（高电压与绝缘技术专业论文）断路器电容器介损特性研究.pdf

生罾电左型芏班豇医醯土堂位i 幺窑擅暮 断路器电容器介损特性研究 摘要 随着我国电网规模的日益增大以及电压等级的不断提高，断路器的额定电压等级不断 提高，断路器断口数相应增加。断路器电容器作为改善断路器断口间电压分布的元件被广 泛应用于提高断路器整体耐压水平。为了保证断路器的安全运行，需要对断路器电容器进 行预防性试验，其中介损测量是断路器电容器预防性试验中的一个重要部分。 本文针对洛阳供电公司预防性试验中发现的部分运行过的膜纸复合断路器电容器试 品在低电压( 1 0 k v ) 下介损测试值不合格，而在高电压( 额定电压附近) 下介损测试值合 格的现象，采用2 8 0 1 电桥、a i 6 0 0 0 c 型介损测试仪对试品断路器电容器介损进行测量， 得到断路器电容器的介损随电压变化曲线，证实了上述现象的普遍性。结合试验数据、曲 线拟合与模型计算，从理论上对电容器的这种现象进行了解释。根据试验数据分析总结出 经验公式，并结合介损理论建立断路器电容器损耗模型，可由低测试电压下的t g6 值，分 别计算高测试电压下的t g6 范围及近似值。尝试将气相色谱分析应用于断路器电容器特性 分析。从而为判定断路器电容器性能提供了理论依据，认为预防性试验规程中规定的过于 严格，建议放宽这一标准。并且根据试验和理论分析，对断路器电容器的生产工艺提出了 一些建议。 【关键词】断路器电容器；介质损耗；膜纸复合 一i 一 a b s t r a e t a st h ep o w e rg r i di sg r o w i n gl a r g e ra n dv o l t a g el e v e li si n c r e a s i n gt h ec i r c u i t - b r e a k e r r a t e dv o l t a g el e v e li si n c r e a s i n g c i r c u i t - b r e a k e rc a p a c i t o ri sa p p l i e dw i d e l yi np o w e rs y s t e mi n o r d e rt oe l t h a n c et h ev o l t a g ed i s t r i b u t i o ni nt h eb r e a kf r a c t u r e ，a n dt oi m p r o v et h ew i t h s t a n d v o l t a g el e v e lt oi n s u r et h es e c u r i t yw o r ko ft h ep o w e rs y s t e m i ti sn e c e s s a r y t od oa p r e v e m i v e t e s t i nt h et e s t , d i e l e c a i cl o s sa n g l em e a s u r e m e n ti sac r u c i a lp a r l a p h e n o m e n o ni sd i s c o v e r e df x o mt h et e s to f o p e r a t i v ec a p a c i t o r sb yt h el u o y a n gp o w e r c o r p o r a t i o n ：t h et 9 6o f f i l m - p a p e rc o m p o s i t ei n s u l a t i o nc i r c u i t - b r e a k e rc a p a c i t o r se x c e e d st h e s t a n d a r da tl o w e rv o l t a g ea n dq u a l i f i e st h es t a n d a r da th i g h e rv o l t a g e t h i s p a p e rv e r i f i e st h i s p h e n o m e n o nw h i c hi su b i q u i t o u si nt e s tb y2 8 0 1b r i d g ea n da i - 6 0 0 0 cd i g i t a lb r i d g e b a s e do n t h ee x p e r i m e n t sa n de x p e r i e n c e s ，t h ep a p e rg i v e sa e x p e r i e n t i a lf o r m u l at oc a l c u l a t et h er a n g eo f t ；g6 a c c o r d