的次級繞組有n組等電壓輸出級，分別給n個高壓電容沖電，滅菌的放電電壓則是所有高壓電容上的電壓之和。

1.3 高壓脈沖放電電路

高壓脈沖放電電路見圖2。電路由放電三極管Qn、偏壓阻尼二極管Dbn、限流電阻Rn、 放電脈沖耦合變壓器（B1）的次級Lin（n=1，2…n-1，n）構(gòu)成。偏壓阻尼二極管Dbn和三極管Qn的發(fā)射結(jié)反向并聯(lián)，三極管Qn的基極通過限流電阻Rn和Lin一端相連，Lin另一端接Qn發(fā)射極。工作時，放電脈沖形成與控制電路產(chǎn)生的放電脈沖信號經(jīng)脈沖耦合變壓器（B1）初級Li耦合給次級Lin（n=1，2…n-1，n），經(jīng)Rn、Dbn產(chǎn)生正向偏壓使Qn導(dǎo)通，n個導(dǎo)通的三級管使得n個相應(yīng)的存儲著高電壓的電容得到疊加級聯(lián)，疊加后的n倍高壓直接釋放到滅菌放電電極上實現(xiàn)滅菌的功效。當(dāng)三極管Qn關(guān)斷時，Lin中的反向電壓被偏壓阻尼二極管Dbn所釋放。

1.4 控制電路

該電子滅菌高壓脈沖電源的電源電路和放電電路均由電腦控制，電腦依據(jù)各種傳感器獲取的參數(shù)和操作者輸入的參數(shù)運算出合適的滅菌脈沖電壓峰值和脈沖寬度及脈沖頻率。電腦通過穩(wěn)壓控制電路控制滅菌脈沖電壓峰值的大小，以確保滅菌脈沖電壓大于被滅菌的電壓耐壓值。電腦通過放電脈沖形成與控制電路控制著滅菌脈沖的寬度和頻率，是針對不同滅菌溶液的流量變化和電導(dǎo)變化。

2 結(jié)論

本文所設(shè)計研究的電子滅菌高壓脈沖電源采用了高壓電容級聯(lián)進行能量儲存，使用電子開關(guān)進行放電控制，極大降低了高壓脈沖電源的輸出內(nèi)阻，增加了高壓脈沖的瞬態(tài)輸出功率，是高壓脈沖滅菌有效的高壓電源，其可調(diào)控的輸出高壓值對不同種類的細菌確保有可靠且穩(wěn)定的滅菌率，其脈寬脈頻的可調(diào)性則加強了滅菌設(shè)備對不同食品液體和處理量要求不同的適應(yīng)。

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作者簡介

陳愛群（1956-），男，漢族，山東省泰安市人，本科，副教授。主要研究方向：電子應(yīng)用技術(shù)研究。

第8篇：高壓電容范文

關(guān)鍵詞：特高壓電網(wǎng)；潛供電流；計算方式；探討中圖分類號： C93

文獻標(biāo)識碼： A

引言：

本文中分析了導(dǎo)致潛供電流產(chǎn)生的機理及潛供電流的計算方式，并且對我國當(dāng)今高壓供電電力行業(yè)提出的熄滅潛供電弧的兩種基本措施作了系統(tǒng)性的對比，，對比了兩種措施的優(yōu)缺點以及各自的適用條件。有高抗補償?shù)拈L線路、無高抗補償?shù)亩叹€路以及高速接地開關(guān)下的自滅特性是特高壓潛供電弧本身的自滅特性的分類，通過專門的等效模擬實驗研究以及相關(guān)理論進而決定是否使用快速接地開關(guān)。當(dāng)前我國特高壓輸電趨勢是特高壓遠距離大容量輸電或?qū)崿F(xiàn)跨大區(qū)域的電網(wǎng)的強互聯(lián)，我國發(fā)電資源和負荷中心的地理分布特點，可能暫時還不太適用快速接地開關(guān)法。

一、概述

特高壓線路里的潛供電流非常大、需要的恢復(fù)電壓也要求很大，潛供電弧燃燒的時間相當(dāng)長，單相重合閘的無電流間歇時間變得延長，重合閘成功率也大大降低。國家電網(wǎng)統(tǒng)計，特高壓輸電線路中的單相電弧接地導(dǎo)致的事故約占總故障率的 80% 到 90% 以上。而這種故障幾乎是瞬間生成的，針對當(dāng)今特高壓輸電線路長，電壓大，潛供電弧持續(xù)燃燒時間長，目前單相自動重合閘是針對這類故障相對可靠的研究成果。如何增加單相自動重合閘的有效率，了解影響潛供電弧的成因，，使特高壓線路的潛供電弧燃燒時間較短， 使得單相自動重合閘成功率提高， 成為超高壓輸電需要解決的核心技術(shù)故障之一。

