電力電容器培訓資料

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 電力電容器（培訓）一、電力電容器簡介電力電容器主要應用在電力系統(tǒng)，但在工業(yè)生產設備及高電壓試驗方面也有廣泛地應用。按使用電壓的高低可分為高壓電力電容器和低壓電力電容器，以額定電壓1000V為界。高壓電力電容器一般為油浸電容器，而低壓電力電容器多為自愈式電容器（在金屬化電容器問世前也生產油浸低壓電容器），自愈式電容器也稱金屬化電容器。1.名詞解釋（1） 電容：電容器的電容是表征電容器儲存電荷能力的參數。 電容值稱為電容量，計量單位為法拉（F），常用派生單位為微法（F）、微微法（F或pF）。對于平板電容 式中 真空介電常數； 相對介電系數 （也稱相對電容率，相對于真空的

2、相對介電常數）； 電容極板間的距離 （）； 電容器極板面積 （）。通常所說的介電常數都是指相對介電常數。對于卷繞電容器 （極板兩面起作用） 式中 極板寬度（）； 極板長度 （）； 極間介質厚度 （）。（2）電容器的儲能電容器的儲能是指電容器充電后在極板間儲存的能量。即 式中 電容器的電容 （）； 電容器極板間的電壓 （）。（3）電容器的容量 在交流電壓作用下，電容器的容量（或無功功率）為式中 電容器的電容電流 （）； 對電容器施加的電壓 （kV）； 施加電壓的頻率 （）； 電容器的電容 （）。2. 電力電容器的分類和用途（1） 并聯電容器 并聯電容器是并聯補償電容器的簡稱，與需補償設備并聯連接

3、于50Hz或60Hz交流電力系統(tǒng)中，用于補償感性無功功率，改善功率因數和電壓質量，降低線路損耗，提高系統(tǒng)或變壓器的輸出功率。并聯電容器又由可分為：(a) 高壓并聯電容器，其額定電壓在1.0kV以上，大多為油浸電容器；(b) 低壓并聯電容器，其額定電壓在1.0kV及下，大多為自愈式電容器，以前曾生過油浸低壓電容器。現在已經不多見了；(c) 自愈式低壓并聯電容器，其額定電壓在1.0kV及下；(d) 集合式并聯電容器（也稱密集型電容器），準確地說應該稱作并聯電容器組，額定電壓在3.566kV；(e) 箱式電容器，其額定電壓多在3.535kV，與集合式電容器的區(qū)別是：集合式電容器是由電容器單元（單臺電

4、容器有時也叫電容器單元）串并聯組成，放置于金屬箱內。箱式電容器是由元件串并聯組成芯子，放置于金屬箱內。(2) 串聯電容器串聯連接于50Hz或60Hz交流電力系統(tǒng)線路中，用以補償電力線路的感抗，減少線路電壓降落，增大傳輸容量，提高線路電壓的穩(wěn)定性。其額定電壓多在2.0kV以下。(3) 交流濾波電容器 與電抗器、電阻器連接在一起組成交流濾波器，接于50Hz或60Hz交流電力系統(tǒng)中，用來對一種或多種諧波電流提供低阻抗通道，降低網絡諧波水平，改善系統(tǒng)的功率因數。其額定電壓在15kV及以下。(4) 耦合電容器在電力線路載波（PLC）系統(tǒng)中利用高電壓輸電線路作為通訊的載體，在接收端通過耦合電容器將輸電線路

5、中的高壓電隔離取出高頻載波信號，其額定電壓多為110/3500/3kV。(5) 直流濾波電容器用于高壓整流濾波裝置及高壓直流輸電中。濾除殘余交流成份，減少直流中的紋波，提高直流輸電的質量。其額定電壓多在12kV左右。(6) 電熱電容器在40024000Hz范圍內的感應加熱電氣系統(tǒng)中，用于提高功率因數或改善回路特性。其額定電壓在3.0kV及以下。通常設有水冷卻裝置。(7) 斷路器電容器（均壓電容器）并聯連接在交流高壓斷路器的斷口上，用以改善電壓分布。其額定電壓在40180kV。(8) 脈沖電容器用于沖擊電壓、沖擊電流發(fā)生器，沖擊分壓器、振蕩回路和續(xù)接脈沖裝置。其額定電壓在1500 kV。(9)

6、壓縮氣體標準電容器與高壓電橋相配合用于測量絕緣介質以及高壓電氣設備的電容和損耗角正切，也可作為分壓電容器用。為了減少介質損耗對測量造成誤差，其本身的介質損耗要盡可能的小，因此其介質都為氣體，主要有潔凈而干燥的六氟化硫、氮氣或空氣,其額定電壓多在101200 kV。在用于測量時其電容值在100pF左右，其標牌上都以實測值標示。3.電力電容器裝置由單臺電容器與其它有關器件配套組成的滿足一定要求的設備。(1)并聯補償電容器裝置（TBB）變電、輸電和用電設備中大都是感性負荷，這就加大了輸變電設備的視在功率，加大了系統(tǒng)中的電流。在系統(tǒng)中并聯接入電容器裝置后，由于流過電容器的容性電流與系統(tǒng)中的感性電流相位