i n gt ot h ed i e l e c t r i ct h e o r y , t h ep a p e rb u i l d st h em o d e lo ft h ec a p a c i t o r sd i e l e c t r i c l o s st oc o m p u t et h ea p p r o x i m a t et g5 g a sc h r o m a t o g r a p h yi sa l s oa p p l i e dt ot h ea n a l y s i so f c i r c u i t - b r e a k e rc a p a c i t o r s i ti n t e r p r e t st h ep h e n o m e n o ni nt h e o r ya n dp r o v i d e se v i d e n c ef o rt h e d e t e 】衄i o fc a p a c i t o r sp e 娟啪啪i ts u g g e s t st ol o o s e nt h ep r e v e n t i o nt e s ts t a n d a r d a t l a s tt h i sp a p e rg i v e ss o m et e c h n i c a la d v i c et ot h em a n u f a c t u r eo fc a p a c i t o r s k e yw o r d s c i r c u i t - b r e a k e rc a p a c i t o r s ；d i e l e c t r i cl o s s m e a s u r e m e n t ； f i l m p a p e r c o m p o s i t ei n s u l a t i o n 一 1 绪论 i i 断路器电容器的作用及发展史 i i 1 断路器电容器的作用m 随着我国电网规模的日益增大，电压等级不断提高，对断路器开断能力提出了越来越 高的要求。采用多个低电压等级单断口断路器，串联组成一个高电压等级多断口断路器， 作为一种技术方案在断路器发展过程中一直被广泛采用，因此造成电网中大量多断口( 一 般为双断口) 断路器运行。 多断口断路器断口问并联有断路器电容器，以改善断口间不均衡的电压分布，提高断 路器的整体耐压水平。图i - i 是双断口断路器开断接地故障后的电路图，图中电源电压为 u ，电弧熄灭后每个断口间可以看成是一个电容c c ，中间机构箱与底座和大地之间也可以 看成是一个对地电容c 。如无断口间并联断路器电容器c ，两断口间的电压分布可按图1 2 实线部分进行计算： 圈1 - l 断路器中电容分布圈1 2 斯口电压分布计算图 u 训器 lt o 生雷电血型堂班宜院硒堂位论奎缝论 =(，2cl+c,(1-2)2c 在断路器中，e 与e 通常很小，若c c = e ，则u ：罢u ；：1 ，u 。可见，两个断口上的 电压差别很大。第一个断口的工作条件比第二个严重得多。 为了充分发挥每个断口的作用，可以在每个断口的外面人为地并联一个比e 或e 大 得多的断路器电容器c ，如图l - 2 虚线所示。接上断路器电容器后： u,-u黔2(c 卫2 ( 1 - 3 ) + o ) + c 。 、 - u 蒜拦2 ( 1 4 ) 2 ( c + c ，) + c 。 由此可见，双断口断路器接上断路器电容器后，电压基本上能够平均分配在两个断口 上，改善断路器断口间的电压分布，提高断路器整体耐压水平，同时断路器电容器能降低 开断过程中恢复电压的匕升速度，提高断路器开断能力，特别是近区故障开断能力。 1 1 2 断路器电容器的发展史7 m 1 1 7 1 断路器电容器主要分为油浸式电容器和陶瓷电容器两种。油浸式电容器由油浸电容元 件串联组成，封装在绝缘外套内，绝缘水平高、电容量较大，主要用于支柱式断路器。陶 瓷电容器由陶瓷电容元件串并联组成，绝缘水平很高，但通常电容量较小，工作在密封的 s f 6 气体中。 油浸式断路器电容器经历了油纸电容器、膜纸复合电容器和全膜电容器三个阶段。2 0 世纪6 0 年代，随着聚丙烯电工薄膜的出现，电力电容器很快的从全纸介质、膜纸复合介 质向全膜介质发展。美国g e 公司和日本分别于1 9 6 6 年，1 9 6 8 年开始制造膜纸复合电容 器，美国m c c r a w e d i s o n 公司和日本松下产业机器株式会社分别于1 9 7 3 年，1 9 7 5 年 开始制造全膜电容器。在2 0 世纪8 0 年代初，欧美发达国家就已经实现了全膜化，而我国 才开始进行全膜电容器的研究。2 0 世纪8 0 年代后期，我国主要电容器生产企业( 桂林电 力电容器厂和西安电力电容器厂) 分别从美国g e 公司和爱迪生公司进了全膜电容器制造 的技术和关键设备。 