二、潛供電流的計算目前國內(nèi)外比較多見的潛供電流的計算方法有很多，即集中參數(shù)法、分布參數(shù)法。下面對這兩種方法進行了簡要分析。 （一）集中參數(shù)法集中參數(shù)法適用于簡略體系或中短距離的輸電線的潛供電流核算。集中參數(shù)法簡略、物理概念清楚并能包含線路兩邊體系狀況的影響，對簡略體系的核算具有必定的使用價值。但關(guān)于雜亂體系，此法核算會有必定的局限性。一起因為把沿線散布的漏電流悉數(shù)疏忽掉形成集中參數(shù)法的誤差達20%擺布。

1、容性分量的計算

圖1所示為潛供電流容性分量近似核算電路，其間C12為線路單位長度相間電容，l為線路長度。當(dāng)A相開關(guān)斷開后，短路電流被切除，設(shè)電弧弧道電阻為零，則流過毛病點的潛供電流電容重量ISC為：可見，潛供電流容性分量與毛病點

圖1

潛供電流容性分量近似計算電路可見，潛供電流容性分量與故障點位置無關(guān)，且與線長呈線性正比關(guān)系。

2、感性分量計算圖2所示為故障點距首端xkm時潛供電流的感性分量，其中M、L、C0分別為線路單位長度互感、自感、對地電容，EM為感應(yīng)電動勢。此時潛供電流感性分量ISL為：圖2

故障點距首端x，km時感性分量示意圖令x=l-x代入上式，結(jié)果反號，其數(shù)值不變。而x=l/2時，其數(shù)值為零?？梢姖摴╇娏鞲行苑至恳跃€路中點為原點，左右對稱，符號相反。潛供電流為容性分量與感性分量的矢量和

（二）分布參數(shù)法分布參數(shù)法適用于遠距離高壓電力傳輸線潛供電流的計算，其誤差小于集中參數(shù)法。圖3潛供電流基本參數(shù)示意圖

潛供電流基本參數(shù)示意圖如圖3所示。忽略非故障相對地電容，忽略故障相的沿線電阻，略去全部對地有功泄漏。故障相斷開兩相運行期間線路單元的等值電路如圖4所示，圖中

圖4

兩相運行期間線路單元的等值電路故障相電壓和電流的關(guān)系表達式對式（4）和（5）進行求解，可得 和 相對于l的函數(shù)，即毛病相上的電壓和電流散布。在對式（4）求偏導(dǎo)時，有如下假定：在線路長度為250～300公里以下時，首末兩頭電源的角差通常不超越10?，電流差值通常約為5%上下。考慮到我們的首要意圖是求得潛供電弧參數(shù)，電弧的平息速度與弧中電流的聯(lián)系在必定誤差范圍內(nèi)（例如±10%），影響不甚明顯。因而 ，將 的沿線變化暫略去不計，即設(shè)。得到的 和 的通解見式（6）和（7），兩式中據(jù)l=0時的邊界條件和l=l時的邊界條件 得到接著求故障相上的電流分布。這里將接地電阻略去不計，即設(shè)電弧弧道電阻為零，短路點的電位與大地相同，即在x處：。同樣將線路自x處分為前后兩段，如圖5所示，0-x和x-l。根據(jù)式（8）和（9），分別利用兩段上的邊界條件計算得到I'x和I"x，從而故障處的電流為：

圖5

潛供電流示意圖即為潛供電流。前一分量 由非故障相的相間電容耦合產(chǎn)生的電容分量占主要部分，與線路長度基本上呈線性關(guān)系。后一分量是由于相間的互感耦合所引起的，在式（10）互感這部分中，以x=l-x代入，結(jié)果反號，其數(shù)值不變；而x=l/2時，其數(shù)值為零。故可知由互感所引起的電流分量是以線路中點為原點，左右對稱，但是符號相反。