7、相反，抵消一部分感性電流，因而減少了系統(tǒng)中的電流，減輕了輸變電設備的負荷。提高了輸出能力，也就是提高了功率因數。電容器作為無功補償應用時，一般大多是成組成套裝置。電容器的無功補償作用原理如圖1.1所示圖1.1 電容器無功補償原理圖并補電容器裝置的接線圖入圖1.2所示。圖1.2并聯補償電容器裝置接線圖圖中：QS 斷路器，其作用是關、合電容器組；QF 隔離開關，其作用是：在開斷電容器組后打開，以防止斷路器誤合造成事故。操作順序是在斷路器開斷后打開，在斷路器合閘前先關合；K 接地開關，在斷路器合閘前打開，在斷路器開斷后合上，以防止斷路器誤合造成人身或設備事故；BL 避雷器，現多用金屬氧化物避雷器，以

8、前曾用碳化硅避雷器，現在幾乎已被淘汰，其作用是過電壓保護（雷電過電壓和操作過電壓）；RD 熔斷器，其作用是切除單臺故障電容器，在設備安全允許切除臺數之內時，讓電容器裝置繼續(xù)運行；FD 放電線圈，其作用是在裝置退出運行時，將電容器中殘存的電荷放掉，其具體要求是在規(guī)定的時間內（標準規(guī)定，5s），電容器兩端的殘存電壓降到規(guī)定值（標準歸規(guī)定，50V），以保證人員和裝置在再次合閘的安全。放電線圈的二次電壓提供繼電保護的信號；L 串聯電抗器，其作用是抑制合閘涌流和抑制電力系統(tǒng)的諧波放大。當僅需抑制合閘涌流時選擇電抗率為0.11的串聯電抗器，當需抑制5次諧波放大時選用電抗率4.56的電抗器，當需抑制3次諧波

9、放大時選用電抗率1213的電抗器。電抗率一般用K表示，其數值為電抗器的感抗與電容器的容抗的比值百分數表示,即K=XL/XC ,XL=L,XC=1/C。（2）并聯電容器裝置的繼電保護并聯電容器裝置都設有繼電保護措施，電容器在長期運行中很難避免出故障，繼電保護的目的是在電容器單元故障數量在一定的允許范圍內，只通過熔斷器切除故障電容器，讓電容器裝置繼續(xù)運行，當故障電容器超限量時立即通過繼電保護裝置發(fā)出指令，切除整個裝置，以防止事故擴大。繼電保護是對在電容器裝置的保護，而對于電容器本身的保護中分為外熔斷器保護（如前述）和內熔絲保護，外熔斷器保護是針對整臺電容器，而內熔絲保護是針對電容器內的元件。因此在

10、電容器設計時就分為有內熔絲和無內熔絲兩種。外熔斷器保護是單臺電容器，在使用時與單臺電容器串接，繼電保護是以單臺故障電容器數量設限，內熔絲是保護電容器內部的元件，使用時與元件串接，繼電保護是以故障元件數量設限。繼電保護方式A）開口三角電壓保護開口三角電壓保護接線如圖1.3。圖1.3開口三角電壓保護接線圖當某相電容器組中電容器單元（或元件）故障數達到限定數量時 ，由于三相阻抗不平衡，中性點偏移，每相電容器組兩端的電壓發(fā)生變化，反應在放電線圈兩端的電壓變化，由于放電線圈二次側接成開口三角形，開口端原本電壓為零，不平衡后就產生了一定數量值的開口電壓，電容器單元（或元件）故障數越多，開口電壓越大，與限定

11、故障數對應的電壓就是繼電器的動作電壓，也就是發(fā)出斷路器打開指令的啟動電壓，斷路器斷開，電容器裝置退出運行。B）電壓差壓保護差壓保護接線如圖1.4。電容器組每相由兩個電壓相等的串聯段組成與其并聯連接的放電線圈一次側由兩段電壓相等的線圈串聯，二次側由兩個電壓相等的獨立線圈并聯開口接線，在開口處獲取繼電保護電壓。當電容器單元出線故障時，產生差壓信號，故障電容器單元（或元件）達到保 圖1.4差壓保護接線圖護設限數量時，繼電保護啟動，切除電容器裝置。C）中性點不平衡電流保護中性點不平衡電流保護接線示意如圖1.5。 圖1.5中性點不平衡保護接線圖采用中性點不平衡電流保護時，電容器組要接成雙星接線方式，即把