一2 生国电左疆兰匠五院璁土芏位论奎绮论 与此同时，电容器中的液体介质也发生了变化。1 9 3 0 年以前使用的液体介质主要是蓖 麻油，矿物油；1 9 3 0 - 1 9 7 2 年则主要使用氯化联苯作为液体介质，并以环氧化物为稳定剂， 由于氯化联苯具有毒性，被停止使用；其后国内外采用了烷基苯( a b 油) ，苯基二甲苯基 乙烷( p ，又称二芳基乙烷，s 油) 和单，双苄基甲苯( m ，d b t ) 。 现在我国挂网运行的电容器中还有相当一部分是膜纸复合介质的油浸式电容器，这是 本论文所要讨论的重点。 1 2 断路器电容器运行条件 断路器通常处于合闸状态，此时断路器电容器的两端电压为零。断路器开断过程中断 口两端会出现高幅值恢复电压，此时断路器分闸状态断口要承受系统施加的运行电压及各 种暂态过电压。断路器电容器运行时所承受的电压与断口相同，从保证断路器可靠性出发， 其额定电压和绝缘水平通常高于断口1 0 以上。以2 5 2 k v 双断口s f 6 断路器配 j w f l 0 0 2 5 0 0 型断路器电容器为例： 表1 断黯器断口与断路嚣电容器参数 断路器断口( 非隔离断口)断路器电容器 额定电压 2 5 2 k vlo l b k v 工频耐受电压 4 6 0 k v2 9 0 k v 雷电冲击耐受电压 1 0 5 0 k v7 4 0 k v 注；断路嚣额定电压为线电压。断路器电容器额定电压为相电压 断路器电容器的电压裕度很大，因为通常其容量很小，发热不严重，所以运行条件比 较轻松，内绝缘损坏情况较少发生，但需注意下述问题： 1 ) 断路器电容器的爬电距离一定要大于断口的爬电距离，否则在天气恶劣情况下， 遇到断路器两侧系统反相运行情况时，断路器电容器内绝缘能在2 倍额定电压下 运行2 h ，外绝缘可能闪络。 双断口断路器断口1 的断路器电容器在击穿或闪络情况下，断路器两端电压全部 加到断口2 上，此时可能发生： 。3 一 生国电丑魁兰班究匠亟堂位i 幺塞缝论 断口2 或断路器电容器闪络，主要取决于断口2 及断路器电容器爬电距离的 大小。 断口2 击穿，这种情况多发生在断路器新投运情况下，断路器电容器耐压高 于断口耐压。 断路器电容器击穿，这种情况多发生在断路器电容器内绝缘劣化或有缺陷情 况下，断口耐压高于断路器电容器耐压。“1 1 1 3 断路器电容器t 9 6 测量原理及运行状况 1 3 1 断路器电容器t 9 5 涓量原理“1 预防性试验是电力设备运行和维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行 的有效手段之一，其中容性设备t 9 8 测量作为一项简便易行、灵敏度高的试验手段被广泛 采用。长期以来，电力设备绝缘介质损耗角正切的测量都是采用西林电桥。近年来，由于 电子技术的飞速发展，数字式介损测量技术也逐步走向成熟。各种测试方法的原理如下： 1 ) 西林电桥 u 圈1 - 3 西林电桥等效电路 西林电桥等效电路如上图1 3 所示，试品用串联等效电路模型代替。调节r 3 、c 4 使电 桥平衡，此时a 、b 两点电压相等，即r 3 、c 4 两端电压相等。因为交流电路中电容阻抗为之。 l o t t ： 电路中r 4 、c 4 的并联阻抗为两者倒数和的倒数。 一4 ! ： ! ：坠 上+ l _ 一1 + j a , c i + j m r 4 c 一r 4 + 工i r 4 + 9 4 j 国c i 按阻抗元件分压原理，不难得到： 坠 u = 1 七u = u b = 可i + j a r d c 4 丁u 高根x + r ，赢+ 二j o j c 两边取倒数得： ! 一+ 坠1 + j a ，r 4 c 4 1 + 鱼 j 国r 3 c 。r 3j t o r 4 c 。j c o r 4 c c 。 ( i - 5 ) ( 1 - 6 ) ( 1 - 7 ) 按复数相等实部、虚部分别相等的规定得到： r l = 导r 3c 。= 卺c n 按串连模型介损定义：t g a = c a r 。c 。= c a r c ，由于r 4 是固定的可以从c 4 刻度盘上读 出介损，通过r 3 、c n 可以计算q 。 采用这个原理的仪器有现场用的q s l 、试验室用的2 8 0 1 等。 m 型电桥 度： 图l _ 4m 壅电桥等效电路 m 型电桥等效电路如上图1 - 4 所示，将试品改为并联模型。注意到i r 与i c x 、i c n 差9 0 u 。= 而x j i 瓣 一5 ( 1 - 8 ) 虫目虫左科堂班宜院亟堂位论奎 缓论 调节r 4 使u w 最小。这时i 。r - i 。r 3 ，u w = i r r 3 ，因此： t g 占2 亡2 丽u w ( 1 - 9 ) 由于a 、b 间电压没有完全抵消，因此m 型电桥也称为不平衡电桥。u w 测量的是绝 对值，小介损时电压很低，难以保证测量精度。 