三、潛供電流產(chǎn)生的原理分析

線路發(fā)生單相接地故障時，繼電保護動作，故障相兩側(cè)開關(guān)斷開。因為故障相和非故障相間有電容耦合和電感耦合，使得故障點弧光通道仍有一定的電流流過，該電流就是潛供電流，該電流是以電弧的形式出現(xiàn)的，也稱潛供電弧。當(dāng)高壓線路中發(fā)生A單相接地的時候，兩端斷路器分別斷開，剩余兩相B，C還可以繼續(xù)運行，并維持正常的工作電壓。兩相之間的電容和相間互感的作用，所以故障點處依舊有電流通過，稱之為潛供電流。盡管當(dāng)潛供電流瞬間熄滅后，由于相間電容和互感的耦合作用的存在，在弧隙當(dāng)中出現(xiàn)了恢復(fù)電壓。由于有潛供電流和恢復(fù)電壓的存在，所以增加了故障點自動熄弧的困難程度，必然使得單相自動重合閘閉合失敗，進而導(dǎo)致高壓供電的穩(wěn)定性大大下降。電容分量和電感分量構(gòu)成了潛供電流的兩部分，現(xiàn)實工作中的經(jīng)驗說明在大部分無補償?shù)臈l件下，電容分量起決定性作用。電容分量指的是工作的正常相上的電壓由相間電容向發(fā)生故障處提供電流。感應(yīng)電勢通常由工作相上負載電流在相間互感故障相上產(chǎn)生，相對地電容及高抗在電勢的作用下形成了一定的電路回路，提供此故障點提供了潛供電流的電感分量。在電容和互感的存在下潛供電弧熄滅后，，恢復(fù)電壓在原弧道間生成，，導(dǎo)致了故障點自動熄滅增加非常高的難度，，導(dǎo)致了單相重合閘產(chǎn)生非常高的失敗率。

四、加快熄滅特高壓電網(wǎng)潛供電流方法的研究與討論可以通過借助風(fēng)力以及上升氣流的方法，在潛供電流不足時通過拉長電弧的方法，，在較短時間內(nèi)促使?jié)摴╇娀】焖傧?，確保了單相自動重合閘的高成功率。電弧熄滅的時間會延長很多，尤其是潛供電流十分大時以及恢復(fù)電壓相當(dāng)高時。甚至有些情況導(dǎo)致不能熄滅的現(xiàn)象產(chǎn)生，遇到這些故障時候我們必須針對以上情況采取相關(guān)配套措施。一般針對特高壓電網(wǎng)，歐美發(fā)達國家一般的措施是在超高壓電抗容中性點接小電抗以及HSGG這兩類方法。以下從優(yōu)缺點兩方面針對這兩者辦法進行討論分析。

1、應(yīng)用高壓并聯(lián)電抗器及中性點電抗加快特高壓電網(wǎng)潛供電流熄滅在高壓電路里并聯(lián)電抗器，已達到限制潛供電流值以及恢復(fù)電路電壓值。并聯(lián)電抗器中性點電抗降低潛供電流以及恢復(fù)電壓。通過補償線高壓線路相間電容，使相間接近全補償以及相對地電容，降低潛供電流的電容分量以達到相間阻抗接近無窮大的目的。減少潛供電流的電感分量可以通過加大對地阻抗的措施?？梢酝ㄟ^電路變換，將原有電路相似等價于一個三相星形接地以及一個三角形的六電抗器回路。

2、應(yīng)用快速接地開關(guān)（HSGS）加快特高壓電網(wǎng)潛供電流熄滅我國的電力建設(shè)規(guī)模不斷的發(fā)展，電網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)也再深入加強，以及工頻過電壓不斷降低，使得百公里左右的線路可以不再設(shè)并聯(lián)的電抗器；一些線路甚至也運用了靜態(tài)補償?shù)南嚓P(guān)裝置。當(dāng)遇到這些情況，由于不能簡單的通過并聯(lián)電抗器及中性點小電抗去限制潛供電流的發(fā)生，這時候就必須去可以適當(dāng)?shù)牟扇】焖俳拥亻_關(guān)HSGS。日本及歐美國家提高潛供電弧的熄滅成功率的辦法是通過快速接地開HSGS達到的。立即閉合故障線路兩端HSGS當(dāng)故障相線路兩側(cè)開關(guān)斷開時，電阻較弱的兩端閉合的接地開關(guān)上的電流必須通過將接地點的潛供電流轉(zhuǎn)移到此，同時降低關(guān)聯(lián)的恢復(fù)電壓數(shù)值，使接地點附近發(fā)生的潛供電弧立即熄滅。通過開關(guān)HSGS，利用其滅弧能力將電弧強迫性的熄滅，最后達到重新閉合故障相高壓線路。