12、電容器組分成容量相等的兩個星形接線，這樣每相上的電容器都分成兩個支路，在一個支路電容器出現故障電容器（或元件）時，相應的中性點電位發(fā)生偏移，三相電流不平衡，另一星形三相電流未失平衡，在兩個中性點之間裝設電流互感器，取出不平衡電流作為繼電保護值，達到預設值時，啟動保護程序，切除電容器裝置。D）橋式差動電流保護橋式差動電流保護的接線圖1.6。 圖1.6橋差保護原理圖當電容器組每相的串聯段數為偶數并可分為兩個支路時，在其中部橋接一臺電流互感器獲取保護動作信號。在電容器裝置正常運行時，四個橋臂的阻抗相等電流互感器中無電流。如電容器單元（或元件）出現故障，故障臂阻抗變化，電流互感器中有電流流過，超過保護

13、設限時，啟動保護程序，切除電容器裝置。各種保護的具體計算方法在此不作介紹了。但在計算時，注意電容器故障的計算前提：故障電容器單元（或元件）都出現在同一并聯段。(2) 高壓交流濾波裝置（TAL）高壓交流濾波裝置是由高壓交流濾波電容器與電抗器、電阻器連接在一起組成交流濾波裝置，并聯連接于50Hz或60Hz的高壓交流電力系統(tǒng)中，用來對一種或多種諧波電流提供一個低阻抗通道，降低網絡諧波水平，同時也改善系統(tǒng)的功率因數。其簡單原理圖如圖所示。該圖為單調諧濾波器示意圖，單調諧濾波器是調諧一個諧波頻率（一般是低階特征諧波）的串聯RLC電路。其阻抗由下式給出在諧振頻率下，這個阻抗減小到R，其諧振角頻率為 式中

14、n=2f 則f 就是要濾除的諧波頻率。為了濾波效果更好，通常設計時電阻R取值較小，即Q值（Q=L/R或1/CR）較高, 這有利于提高濾波效果。下列各圖為阻尼濾波器的示意圖，它是濾除某一高次及以上次數的諧波，故也稱為高通濾波器，高通濾波器有一階的、二階的、三階的和C形的。 （a）一階的 （b）2 階的 （c）三階的 （d）C型的整套濾波裝置一般有若干個低頻單調諧濾波通道和一個高通濾波通道組成。高通濾波通道是濾除單調諧濾波通道濾除頻率以外的更高次諧波的通道。有關濾波裝置的詳細情況比較復雜，在此不作更深入的介紹。濾波裝置在工頻下其電容器的容抗都大于感抗，因此還能向工頻電網系統(tǒng)提供無功補償，（在這一點

15、上其作用和并聯電容器有同樣的作用）。 下圖是一個濾波裝置設計實例。圖上方的數字為濾除諧波的次數（3）電容式電壓互感器(TYD)電容式電壓互感器由電容分壓器和電磁單元組成，使電磁單元的二次電壓實質上正比于一次電壓，且相位差在連結方向正確時接近于零。 電容式電壓互感器的用途：主要用于測量、計量、保護和通訊。電容式電壓互感器的接線原理如圖1.6。圖中： C1 高壓電容；C2低壓電容；L補償電抗器；XY限壓器； T中間變壓器； 1a,1n主二次第一線圈接線端子；2a,2n主二次的第二線圈接線端子；da,dn剩余 圖1.6 電容式電壓互感器接線原理圖繞組接線端子；Z 阻尼器；耦合電容器低壓端子（也稱通訊

16、端子）。工作原理線路電壓由C1與C2分壓，C2上的電壓提供給中間變壓器T，在其主二次接線端子間獲取線路的實測值，用于測量和計量。采用調節(jié)變壓器的一次線圈匝數來調整比值誤差，采用調節(jié)電抗器L的感抗值來調整相角誤差。剩余繞組間接有阻尼器Z用于阻尼鐵磁諧振。限壓器XY的作用是保護補償電抗器L上的諧振過電壓。在不用通訊功能時端子短接，當使用通訊功能時，在端子間接入結合濾波器，其小電感特性對工頻測量無影響，而高頻通訊載波信號（30500kHZ）電壓則幾乎全部加在結合濾波器兩端，這就幾乎相互都不受影響的進行測量和通訊。三臺電容式電壓互感器分別接入輸變電線路的A、B、C 母線上，將二次側剩余繞組接成開口三角

17、形，線路正常運行時，開口電壓為零，當任一相母線發(fā)生對地短路時，開口電壓為剩余繞組的額定電壓值，啟動保護措施，停電檢修。這就是電容式電壓互感器的保護功能。附錄電力電容器產品型號的編制方法（JB/T7114××××）（摘錄）1 型號表示方法1. 單臺電容器型號的表示方法型號中的代號組成。型號中的字母均為漢字拼音大寫字母。1.1.1系列代號 表1 電容器系列代號系列代號字 母 含 義系列代號字母含義A交流濾波電容器M脈沖電容器B并聯電容器O耦合電容器C串聯電容器R感應加熱裝置用電容器D直流濾波電容器X諧振電容器E交流電動機電容器Y標準電容器F防護電容器Z直流電