3 ) 数字电桥 数字电桥的测量回路还是一个桥，其等效电路如下图1 - 5 所示。r 3 、两端的电压经 过a ，d 采样送到计算机，求得o x 、o n ： i m = 岂i x = 岂 图1 - 5 敦字电桥等效电路 o = i 。标准电容阻抗= 导 j 缈o “ 通过i 与o 的相位比较，可求得试品介损和电容量。 采用这个原理的仪器有a i 6 0 0 0 c 型高压介损测试电桥等。 d l t5 9 6 1 9 9 6 电力设各预防性试验规程( 以下简称预试规程) 是电力系统绝缘监 督工作的主要依据。预试规程表3 1 “路器电容器的试验项目、周期和要求”中规定：膜纸 复合介质断路器电容器在1 0 k v 试验电压下t g s 不得大于0 2 5 。 预试规程中规定膜纸复合断路器电容器在1 0 k v 试验电压下测量t g s ，这是考虑到： 1 ) 断路器电容器额定电压高，现场一般不具备升压设备，较低试验电压下测量t 9 6 比较 容易满足现场要求。 2 ) 具有良好绝缘的介质在一定试验电压范围内t 9 6 是一直线。 6 一 1 3 2 断路器电容器运行状况 在实际运行中，多断口断路器多配有断路器电容器。截止2 0 0 4 年5 月底，河南省洛 阳供电公司在2 2 0 k vs f e 多断口断路器上运行的j w f l 0 0 - 2 5 0 0 型膜纸复合断路器电容器的 数量已达3 2 4 只。在洛阳供电公司近几年预防性试验中，仅j w f l o o - 2 5 0 0 型断路器电容器 因t 9 6 值低电压下( 1 0 k v 附近) 超标而需要更换的达1 0 以上，投入了大量人力、物力和 财力，并造成停电时间的延长。 随着洛阳供电公司预试中断路器电容器在1 0 k v 电压下t 9 6 值超标越来越多，联系曾经 发现过： 1 )多只j w f l 0 0 - 2 5 0 0 型膜纸复合断路器电容器在预试中1 0 k v 试验电压下t 9 6 值超标， 而在退出运行后，加6 0 k v 试验电压时t 9 6 值合格。 2 )2 0 0 3 年8 月洛阳供电公司在5 0 0 k v 牡丹变设备预试中发现一只5 0 0 k v 断路器上编号 为1 0 1 0 的断路器电容器1 0 k v 试验电压下测得t 9 6 值为0 , 6 5 6 ，升高电压到5 0 k v 时 t 9 8 值下降为o 1 5 3 并趋于稳定，后决定继续运行，至今运行安全。 洛阳供电公司在试验中总结出部分退出运行及运行中的断路器电容器的t 9 8 测试值存 在下述现象： 1 )膜纸复合断路器电容器在1 0 k v 试验电压附近所测得的t 9 6 值超标。 2 )提高试验电压到一定等级后( 5 0 试品电容器额定电压) ，所测得的自醉值合格，并且 在一定的高电压范围内都合格。 同时洛阳供电公司也对其它河南省内电力公司膜纸复合断路器电容器进行调研，发现 存在同样的情况。 1 3 3 论文闩题的提出 本文针对洛阳供电公司这种情况可以提出这样的问题： 1 )膜纸复合断路器电容器在1 0 k v 试验电压下t 9 6 测试值不合格，在高电压范围内t 9 6 测 试值合格的现象是否具有普遍性。 2 )如何从理论上解释上述现象。 3 ) 存在该现象的断路器电容器是否能继续使用。 7 一 生国虫左科堂班究医殛堂位舱室结论 1 4 研究现状及论文的任务 1 4 1 研究现状 高电压技术介质损耗理论认为电容器t g s 随电压升高并不发生变化，只有当电压升高 到出现局部放电后t 酚才会急剧增加。 参考文献【1 4 1 谈到电容器出现t 9 6 随电压升高下降的现象是因为电容器中存在离子 杂质，但没有对这一现象进行理论分析，也没有提及这一现象对电容器正常运行的影响。 参考文献 2 1 中也谈到电容器出现t 茚随电压升高下降的现象，提出了断路器电容器 浸渍剂中含有的杂质，尤其是离子杂质，影响着蟾6 的大小，并从制造的角度分析了离子 杂质的来源，提出了减少离子杂质引入的具体措施。但是该文未对t 酶随测试电压变化关 系进行更深入的理论研究，也未分析t 9 6 随测试电压升高而下降对断路器电容器正常运行 的影响。 综上所述，有关高电压技术资料中对断路器电容器t 醉随电压升高而下降这一现象的 分析很少，不能很好的解决洛阳供电公司预试中遇到的实际问题。 1 4 2 论文的任务 根据以上分析，本文提出了以下任务： 1 )通过对一些电力公司的预防性试验调研并结合实验室试验，证实部分运行过或运行中 的膜纸复合断路器电容器t 9 6 值在低电压下测试不合格，但在高电压下测试合格这种 现象的普遍性。 2 )通过理论分析，为膜纸复合断路器电容器在低电压下t 酶超标，升高试验电压后t 9 6 合格的这种现象提供理论依据。 3 )对出现上述现象的电容器能否继续使用提出一个判断依据。 4 )针对断路器电容器存在的上述现象，给用户和制造厂提出一些合理建议。 