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。
关键词: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59.24%,按容量计占64.03%。而某省电力部门1990~1998年连续九年的统计表明,在已投运的8.646Gvar电容器中,膜纸复合产品的容量故障率为0.46%,而全膜产品(大部分是进口产品)的容量故障率却高达11.88%,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*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*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:①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;②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10~35kV级而言,开断时间通常为2.5~3.0周波左右,亦即50~60ms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50~60ms。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)保护为主保护”是一条基本原则的话,那末,上述时限就得千方百计满足,以确保电容器的*运行。如不遵守这一原则,发生恶性事故的可能性恐怕在所难免。当然,由于断路器拒动酿成的大祸也是有的,这不能和上面的情况混为一谈。
电容器是一种容纳电荷的器件,是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制等方面。关于电容器的检测,主要分为三大类:固定电容器的检测、电解电容器的检测、可变电容器的检测。
一、固定电容器的检测
1、检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表进行测量,只能定性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象。测量时,可选用万用表R×10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿。
2、检测10PF~0.01μF固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上,且穿透电流可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针摆幅度加大,从而便于观察。应注意的是:在测试操作时,特别是在测较小容量的电容时,要反复调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。
3、对于0.01μF以上的固定电容,可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。
二、电解电容器的检测
1、因为电解电容的容量较一般固定电容大得多,所以,测量时,应针对不同容量选用合适的量程。根据经验,一般情况下,1~47μF间的电容,可用R×1k挡测量,大于47μF的电容可用R×100挡测量。
2、将万用表红表笔接负极,黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻,此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明,电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上,否则,将不能正常工作。在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即表针不动,则说明容量消失或内部断路;如果所测阻值很小或为零,说明电容漏电大或已击穿损坏,不能再使用。
3、对于正、负极标志不明的电解电容器,可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻,记住其大小,然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。
4、使用万用表电阻挡,采用给电解电容进行正、反向充电的方法,根据指针向右摆动幅度的大小,可估测出电解电容的容量。
三、可变电容器的检测
1、用手轻轻旋动转轴,应感觉十分平滑,不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时,转轴不应有松动的现象。
2、用一只手旋动转轴,另一只手轻摸动片组的外缘,不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器,是不能再继续使用的。
3、将万用表置于R×10k挡,一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端,另一只手将转轴缓缓旋动几个来回,万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中,如果指针有时指向零,说明动片和定片之间存在短路点;如果碰到某一角度,万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值,说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象。
一、检查是否有碰片、短路:用万用表R ×10K档,把红、黑表笔分别接在定片和动片脚上,慢慢转动转轴,若表针摆动,说明电容器在这位置上短路碰片了。若动片不管转到哪里,表针都指在∞位置,说明此电容器是正常的。
二、检查电容器毛病:当转动收音机里的电位器时,会不断地听到“克勒”、“克勒”的声音,这一般都是可变电容器接触不良所致(在没有其它故障的情况下)。
三、可变电容只能转动180°。如果电容器能转过360°,说明定位脚已经损坏了。这样的可变电容器会使刻度上的电台位置弄乱。
四、如果发现某电台在某位置上有播音声时又突然没有声音了,过一会儿又有声音,说明此可变电容器有碰片的故障。
五、用万用表电阻档粗略鉴别5000PF以上容量电容的好坏 用万用表电阻档可大致鉴别5000PF以上电容器的好坏(5000PF以下者只能判断电容器内部是否被击穿)。检查时把电阻档量程放在量程高档值,两表笔分别与电容器两端接触,这时指针快速的摆动一下然后复原,反向连接,摆动的幅度比*次更大,而后又复原。这样的电容器是好的。 电容器的容量越大,测量时电表指针摆动越大,指 针复原的时间也较长,我们可以根据电表指针摆动的大小来比较两个电容器容量的大小。