18、容器J均壓電容器ZO直流耦合電容器1.1.2浸漬介質代號 表2 浸漬介質代號浸漬介質代號字母含義浸漬介質代號字母含義A芐基甲苯K空氣B異丙基聯苯L六氟化硫C蓖麻油S石臘D氮氣W烷基苯F二芳基乙烷Z菜子油G硅油注：當浸漬介質為幾種混合介質的混合物時，只表示主要浸漬介質的代號1.1.3極間主介質代號表 表3 極間主介質代號極 間 主 介 質 代 號字 母 含 義D氮氣F膜紙復合L六氟化硫M全膜MJ金屬化膜1.1.4結構代號集合式電容器的結構代號為H，充氮氣的集合式電容器結構代號為HD，充六氟化硫氣體的集合式電容器結構代號為HL。1.15第一特征號用以表示電容器的額定電壓，單位為kV（E系列交流電動

19、機電容器的單位為V）。集合式電容器是用線電壓（系統(tǒng)標稱電壓）表示。1.16第二特征號用以表示電容器的額定容量或額定電容，額定容量的單位為kvar，額定電容的單位為F（Y系列標準電容器的單位為pF）。1.17第三特征號 用以表示并聯、串聯、交流濾波電容器的相數或感應加熱裝置用電容器的額定頻率。單相以“1”表示，三相以“3”表示；感應加熱裝置用電容器的額定頻率的單位為kHz。1.1.8尾注號用以表示電容器的主要結構特征和使用特征，用大寫漢字拼音字母表示。見表4 表4 尾注號字母尾注號字母字 母 含 義尾注號字母字 母 含 義F中性點非有效接地系統(tǒng)使用S水冷式（自冷不用字母）G高原地區(qū)使用TH濕熱帶

20、地區(qū)使用H污穢地區(qū)使用W戶外使用（戶內不用字母）K有防爆要求地區(qū)使用 注：字母F、H僅耦合電容器術1.2電容器裝置型號的表示方法 型號中的代號組成1.2.1裝置代號用以表示電容器裝置，有大寫拼音字母“T”表示1.2.2裝置系列代號 表5 裝置系列代號系列代號字 母 含 義系列代號字 母 含 義AL交流濾波電容器裝置JB截波裝置BB并聯補償電容器裝置RF交流電容分壓器CB串聯補償電容器裝置YD電容式電壓互感器CL沖擊電流發(fā)生器ZF阻容分壓器CY沖擊電壓發(fā)生器ZY直流電壓發(fā)生器DL直流濾波電容器裝置DB靜止型動態(tài)無功補償裝置1.2.3第一特征號用以表示裝置的額定電壓，單位為Kv。大多裝置用系統(tǒng)標稱

21、電壓（線壓）表示，但電容式電壓互器用系統(tǒng)標稱電壓除以3（相壓）表示。1.2.4第二特征號用以表示裝置的容量、額定電容或額定電流，額定電流的單位為kvar，（DB系列的單位為Mvar）,額定電容的的單位為F，額定電流的單位為 kA或mA.1.2.5第三特征代號用以表示串聯、交流濾波電容器裝置的相數，單相用“1”表示，三相用“3”表示。1.2.6尾注號對于高壓并聯、串聯、高壓交流濾波電容器裝置尾注號用以表示主接線方式和電容器組的繼電保護方式，字母含義間表。 表6 裝置尾注好號的一個字母字 母含 義 A單星型（Y接線） B雙星形（YY接線） C三星型（Y Y Y接線）表7 裝置尾注號的第二個字母字

22、母含 義C電壓差動保護L中性點不平衡電流保護K開口三角電壓保護Q橋差不平衡電流保護Y中性點不平衡電壓保護 表8 電容式電壓互感器尾注號字母字 母含 義F中性點非有效接地系統(tǒng)G高原地區(qū)使用H污穢地區(qū)使用TH濕熱帶地區(qū)使用 注：各表中代號為黑體字母者均為本企業(yè)常用產品型號的代號字母。1.3型號舉例1.3.1單臺電容器（電容器單元）并聯電容器(油浸)BFF11/32001 BFM113341W BAM124461W交流濾波電容器 AFF8.65312.61W AFM7.32301.31W AAM12.6405.21W集合式電容器 BFMH1036003W BFFH3572003W1.3.2電容器裝置