一8 一 生垦电左叠兰班宜睦亟耋焦监塞鲍蹬墨盘查昼鳇! 瞳翌茧电压鸾氆羞丕鳆这墅班豇 2 断路器电容器t 9 6 随测试电压变化关系的试验研究 2 1 洛阳供电公司试验 2 1 1 试验 为了研究断路器电容器t 9 8 随试验电压的变化关系，洛阳供电公司在试验中收集预试 中t 9 6 超标的断路器电容器和部分新断路器电容器在实验室进行了升高电压下的t 庐对比 测试试验，详细试验数据见附录a ：洛阳供电公司断路器电容器t 9 6 随测试电压变化关系 试验，下表2 为3 9 4 # 、1 0 1 0 撑和6 0 9 4 # 试验数据。 表2 洛阳供电公司断路器电容器试验数据 j r f l 0 0 一 型号编号 3 9 4 # o 0 0 2 5 h 仪器内置 外加电压 外加电压 t 9 6 ( )c q f )t 9 5 ( )c o f )t 9 5 ( )c o f ) 电压( k v )0 【v )o c 、r ) 22 0 0 82 5 1 91 00 8 9 32 5 1 05 0o 1 5 42 4 8 2 31 9 8 5 2 5 2 41 5o 5 9 42 5 0 16 0o 1 3 82 4 8 1 51 6 3 82 5 2 5 2 0 0 4 3 42 4 9 5 81 1 4 92 5 1 83 00 2 8 02 4 8 9 1 0 o 9 3 6 2 5 1 4 4 00 1 9 42 4 8 4 型号c d o r 0 0 3 2 1 6 0 0 p f 编号1 0 1 衅 仪器内置 外加电压外加电压 t g 烈哟c o f )馏5 ( 呦c o f ) t 9 5 ( )c o f ) 电压( k 、，)皿v )取v ) 1 00 6 5 61 6 9 51 0 0 4 2 l 1 6 8 5 4 0o 1 8 0 1 6 7 0 2 0o 1 1 41 6 7 05 00 1 5 31 6 7 3 3 0 o 1 3 01 6 7 06 0o 1 6 31 6 7 3 9 一 j w f l 0 0 - 型号编号6 0 9 群 2 5 0 0 h 仪器内置 外加电压外加电压 t g 烈)e 0 f )t 9 6 c )c o f )t 烈)c o f ) 电压( i o 【、0 伙v ) 1 0o 1 0 92 4 3 81 00 1 0 82 4 3 84 0o 1 0 52 4 3 2 2 00 1 0 32 4 3 25 00 1 0 52 4 3 2 3 0o 1 0 82 4 3 2 6 0 o 1 0 72 4 3 3 桂林电力电容器总厂生产的6 台运行过的j w f l 0 0 - 0 0 0 2 5 h 型断路器电容器( 编号分 别为3 9 4 # 、5 3 2 # 、4 9 9 # 、5 5 鲥、6 6 2 # ) 和丹东电力电容器厂生产的1 台运行中j w f l 0 0 2 5 0 0 h 型断路器电容器( 编号为8 硝) t 9 8 随测试电压变化关系曲线如图2 - 1 所示。 图2 1 洛阳供电公司介损随测试电压变化关系 生垦虫左叠堂班宝琏亟堂焦逢塞蚯整墨电奎墨丝! 艟曼试血压鸾毡羞丕殴这墅班荭 a b b 生产的1 台运行中a d o r 0 0 3 2 型断路器电容器( 编号为1 0 1 0 # ) 培6 随测试电压 变化关系如图2 - 2 所示。 圉2 2 洛阳供电公司介损随澍试电压变化关系 丹东电力电容器厂生产2 台新j w f l 0 0 - 2 5 0 0 h 型断路器电容器( 编号分别为0 4 9 9 # 、 6 0 9 4 # ) t 9 6 随测试电压变化关系曲线如图2 - 3 所示。 2 1 2 试验数据分析 圈2 - 3 洛阳供电公司介损随涮试电压变化关系 考虑到根据运行过的断路器电容器试验数据所作图都类似反比曲线，不很直观。将横 坐标改为1 u ，得到试品电容器1 0 - 6 0 k v 范围内( 由于1 0 k v 前后测量方式不一样) t 鲈1 u 曲线如图2 - 4 。 一1 1 虫垦虫左登堂班荭隆亟翌僮监室匦蹬盛盥查器熊! 睡翌试电巨变毡羞丕艘黛墅班红 圈2 - 4 洛阳侠电公司t g & - l u 试验曲线 从图2 _ 4 可以看出，在一定范围内试验曲线基本为一直线。可以猜测断路器电容器t 茚 值随电压的倒数变化曲线在1 0 6 0 k v 范围内是一条直线。假定辔艿一1 a j 曲线方程为 y = + q x ，根据洛阳供电公司试验的电容器损耗角t 9 6 值随电压变化试验数据进行最小二 乘拟合。 