五、其他加快特高壓電網(wǎng)潛供電流熄滅的措施經(jīng)過上述兩種措施外，還可運用良導(dǎo)體架空地線以及自適應(yīng)單相自動重合閘的方法。第一種方法可以減小潛供電流的電感分量，以達到限制潛供電流的效果；第二種依據(jù)潛供電弧熄弧的反應(yīng)時間，進而自適應(yīng)地調(diào)整單相重合閘的閉合時間，已達到在保證潛供電弧熄滅的同時提高了系統(tǒng)的相對穩(wěn)定。

結(jié)束語：

綜上所述，我國目前特高壓線路的潛供電流非常高、同時需要的恢復(fù)電壓數(shù)值較大，致使難以將潛供電弧短時間內(nèi)快速的熄滅，導(dǎo)致了單相重合閘的無電流間歇時段受到嚴重的影響以，重合閘成功率變得太低。鑒于目前的狀況，研究關(guān)于潛供電流產(chǎn)生機理理論之上探討了限制潛供電流和加快潛供電弧熄滅的措施及潛供電流的兩種計算方式，以供借鑒。

參考文獻：

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第9篇：高壓電容范文

關(guān)鍵詞：高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測

中圖分類號：F470.6 文獻標(biāo)識碼：A

高壓電氣設(shè)備在電網(wǎng)中具有舉足輕重的地位，其運行狀況是否良好，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)是否安全可靠，一旦其絕緣部分出現(xiàn)缺陷或劣化，就會導(dǎo)致影響設(shè)備和電網(wǎng)安全運行的絕緣故障或事故。且運行經(jīng)驗表明，絕緣故障在電力系統(tǒng)故障中所占的比例較大。因此，高壓電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)水平?jīng)Q定了系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運行，對其進行準確的監(jiān)測也就成為防止事故發(fā)生的重點。對電氣設(shè)備進行監(jiān)測的傳統(tǒng)做法是定期停電進行預(yù)防性試驗和檢修，以便及時獲取設(shè)備的絕緣狀態(tài)信息，防止絕緣事故發(fā)生。

但是，隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，高壓電氣設(shè)備數(shù)量越來越多，這就對其絕緣監(jiān)測提出了更高的要求。而且高壓電氣設(shè)備的絕緣劣化是一個累積和發(fā)展的過程，傳統(tǒng)的監(jiān)測方法難以發(fā)現(xiàn)其潛在的缺陷，故不能滿足電網(wǎng)安全高可靠性的要求。因此，實現(xiàn)高壓電氣設(shè)備絕緣在線、動態(tài)、實時的監(jiān)測，達到由現(xiàn)象判斷本質(zhì)、由局部推測整體以及由當(dāng)前預(yù)測未來的目的，從本質(zhì)上彌補僅靠定期停電預(yù)防性試驗的不足，將成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)設(shè)備絕緣監(jiān)測的重要手段。

一、開展高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)的意義

目前,我國的電力系統(tǒng)對高壓電氣設(shè)備的維護一直使用預(yù)防性試驗檢修維護體制,即周期預(yù)防性試驗。這種周期的試驗檢修存在著以下的幾個問題:

(1)設(shè)備必須周期計劃的停電試驗。一方面:在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天,停電會降低供電企業(yè)的供電可靠性, 對社會會造成負面的影響,也對用電的企業(yè)造成一定的經(jīng)濟損失。另一方面:停電會降低設(shè)備的運行效率,造成對資源的浪費。

(2)性高壓試驗所需的一些設(shè)備、儀器較貴,專業(yè)技術(shù)人員的缺乏,而停電試驗的手續(xù)繁瑣,工作量大,工作時間長,這都會造成資源的浪費和不合理的分配。

(3)設(shè)備定期試驗的盲目性。由于預(yù)防性試驗周期的制定比較的保守,而如果定期的周期檢修試驗,這會出現(xiàn)過多的不必要的停電檢修,而且有些設(shè)備會出現(xiàn)因拆卸、組裝過多而出現(xiàn)損壞。

(4)預(yù)防性試驗規(guī)程的非破壞性試驗的項目中,一般的試驗電壓加的交流電壓都不超過10KV,這比目前電網(wǎng)中35-75KV 的運行電壓要低的多, 這種的試驗性質(zhì)難以全面的、真實的反映設(shè)備存在的潛伏性的故障,而這些潛伏性的故障在高電壓的持續(xù)運行中會不短的發(fā)展下去,從而可能會在預(yù)防性的試驗周期內(nèi)出現(xiàn)重大的電力事故。