23、 并聯電容器裝置 TBB104800AK TBB356000BL 濾波電容器裝置 TAL1020001AQ 電容式電壓互感器TYD220/30.005H TYD110/30.0021TH提醒：在單臺電容器的型號中其電壓值為額定電壓，在成套裝置中的電壓值采用系統(tǒng)電壓標稱值。4.電容器單元設計.設計舉例:1.設計依據產品使用條件和技術要求是設計時的依據。使用條件主要為：產品為戶內式還是戶外式；安裝地點的海拔高度；周圍空氣的最高溫度和最低溫度；相對濕度；污穢和鹽霧情況等。技術要求主要為：產品的額定電壓；標稱電容值及實測電容器值對標稱值的誤差；有無內放電電阻；有無內熔絲；有關電容器的國家標準和行業(yè)標準

24、及用戶提出的特殊要求。2.電容器的結構各種電容器的結構根據其種類不同差別很大，在此不作一一介紹，可參看實物。但其核心部分芯子都大同小異。1）單臺電容器的構成:主要包括:箱蓋、油箱、心子、銘牌等。2）單臺電容器產品的基本設計過程:產品的設計核心部分為元件。假設所設計的產品為全膜介質并聯電容器,型號為:BAM11/3-200-1W,進而定出該產品的額定值和基本結構見下表:額定電壓(kV)額定頻率(Hz)額定容量(kvar)相數元件結構環(huán)境介質引出端子11/3502001引箔或凸箔結構戶外浸芐基甲苯,采用全膜介質2個端子元件的串聯數;元件的額定電壓通常不高于2kV,故元件的串聯組數為:Un電容器的額

25、定電壓（V）；取下一位整數，則元件的串聯組數n取4。電容器的總電容值：N為額定角頻率；N=2f=314PN為電容器的額定容量（kvar）；電容器的內部并聯數的確定：根據經驗此電容器的內部并聯數m取10。內部元件電容量的計算：元件參數計算：元件采用全膜聚丙烯薄膜浸芐基甲苯絕緣油，鋁箔凸出折邊結構。元件結構參數見下表：固體介質液體介質薄膜尺寸鋁箔尺寸極板有限寬度心軸直徑鋁箔折邊寬度鋁箔凸出寬度極板結構三層10m聚丙烯薄膜芐基甲苯(M/DBT)335X0.01335X0.0063158555見CAD元件圖紙為了使電容器易于浸漬和在浸漬后仍能保持一定的油隙,元件的壓緊系數初定為K=0.85,元件的額定

26、電壓為:元件的平均工作場強為:當K=0.85時,極間介質的電容率(介電常數): i浸漬劑的電容率；f聚丙烯薄膜的電容率； K壓緊系數（K=0.85）。元件圈數：式中：D0心軸直徑（cm）； DAL鋁箔極板厚度（M）； bAL鋁箔極板有限寬度（cm）；CeN元件額定電容（F）。元件厚度：當K=0.85時,卷繞元件的平均直徑:卷繞元件的有效長度:元件的計算電容：元件的額定電容與計算電容的差率:元件寬度: 元件長度: 心子計算:元件總厚度: 組間絕緣:采用0.13mm電纜紙5層.組間絕緣厚: 主包封件的設計:元件長度: 絕緣水平系統(tǒng)標稱電壓(方均根值)設備最高電壓Um(方均根值)額定雷電沖擊耐受電壓

27、(峰值)額定操作沖擊耐受電壓(峰值)額定短時工頻耐受電壓(濕試與干試)(方均根值)33.54025/1866.96030/231011.57542/301517.510555/402023.012565/503540.518595/806672.5325140350160110126450200/1852202528503609503953303631050850460117595051050055014251050630155011756801675740根據上表內容10kV級系統(tǒng)對地絕緣42kV，主包封件采用0.08電纜紙22層. 主包封件厚度: 夾板厚度: 心子高度H: 心子寬度B為:

28、心子長度L為:選用外殼尺寸: 電容器箱殼用2.0mm普通鋼板制造。單相電容器中內放電電阻的計算：式中：R內放電電阻M； UR容許剩余電壓（kV）；T從2UN放電到UR的時間（s）C電容器的電容（F）。5.電力電容器的絕緣材料絕緣材料是起絕緣作用材料的總稱，在電容器中兩極板之間的絕緣材料通常稱為介質。1）電容器介質的主要電氣性能（1）介電系數介電系數是處理各種電場問題的基本參數之一。在絕緣技術中，不論是設計合理的絕緣結構，或是計算介質儲能能力，都需要掌握絕緣材料的介電系數。另一方面介電系數的大小決定于介質的極化，而介質極化又決定于物質的分子結構和分子運動形式，所以通過對介質介電系數的研究來研究絕