对洛阳供电公司3 9 4 # 试品电容器的试验数据在电压l o 6 0 k v 范围内进行最小二乘拟 合：( 数据见表2 ) 6 ( ，神= 哆“) “) - 7 i = o 6 ( 仍，仍) = q 鲲“) 弭 ) = 0 0 1 9 3 6 i = o b ( ，鲲) = q 瓴蛔 ) = ( 仍，他) = 0 3 1 1 7 i 卸 6 ( ，p = q ) 厂= 2 6 8 7 1 = 0 6 ( q h ，p = q 仍) ，= 0 1 7 0 2 i = o 7 a o + o 3 1 1 7 t h = 2 6 8 7 0 3 1 1 7 a o + 0 0 1 9 3 6 c h = 0 1 7 0 2 = 一0 0 2 7 1 生鱼虫左叠堂班宜瞳亟兰位逾塞堑整墨皇奎墨鳇垒瞳曼达虫匿窑位差丕鳇这釜班宜 q - - 9 2 3 0 y = - - 0 0 2 7 1 + 9 2 3 0 x 通过对洛阳供电公司3 9 4 榉试验数据在电压1 0 6 0 k v 范围内进行最小二乘拟合，得到拟 合曲线y = 一0 0 2 7 1 + 9 2 3 0 x ，但不知道拟合曲线与实际曲线是否基本一致。为了简洁快速的 求出拟合曲线与实际曲线之问的误差，并且得到曲线拟合的图形，本文采用m a t l a b 曲线拟 合与计算：x l = 1 ，uy = t 9 8 ，a 为拟合曲线的系数；y 1 为得到拟合曲线后，根据曲线方程 计算所得t g s 值；y 3 为计算值相对实测值的误差。 m a t l a b 曲线拟合与计算程序： f i m c t i o nm o ( x i ， x 2 = l 屈l x - 【) 【2o n e s ( s i z e ( x 2 ) ) ； 导挺n y l = - a ( 1 ) + x 2 + a ( 2 ) y 2 = y i - y ： y 3 = a b s ( y 2 f y ) p l o t ( x 2 ，、”1 ) ； h o l d o n t = l i n s p e ( m i n g i ( 2 ) ，m 强g 垃) ) ； p l o t ( t , a ( 1 ) t + a ( 2 ) m a t l a b 曲线拟合与计算结果如下： 表3 洛阳供电公司3 劓箱验敦据m a f l a b 计算结果 a9 2 1 7 5- o 0 2 6 5 y 10 8 9 5 20 5 8 8 0 0 4 3 4 3o 2 8 0 70 2 0 3 9o 1 5 7 8o 1 2 7 1 y 3o 0 0 2 50 0 1 0 20 0 0 0 8o 0 0 2 5o 0 5 1 0o 0 2 4 70 0 7 9 1 1 3 生国虫左叠堂班宜睦亟堂僮i 幺室 堑蹬墨虫奎摄蟾! 堕爿这虫压变焦差基数遣验班宜 圈2 - 5 洛阳供电公司3 9 4 # hm a t l a b 曲线报合 1 u ( 1 k v ) 对洛阳供电公司5 3 2 # 试验数据在电压1 0 6 0 k v 范围内进行最小二乘拟合：( 数据见附 录a ) 6 ( ，) = q ( t ) ( ) 2 7 6 ( 仍，竹) = q 仍( t ) 仍( ) = 0 0 1 9 3 6 6 ( ，仍) = q 伤( ) 仍“) = ( 仍，) = 0 3 1 1 7 6 ( ，p = a q j o ( x , ) f = 2 3 0 4 6 ( 砚，p = 哆仍“圹卸1 4 3 9 7 口o + o 3 1 1 7 a l - - - 2 3 0 4 0 3 1 1 7 a o + 0 0 1 9 3 6 a 1 = 0 1 4 9 3 a o = 一o 0 0 6 7 4 l _ 7 5 4 2 对洛阳供电公司5 3 2 # 试验数据在电压1 0 - 6 0 k v 范围内进行m a t l a b 曲线拟合： 表4 洛阳供电公司5 3 硝试验数据m t l n b 计算结果 a7 5 4 0 6 - o 0 0 6 6 l y 10 7 4 7 5o 4 9 6 10 3 7 0 4 0 2 4 4 80 1 8 1 9o 1 4 4 20 1 1 9 1 l y 30 0 0 3 3 0 0 0 9 80 0 0 9 5o 0 1 5 60 0 6 3 9 o 0 0 8 5 0 0 7 6 9 1 4 生亘电左叠堂班宜睦亟竺位i 幺室匦竖墨虫叠叠鳇! 睡圄茧虫匡至位羞丕鲤试筮班冠 圈2 - 6 洛阳供电公司5 3 2 # 数据m a t l a b 曲线担合 1 u ( 1 k v ) 对洛阳供电公司5 5 9 # 、4 9 9 # 、6 6 2 # 试品试验数据在电压l o - 6 0 k v 范围内进行m a t l a b 曲线拟合： 表5 洛阳供电公司数据m a t l a b 计算结果 5 5 9 群a5 2 4 9 40 0 0 6 6 y 10 5 3 1 5o 3 5 6 5o 2 6 9 00 1 8 1 50 1 3 7 8o 1 1 1 60 0 9 4 1 y 3 o 0 0 0 90 0 1 2 40 0 0 7 60 0 0 8 6o 0 8 5 0 0 0 0 4 0 0 0 9 5 7 4 9 9 #a1 3 6 0 0 90 0 0 7 9 y 11 3 6 