因此,這種的預(yù)防性試驗體制在很大的程度上制約電力技術(shù)的發(fā)展,特別是電壓等級越高的設(shè)備,預(yù)防性試驗的實際意義已大大的減弱,甚至失去了預(yù)防的內(nèi)涵。到了 19 世紀 60年代國外的專家已經(jīng)對高壓設(shè)備的維修體制進行了新的探討與研究,并提出了狀態(tài)檢修的新理念。可惜我國解放后的電力發(fā)展的較慢,只是到了 80 年代才得到較快的發(fā)展。但狀態(tài)檢修的新理念還沒有真正的運用到電力系統(tǒng)的生產(chǎn)實踐中去,只是在近幾年來這種新理念才在實際的工作中得到廣泛的運用。而所謂的狀態(tài)檢修的技術(shù)支撐那就是在線監(jiān)測。對于絕緣在線監(jiān)測那就是在運行的狀態(tài)下結(jié)合傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、信號處理以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等對設(shè)備的絕緣狀況進行在線化的實時監(jiān)測,而且在監(jiān)測的過程中不改變系統(tǒng)的運行方式, 能保證測量的準確性。因此,大力的開展絕緣在線監(jiān)測技術(shù)具有特別重要的現(xiàn)實意義,是電力系統(tǒng)技術(shù)管理發(fā)展的必然趨勢。

二、傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗存在的缺點

（1） 試驗時需要停電，造成少送電和少發(fā)電。特殊情況下，由于設(shè)備不能停電造成漏試而形成安全隱患。

（2） 測試程序復(fù)雜 、工作量大、時間集中。而且易受人為因素影響。

（3） 試驗周期長，不能及時發(fā)現(xiàn) 、診斷出一些發(fā)展較快的缺陷。

（4） 試驗電壓低，可能遠遠低于設(shè)備實際的工作電壓，而且由于試驗期間斷電，不能真實地反映設(shè)備在運行狀態(tài)下的電場、磁場、溫度和環(huán)境等影響，因而診斷的結(jié)果未必符合實際運行狀態(tài)。

三、高壓電氣設(shè)備在線絕緣監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

所謂電力設(shè)備在線監(jiān)測就是利用傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、信號處理以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，對正在運行的電氣設(shè)備絕緣狀況進行信號采集，并對其傳輸數(shù)據(jù)進行邏輯判斷分析，實時地對電力設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測和診斷。

與傳統(tǒng)的定期停電預(yù)防性試驗相比，在線監(jiān)測可大大提高電氣設(shè)備測試的真實性和靈敏度，在設(shè)備的運行狀態(tài)下進行直接測試，不必安排停電預(yù)試，可及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣缺陷，連續(xù)掌握設(shè)備絕緣變化趨勢等。同時，在線監(jiān)測還可以根據(jù)設(shè)備絕緣在線監(jiān)測結(jié)果選擇不同的試驗周期，提高試驗的有效性。因此，開展在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用，對提高設(shè)備絕緣參數(shù)采集的真實性與可靠性具有重要的現(xiàn)實意義。

1、發(fā)電機的絕緣在線監(jiān)測

絕緣是發(fā)電機發(fā)生事故概率最高的部分。其中電氣方面占主要因素，國內(nèi)外均把絕緣作為發(fā)電機在線監(jiān)測的主要項目?，F(xiàn)在廣泛采用局部放電來監(jiān)測發(fā)電機絕緣狀況。

2、 變壓器的絕緣在線監(jiān)測

變壓器的絕緣在線監(jiān)測主要以絕緣油中分解氣體含量和以及局部放電量來評估其絕緣狀態(tài)。需要檢測的氣體包括 H2、C2H2、CO、CH4、C2H6等，通過這些氣體的含量能夠判斷變壓器的內(nèi)部故障。變壓器有機絕緣逐漸老化并最終擊穿的主要原因是局部放電，所以局部放電量的監(jiān)測也是變壓器絕緣監(jiān)測的重點，目前，可以通過脈沖電流法和超聲波探測法來監(jiān)測局部放電情況。