29、緣材料的分子結構，反之亦然。真空介電系數0 ： （法/米）。相對介電系數r ： 就是充滿介質電容器的電容量與同一電極系統(tǒng)的真空電容器的電容量之比。我們常用的介電系數通常都是指絕緣材料的相對介電系數。介質的介電系數：介質的介電系數是相對介電系數和真空介電系數的乘積。即r0 在作為電容器的介質時，總希望介電系數越大越好，因為介電系數越大電容越大，但介電系數越大往往介電損耗也越大，因此選用介質時要兩者兼顧。但在作為絕緣隔離和絕緣支撐時卻總希望介電系數越小越好，因為介電系數越小分布電容越小，即絕緣性能越好。（2）電阻系數絕緣材料并不是絕對不導電，只是導電能力很小而已，也就是說它具有很高的電阻率。絕緣電

30、阻率是絕緣材料所在處的電場強度E與通過絕緣材料的電密度j之商，即 電導率為電阻率的倒數，即 工程上應用的絕緣材料的電阻率一般都不低于1014(姆米)。絕緣電阻分為體積電阻和表面電阻，因此又有體積電阻率和表面電阻率之分。體積電阻RV是施加在與試樣接觸的電極之間的直流電壓與通過試樣體積內部（不包括沿試樣表面部分）的穩(wěn)態(tài)電流（一般加壓時間為1分鐘）之商，即 RV=U/IV (歐姆)體積電阻率V是在體積電流方向的直流電場強度與穩(wěn)態(tài)電流密度之商，即 VEV /V (歐姆·米)體積電阻率在數值上等于每邊為1米的立方體的體積電阻。表面電阻RS是施加在試樣表面兩電極間的直流電壓與沿試樣表面在規(guī)定加壓

31、時間終了（一般為1分鐘）時測得的電流之商，即 RSU/IS (歐姆)表面電阻率S是沿絕緣材料表面電流方向的直流電場強度與在規(guī)定加壓時間終了時測得的單位寬度通過的表面電流（電流密度）之商，即SES/S (歐姆)表面電阻率在數值上等于一正方形兩對邊間的表面電阻。通常所說的絕緣電阻是體積電阻和表面電阻之和，即總電阻。在任何情況下，總是希望絕緣電阻越大越好。（3）介質（或介電）損耗工程上所用的各種絕緣材料在外電場的作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部都有能量損耗。這種損耗就叫介質損耗，介質損耗一般都用介質損耗角正切（tn）表示，介質損耗角正切是介質中損耗的有功功率與無功功率之比。在任何情

32、況下，總希望介質損耗或介質損耗角正切越小越好。（4） 介質的擊穿強度（絕緣強度）前幾種電性能，都是絕緣材料在一定的電場強度范圍內才具有的。當電場強度超過某一極限值，通過介質的電流與施加于介質的電壓就不符合歐姆定律，而突然猛增，使絕緣材料被破壞而失去了絕緣性能，這種現象稱為介質的擊穿。發(fā)生擊穿時的電壓稱為擊穿電壓，對于絕緣材料，通常是以平均擊穿場強EB來表征絕緣強度。 EBUB/d （伏/米）式中 UB擊穿電壓 （伏） d擊穿處絕緣厚度 （米）值得注意的是，同一材料的擊穿強度將隨著材料厚度的增加而降低。兩種及以上絕緣材料成層狀組合時，由于介電系數不同，各自承受的電壓不同，因此承受的電場強度也不同

33、。2.電容器中常用的絕緣材料電力電容器中使用的介質有氣體、液體和固體之分，除了標準電容器使用氣體介質以外，其它均只使用液體和固體介質。按使用固體介質的種類不同電力電容器可分為：用電容器紙和絕緣油作為介質的全紙電容器（我國早期生產的電容器第一代產品，現已不再生產）；用電容器紙、聚丙烯薄膜和絕緣油作為介質的復合介質電容器（第二代產品，現在生產量也已很少）；用聚丙烯薄膜和絕緣油作為介質的全膜電容器（目前生產的主要產品）。固體介質承擔電容器兩電極間的大部分電壓，液體介質絕緣油主要作用是充滿兩極間和電容器內部的一切空隙以提高局部放電性能，同時也承擔小部分電極間電壓和散熱作用。電力電容器中應用的氣體絕緣材

34、料介質1）氣體作為電介質的最大優(yōu)點是介質損耗特別小，最大缺點是絕緣強度低，目前僅用于標準電容器，就是利用介質損耗小的優(yōu)點，又因絕緣強度低，所以都用壓縮氣體以提高絕緣強度。應用種類主要有純凈而干燥的空氣、氮氣、六氟化硫。2）液體絕緣介質液體介質在電容器中雖承受一定的電壓，但其主要的作用填充固態(tài)絕緣材料（介質）間的全部空隙，防止因空隙中殘留的氣體而發(fā)生局部放電影響電容器的使用壽命。另一作用是有利于散熱。電容器中應用的液體介質電容器油（英文縮寫為MO）：最早的應用材料，現已被更優(yōu)良的液體介質所代替；烷基苯（英文縮寫為AB）：全稱為十二烷基苯，亦已很少應用，也是因為被性能更好的介質所代替；二芳基乙烷（