8 0o 9 1 4 60 6 8 7 9o 4 6 1 2o 3 4 7 9o 2 7 9 90 2 3 4 5 y 30 0 4 1 90 0 5 9 l0 0 6 9 10 0 3 l o0 0 5 7 40 0 9 7 6o 1 1 6 9 6 6 2 群a4 7 3 1 30 0 1 6 l y l0 4 8 9 20 3 3 1 5o 2 5 2 6o 1 7 3 8o 1 3 4 3o 1 1 0 7o 0 9 4 9 y 3o 0 0 5 7o 0 0 1 4o 0 1 0 50 0 2 8 20 0 4 1 40 0 0 2 80 0 9 6 1 圈2 - 7 洛阳供电公司数据m a t l a b 曲线报合 一1 5 1 u o k v ) 空国电左整坐班宜隧硒芏焦丝塞堑鳖墨电奎盛缝! 随翌这直匡奎丝差垂凶试筮班珏 从上述断路器电容器洛阳供电公司试验数据拟合结果来看，最小二乘拟合与m a t l a b 曲 线拟合得到曲线基本一致，两个拟合结果相互问误差很小。m a t l a b 计算结果表明拟合曲线 求得数据与试验数据最大偏移不超过1 0 。因此可以确定洛阳供电公司运行过的试品断路 器电容器t 9 6 随测试电压变化试验数据在1 0 - 6 0 k v 内t 9 6 - a j 雎线基本为一直线。 2 2 桂林电力电容器总厂试验 2 2 1 试验 桂林电力电容器总厂对断路器电容器t 9 6 随测试电压变化关系曾进行了大量的试验研 究，详细数据见附录b ：桂林电力电容器总厂断路器电容器t 薛随测试电压变化关系试验， 下表6 为3 3 2 # 、0 5 2 9 3 # 试验数据。 表6t t t t 电力电容器总厂试验数据 型号 j w f l o o - o 0 0 2 5 h 编号 3 3 2 # 5 0 i 【v5 0 k v 1 5 0 k v 变 1 5 0 k v 变压 l ；9 6 ( )喀5 ( )t 9 5 ( )t g s ( ) 变压器变压器 压器器 20 5 4 71 00 3 4 82 00 1 9 07 00 0 7 3 4 0 5 8 2 2 0o 1 8 43 00 1 3 58 00 0 7 0 6o 5 0 63 00 1 3 04 00 1 0 8 9 0o 0 6 9 8 0 4 1 6 5 00 0 8 81 0 00 0 7 2 6 00 0 7 8 型号c p f 4 6 0 ，1 0 5 0 - 1 2编号0 5 2 9 3 # 电压电压 培6 ( ) c o f ) 电压仪v )t 9 5 ( )c o f )t ；9 6 ( )c o f ) o 【v ) o 【v ) 20 4 9 21 1 7 13 00 1 2 31 1 6 7l o o 0 0 6 l1 1 6 6 50 4 9 21 1 7 14 00 1 0 4 1 1 6 61 5 00 0 5 8 1 1 6 5 1 00 3 5 21 1 6 95 00 0 9 1 1 1 6 6 2 0 0 1 1 6 5 2 0o 1 6 3 1 1 6 8 一1 6 一 生国电左旌竺班宜瞳亟堂僮监塞匦堕昼皇窒墨羔gi 陵舞达电压变化羞丕鳇试筮班宜 桂林电力电容器总厂生产3 台j w f l 0 0 - o 0 0 2 5 h 型断路器电容器( 编号分别为3 3 2 # 、 3 6 5 # 、无号) t 9 6 随测试电压变化关系曲线如图2 8 所示。 圈2 - 8 桂林电力电容器总厂介损随涓试电压变化关系 法国生产4 台c p f 4 6 0 1 0 5 0 - 1 2 型断路器电容器( 编号分别为0 5 2 9 3 # 、0 5 3 1 2 # 、0 5 3 1 5 # 、 0 5 3 1 3 # ) t 酾随测试电压变化关系曲线如图2 - 9 所示。 圉2 - 9 法国生产电容器介掼随测试电压变化关系 一1 7 主屋虫左登竺班冠医亟堂焦j 幺空堑鲢墨皇查墨蝗! 睡翌试虫匡鸾焦羞垂曲试验班豇 2 2 2 试验数据分析 对桂林电力电容器总厂3 6 5 # 试验数据在电压2 0 8 0 k v 范围内进行m a t l a b 曲线拟合： 表7 桂林电力电容器总厂敦据m a t l a b 计算结果 3 3 2 #a3 2 7 7 00 0 2 5 6 y lo 1 8 9 4 0 1 3 4 8 0 1 0 7 5o 0 9 1 lo 0 8 0 20 0 7 2 40 0 6 6 5 y 3o 0 0 3 00 o o l 4o 0 0 4 60 0 3 5 5o 0 2 8 2o 0 0 8 30 0 4 9 4 3 6 5 #a3 8 7 9 80 0 1 8 9 y lo 2 1 2 9o 1 4 8 3o 1 1 5 90 0 9 6 50 0 8 3 60 0 7 4 40 0 6 7 4 y 30 0 0 1 9 70 0 1 5 5o 0 0 0 70 0 3 