3、 電容型高壓電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測研究和大量試驗證明，監(jiān)測交流泄漏電流對容性設(shè)備的整體受潮程度反映靈敏，而介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）值對檢測局部劣化以及局部缺陷反映靈敏。所以電容型高壓電氣設(shè)備（電流互感器、電容式電壓互感器、耦合電容器、變壓器套管）主要監(jiān)測其交流泄漏電流、等值電容、介質(zhì)損耗角正切值等。

4、 氧化鋅避雷器的絕緣在線監(jiān)測

受潮和老化是氧化鋅避雷器閥片劣化的主要起因，而避雷器運行期間通過閥片的泄露電流是加速閥片老化的主要因素，所以對避雷器泄露電流進行監(jiān)測并與歷史數(shù)據(jù)進行比照分析，即能發(fā)現(xiàn)其絕緣缺陷。

5、 GIS 的絕緣在線監(jiān)測

GIS 的絕緣在線監(jiān)測包括化學(xué)、電和機械等方法?；瘜W(xué)方法采用SF6分解產(chǎn)物的氣體分析來檢測局部放電和局部過熱；電的方法采用外電極、內(nèi)電極和磁耦合方法測量 GIS 護套電勢來檢測局部放電；機械方法采用一個高靈敏性的壓電加速傳感器和超聲波傳感器來檢測在局部放電或絕緣故障時產(chǎn)生的機械振動和彈性波。

四、在線監(jiān)測功能要點分析

高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)主要選擇了鐵芯、變壓器、套管、電容式電壓互感器、電流互感器、氧化鋅避雷器、高壓開關(guān)柜和GIS 等主要被測設(shè)備。其既能對帶電設(shè)備的絕緣特性參數(shù)實時測量，又能對獲取數(shù)據(jù)進行分析處理，一般具有以下功能：

（1）鐵芯監(jiān)測其泄漏電流，同時監(jiān)測和記錄現(xiàn)場溫度、濕度及瓷裙表面污穢電流等環(huán)境參數(shù)，掌握影響其缺陷的內(nèi)外部因素；

（2）變壓器類充油設(shè)備測量絕緣油的內(nèi)部可燃性氣體變化情況，掌握設(shè)備內(nèi)部有無過熱放電等缺陷情況；

（3）電流互感器、變壓器套管、電容式電壓互感器等容性設(shè)備測量其泄漏電流和介質(zhì)損耗角正切值，掌握其內(nèi)部的受潮和絕緣老化及損壞缺陷；

（4）避雷器主要測量在運行中的泄漏全電流、容性電流及阻性電流變化情況，掌握其內(nèi)部的絕緣受潮以及閥片的老化情況；

（5）高壓開關(guān)柜監(jiān)測泄漏電流、介質(zhì)損耗角正切值等，從而獲取有關(guān)絕緣信號的波形，掌握其內(nèi)部絕緣部分的缺陷或劣化、導(dǎo)電連接部分的接觸不良等相關(guān)絕緣狀況。

但由于絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)工作的實時性，被監(jiān)測電氣設(shè)備通常均帶有高壓，或者被監(jiān)測電氣設(shè)備和取樣裝置、傳輸系統(tǒng)等都處于較強的電磁干擾中，而被測信號相對較弱，因此，測量容易受周圍其他帶電設(shè)備或接地體的影響。所以，對整套在線監(jiān)測系統(tǒng)來說，要保證其測量準確、性能穩(wěn)定，就必須達到以下性能：

（1）監(jiān)測不受變電站強電磁干擾的影響，在系統(tǒng)操作過電壓、雷電過電壓作用下具有自保護性，不發(fā)生性能變化和軟件損壞現(xiàn)象；

（2）檢測信號傳輸好，不發(fā)生失真且對其附近其他信號無影響，同時也不受其他信號的干擾；

（3）具有專家分析功能，能夠智能化判斷設(shè)備內(nèi)部的絕緣狀態(tài)；

（4）系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)能夠遠程傳輸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

結(jié)語

高壓電氣設(shè)備絕緣在線檢測技術(shù)能夠及時發(fā)現(xiàn)和檢測出設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)的變化，對設(shè)備絕緣故障及時處理，保證電網(wǎng)的安全運行。他是一門綜合性的科學(xué)技術(shù)，它集高電壓技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、測試技術(shù)為一體。傳感器技術(shù)、數(shù)字信號傳輸技術(shù)、狀態(tài)診斷方法是它的關(guān)鍵。相信在不久的將來，會出現(xiàn)性能優(yōu)良的在線監(jiān)測系統(tǒng)，從而為電力系統(tǒng)的安全運行發(fā)揮重要作用。

【參考文獻】