关于金属化膜高压并联电容器几个问题的探讨_secret

1、关于金属化膜高压并联电容器几个问题的探讨摘 要：对金属化膜高压并联电容器内熔丝的考核方法、不自愈时的保护以及与断路器开断时间的配合等问题进行了讨论。 关键字：金属化膜 并联电容器 内熔丝 试验方法 保护 开断时间 金属化膜低压并联电容器已经有30余年的历史了。现在尽管还在不断地提高和创新，但早已被人们普遍接受，因而完全取代了老式的油浸式产品。而高压并联电 容器，暂且不谈金属化膜产品，就以油浸式产品而论，还是膜纸复合产品用量居多，而且较为可靠。据不完全统计，至2000年底，我国（未计台湾、香港和澳门 地区）高压并联电容器的总装机容量约为168Gvar左右，其中绝大多数是膜纸复合产品。全膜电容器虽

2、然走过了20余年的艰难历程，只是近两年全膜产品的 产量才超过膜纸复合产品。以2000年为例，按行业12个厂家的统计，高压并联电容器中，全膜产品按台数计占5924，按容量计占6403。而某 省电力部门19901998年连续九年的统计表明，在已投运的8646Gvar电容器中，膜纸复合产品的容量故障率为046，而全膜产品（大部分 是进口产品）的容量故障率却高达1188，后者是前者的近26倍！这充分说明，一类新产品的研制成功并非易事！金属化膜高压并联电容器从20世纪80年代才开始研制，至今在国外仍因种种原因而未在市场上占主导地位。我国的起步要晚得多，从桂林电力电容器总厂开 创性的研究工作开始计算，仅仅

3、六七年光景。但产品上市的速度却大大高于国外。作者认为，我们的此类产品还处在成长期，加之市场需求过旺，该类产品在运行中 出了一些问题，应当属于产品成长期的正常情况。与上述全膜并联电容器的发展情况比较，似乎不应该感到意外。当然，我们有责任抓紧研究，让它日趋完善，以满 足用户不断增长的需要。为此，下面想从几个方面发表几点拙见。首先是对内熔丝的考核方法。这似乎是一个不成问题的问题。因为各国标准都有规定，而且基本一致。但作者认为，这种用铁钉对有内熔丝的元件造成人为短 路，用来考核内熔丝保护是否可靠的方法，仅仅对油浸式膜纸和全膜电容器适合，而对金属化膜电容器就不能认为是合适的了！因为此种方法从根本上讲，不

4、能模拟 金属化膜电容器击穿瞬间的工况，这一点恐怕是大家的共识，不必为之再费笔墨了。那么，为什么还要用此方法来考核金属化膜电容器中的“内熔丝”呢？我想答案 也许只有一个：严格执行标准！这当然无可非议。但是，人们不禁要问：用这样的方法考核后“合格”的产品，能在纷繁复杂的运行工况中经受住考验吗？近年来仅 作者所知的若干情况，已经能给出否定的答案。所以我认为，研制者切不可因为试验通过后产品运行时就高枕无忧了，而应该补充额外的但又非常必要的针对性强的 试验项目，严格考核，以确保产品出厂后安全可靠运行。其次是“自愈性”。人所共知，这正是金属化膜电容器的独特优点。很可能就是这一优点，吸引了不少人的目光，想方

5、设法要把它推而广之，让它也在高压并联 电容器领域一显身手，这无疑有着诱人的前景。同时人们也没有忘记，金属化膜电容器的“自愈性”并非无处不在、无时不有；而令人费解的是普遍承认、但却大多 有意（应读做相信上述考核试验结果）或无意的予以忽视，或者说措施不能满足真实要求。既然不自愈或自愈失败的现象时有发生，而且此时故障处的绝缘电阻不降 低到零，而是欧姆级至兆欧级的某个不确定的值，那末这一根小小的熔丝怎么能对如此不同的情况给予可靠的保护呢？也许有人会说，这时无需熔丝劳神，元件还可 继续工作。事实上这种元件也确实还在继续运行，但绝非令人放心地安全运行。为此我们不妨假定故障后的残留阻值为几十欧或百欧级，那时

6、该元件的温度必然会升 高，这一点在运行中已经得到充分证明。这种温升不能归咎于元件端部局部放电所致：投运初期也有局部放电现象出现，但是未见元件表面温度升高，此种温度大 幅度升高只能认为是不自愈出现后的结果；经对在室内运行的电容器组元件表面温度的实际测试，竟达80甚至还高一些。再次是保护动作时限。大家知道，目前投运电容器一般都用真空断路器或六氟化硫断路器，以1035kV级而言，开断时间通常为2530周波左 右，亦即5060ms的时间。尽管如此之迅速，但仍时有不能防止故障电容器组事故扩大的情况出现。比如电容器爆裂着火后断路器才跳闸。虽然这种现象原因 极其复杂，很难三言两语给出一个明确而又为大家公认的简要说法，但有一点似乎可以明白，那就是断路器的动作时间还过长，没能赶在事故扩大前切断电源；或者 说有些时候事故扩大所需的时间小于5060ms。这就是说，即使加上继电保护出口继电器的动作时间在内，总的开断时间也在100ms左右。如果仍然视 “继电保护为后备保护，电容器内部的固有（因设计而定下来的）保护为主