35、英文縮寫為PXE和PEPE兩種）：又稱S油源于日本的稱呼，有苯基二甲苯基乙烷（PXE）和苯基乙苯基乙烷（PEPE），后者因其凝固點較低也稱低溫S油；異丙基聯苯（英文縮寫為IPB）；芐基甲苯（英文縮寫為M/DBT）：是單芐基甲苯和雙芐基甲苯的混合物，也稱C101源于法國的稱呼；AS-40 ：為單芐基甲苯和二苯基乙烷的摻合物，由日本制造；氯化聯苯（PCB）：由于毒性較大很難于降解以不被應用。上列液體介質的物理及電性能如下表 性能烷基苯（AB）二芳基乙烷（PXE）異丙基聯苯(IPB)芐基甲苯（M/DBT）SAS-40密度（g/cm3）200.870.990.991.000.951.00運動粘度

36、15;10-6m2/s2099.68.56.52.22.7-3080065010051.1 （-40）凝固點 （）-60-45-50-60-60閃點（）135143155140130芳香度（）17445665 68 252.172.512.832.652.462.54tan（）800.020.030.040.020.01V /cm205×1014 902×10142.6×10145.3×10148×10148×1014比色散128190207擊穿電壓（Kv/2.5mm）7065707060與PP膜的相容性較差較好好好好放氣性30-12

37、0-120-140-160-40-66-64- 66 絕緣油的放氣性（有時也稱析氣性），與其芳香度有關，芳香度越高吸氣性也好，即放氣性差。芳香度（也稱芳香性指數）的計算公式如下： 各種絕緣油的芳香度指標如下表名稱MOABPXEPEPEIPBM/DBTSAS-40PCB芳香度0.10.1670.440.500.560.6450.6781.03）固態(tài)絕緣材料（介質）作為介質使用的有電容器紙和聚丙烯薄膜兩種。電容紙值現在已被淘汰，聚丙烯薄膜正在被廣泛應用。聚丙烯薄膜的性能如下：聚丙烯薄膜性能參數（東絕試驗報告）產品型號：6013 規(guī)格：1005m×335mm 產品批次：2005-5-1 執(zhí)

38、行標準：Q/DSJ-279-2004 試驗日期：2005.05.12試 驗 項 目單 位試 驗 結 果平均值最大值最小值外觀 合 格厚度m10.5210.9010.30濁度 10.7空隙率8.313.65.3熱收縮MDO2.983.2TDO0.540.6拉伸強度MDOMPa127121TDO304289斷裂延伸率MDO166153TDO4439介電強度（50點電極法）V/m543457電弱點個/m20.04介質損耗因數2.1×10-4相對介電系數2.0體積電阻·m2.3×1015浸潤張力mN/m表面粗糙度m主面0.46次面0.25可卷繞性作為電容器元件、元件組之間

39、絕緣和電容器芯組對殼絕緣的材料主要有電纜紙和電工紙板。其擊穿場強見下表油浸電纜紙和電工紙板的擊穿場強參考值絕 緣 件 厚 度mm油浸電纜紙油 浸 電 工 紙 板0.120.51.01.52.02.5擊穿場強kV/mm交流（50Hz）45504535302520直流901006.自愈式電容器的簡單介紹自愈式電容是一種在其介質發(fā)生擊穿時能迅速自動恢復其性能的一種電容器，在這種電容器中其電極是采用蒸發(fā)在介質（聚丙烯薄膜等）上的金屬層（鋁、鋅、鋁鋅、銀鋅合金等）。也稱金屬化電容器，介質的厚度在612m,金屬層的厚度在0.010.03m，由于金屬層很薄，在介質擊穿時產生的熱量使擊穿點附近的金屬揮發(fā)，該點

40、又恢復了絕緣性能，這種現象稱為自愈。值得注意的是，往往由于擊穿時聚丙烯被熔化，與熔化電極的金屬混合，絕緣性能有較大的不確定性，有時無法恢復絕緣性能，即所謂自愈失敗。大多數自愈式電容器用于低電壓（1000V及以下電力系統(tǒng)）系統(tǒng)，但也有用于高電壓系統(tǒng)中。自愈式電容的元件是將金屬化后的薄膜介質卷繞在絕緣管上形成的，通常將卷繞好的元件裝入鋁筒或絕緣筒中，根據使用電壓和容量的大小由一只或幾只元件串并聯組成一臺電容器。在電容器的殼內填充液體絕緣物（蓖麻油、菜子油等），當填充物為固體絕緣物（桎石或石臘）時稱為干式自愈式電容器。再用于高電壓系統(tǒng)就稱為干式高壓自愈式電容器。電容器內部都有保護裝置（如 壓力保護、

41、溫度保護、熔絲保護等）和放電裝置。二 電力電容器制造工藝要點電力電容器的制造工藝過程可以通過參觀現場了解，在此不作具體介紹。僅對工藝要點作一闡述。電力電容器在所有高壓電器中（比如：變壓器、電機、電纜等等），工作電場強度（簡稱場強）是最高的，也是為數不多的工作在均勻場強中的電器（極間），因此對于制造環(huán)境和工藝過程也是最嚴格的。在高電壓絕緣結構中，都不可避免的要求盡量減少絕緣材料中（含組合材料間）的雜質（主要是灰塵）、水分和空氣。在電力電容器制造過程中則要求更高。因此可以說，在電容器制造過程中對原材料和工作環(huán)境的要求是最高的。對有關關鍵點作以下論述：1.原材料作電極材料的鋁箔鋁箔是在凈化條件下生產

42、的，并密封包裝運輸，我們要做的是防止在使用過程中的污染。對于使用的其它金屬材料，如電氣連接用的銅絞線、銅片等也要潔凈。作為介質用的聚丙烯薄膜聚丙烯薄膜也是在凈化條件下生產的，并密封包裝運輸，同樣要求防止在使用過程中污染。對于使用的其它絕緣材料，如電纜紙、電工紙板等也要潔凈。作為介質使用的絕緣油絕緣油在出廠時的含水、含氣量都大于使用要求，有時還含有雜質和酸含量較高，在使用前都要進行凈化處理（真空脫水、脫氣，用白土去除雜質和降低酸值），去除或降低其含量，達標后方能使用。2.關鍵工序元件卷制要按工藝要求嚴格控制卷制間的潔凈度，不達標就不能生產，否則因灰塵落入電容器的電極間會發(fā)生極間短路的嚴重后果。其

43、道理很簡單，電容器極間工作場強設計的本來就很高，在灰塵處使原本極間的均勻的電場發(fā)生了畸變，局部場強變得更高，存在極間擊穿的隱患。這是電容器在使用過程中發(fā)生擊穿損壞的主要原因。除了生產環(huán)境的嚴格要求外，在卷制元件時要控制好鋁箔和聚丙烯薄膜的張力配合，防止鋁箔或聚丙烯薄膜出現褶皺現象，在褶皺處同樣也會產生電場畸變，大大提高該處的場強。影響使用壽命甚至極間擊穿損壞。真空浸漬在完成電容器內部的一切裝配工作后，僅留有一或二個注油、排氣孔與外部相通，等待注油的電容器放入真空干燥浸漬罐內，留有的孔通過管道與真空泵和儲油罐連接。放入罐內的電容器首先是進行真空干燥處理，加溫和抽真空都是為加快干燥速度，使電容器內

44、部的水分和空氣最大限度的排出，在高真空度環(huán)境下注入處理合乎要求的絕緣油，并一直保持至注油結束。整個過程應嚴格按工藝文件要求執(zhí)行。排出水分是為了提高電極間的絕緣性能和減少介電損耗。排出空氣是為了提高局放性能。這一工序的要點是真空度和注油速度，真空度不夠，電容器內部就會殘留氣體，注油速度過快就會影響極間氣體的排出，這是局部放電（簡稱局放）性能不達標的主要原因。局放性能差是電容器壽命短的注意原因。真空浸漬的方式有：單抽單注式和單抽雙注式。以前曾采用過浸泡室真空浸漬方式，現在已經基本淘汰。附 潔凈室級別 潔凈度國標 （國家計委建筑研究所潔凈度廠房設計規(guī)范） 國標GBJ73-84潔凈度級別和技術要求潔凈

45、室等級粒度（m）平均含塵濃度（粒/升）溫度范圍（）相對濕度（）不同級別相鄰房靜壓差 （kPa）噪 聲A聲級（db）1000.53.5202670507010000.535100000.53500.53500潔凈室部標電子工業(yè)潔凈室等級試行規(guī)定潔凈室等級潔凈度溫度（）濕度（）正壓值（Hg）噪 聲（db）粒度（m）濃度（粒/升）最高最低最高最低1 級0.51271860400.57010 級0.510100 級0.51001000 級0.5100010000級0.510000航天工業(yè)部潔凈室等級暫行規(guī)定潔凈室等級平均含塵濃度濕度（）溫度（）照度（Iux）正壓值（Hg）噪 聲（db）（粒/升）0.5微米5 級5060根據產品的要求或人的舒適度40011.56550 級500500 級50055000 級500040我們通常采用的是國標。三 高壓電力電容器的試驗1.試驗種類電力電容器的試驗分為出廠試驗（例行試驗）、型式試驗、驗收試驗和研究性試驗和特殊性試驗。1）出廠試驗出廠試驗的目的是檢驗產品是否符合設計圖樣，其電性能及密封性是否達到有關標準和技術條件的要求，因此，出廠試驗應對每臺產品進行。出廠試驗的項目有