7 9o 0 1 9 4o o o 跖0 0 6 3 5 无号 a 4 6 0 6 3 0 0 1 4 4 y 10 2 4 4 70 1 6 7 90 1 2 9 5o 1 0 6 50 0 9 1 20 0 8 0 20 0 7 2 0 y 30 0 0 1 2o o 0 0 40 0 0 4 20 0 1 3 80 0 3 5 90 0 2 8 10 0 5 3 l 围2 - 1 0 桂林电力电容器总厂数据m a t l a b 曲线报合 2 3 西安电容器研究所试验 1 , 0 0 k v ) 从洛阳供电公司和桂林电力电容器总厂所进行的断路器电容器t 9 8 随测试电压变化关 系试验可以看出j w f l 0 0 0 0 0 2 5 h 型断路器电容器t 薛随测试电压变化关系基本能够代表膜 纸复合断路器电容器。上述试验只反映了一定电压范围内断路器电容器t 9 6 随测试电压的 变化关系，为了全面研究断路器电容器t 9 8 随测试电压的变化关系，决定进行更宽电压范 围的( 测试电压从l k v 直到额定电压) 断路器电容器t 9 8 随测试电压变化关系试验，试验 一1 8 以j w f l 0 0 - 0 0 0 2 5 h 型断路器电容器为研究对象，试品包括6 台运行过的( 编号分别为3 9 4 # 、 4 9 9 # 、5 3 2 # 、4 4 9 # 、5 5 噼、6 6 2 # ) ，和3 台新的( 编号分别为1 1 # 、1 4 # 、8 群) 断路器电容 器。 为了确保试验顺利进行，获取与断路器电容器损耗有关的其它数据，进行了如下试验： 2 3 1 试验条件 电容器的一切试验及测量，除另有规定外，均应在下列条件下进行： 1 ) 周围空气温度为+ 5o c - + 3 5 0 c ，电容器温度应该与周围空气温度无显著差别。如需校 正，则以+ 2 0 0 c 为参考温度。电容器在不通电状态下，在恒定的周围温度中放置了适 当长时间后，即认为电容器电介质的温度与周围空气温度相同。 2 )试验和测量所用的交流电压的波形应为实际正弦波。“ 2 3 2 密封性试验 试验方法：将电容器加热到各个部位均达到+ 5 0 0 c - + 5 5 0 c ，并在此温度下保持至少2 小时，应无介质渗漏。 试验目的：检查电容器是否有何种介质渗漏，若无介质泄漏，可进行后续试验。“1 1 在实际试验中，根据断路器电容器的实际情况以及为了保证后续试验的完成，选取了 洛阳供电公司提供的两台运行过的电容器3 9 4 # ，4 9 9 # 和一台新电容器1 4 # 进行了密封性试 验。 试验的具体方法及结论：将3 台电容器在烘箱中加热n + 5 5 0 c ，历时1 2 小时，试验中 没有出现介质泄漏的现象。 2 3 3 短时工频耐受电压试验 试验方法：试验时将2 9 0 k v 交流电压施加于电容器两端子之间，历时1 0 s ，试验时不 应发生闪络或击穿。 试验目的：检查电容器是否具有良好的绝缘水平。n “ 试验的具体方法及结论：新断路器电容器极间工频耐受试验电压按照2 9 0 k v ，运行过 的断路器电容器极间工频耐受试验电压按照2 9 0 x 7 5 = 2 2 0 k v ，持续时间l m i n ，试验中 一1 9 生国虫左疆堂班宜睦亟堂焦盈塞堑蹬墨虫查墨丝垒随曼这电压奎焦羞丕的试殓班豇 试品未发生闪络和击穿，显示绝缘状况良好。 2 3 4t 9 6 随测试电压变化试验与试验数据分析 试验方法：耐受电压试验后，在1 0 k v 到额定电压下，用2 8 0 1 西林电桥测量t g a 值以 及电容值。电容器在额定电压下，2 0o c 时的实测电容与其额定值之差不应超过额定值的 士5 ，且耐受电压前后电容偏差不应该超出一个元件击穿量。 试验目的：判断实测电容与其额定值之差是否过大，耐受电压前后元件是否击穿。全 电压范围内测试断路器电容器t 9 6 随电压变化曲线。“ 试验的具体方法及结论：用2 8 0 1 西林电桥测量t 9 8 值以及电容值，试验所测得电容量 与出厂参数相差不大，在升高电压试验时测试值变化不大。由于断路器电容器容量很小， 内部串联元件数很多，单个元件击穿后流过击穿点电流很小，击穿点电极不能很好的短接， 击穿点发热不严重，因此断路器电容器电容量变化很小，仍能继续运行。如果变化量较大， 则可判断有元件击穿。 断路器电容器蟾6 随测试电压变化关系试验以j w f l 0 0 0 0 0 2 5 h 型断路器电容器为研究 对象，试品包括6 台运行过的( 编号分别为3 9 4 # 、4 9 9 # 、5 3 2 # 、4 4 鲥、5 5 9 # 、6 6 2 # ) 和3 台新的( 编号分别为1 1 # 、1 4 # 、8 2 i 6 ) 断路器电容器。 详细试验数据见附录c ：西安电容器研究所断路器电容器t g a 随测试电压变化关系试 验。下表8 为3 9 4 # 、1 1 # i 式验数据。 表s 西安电容器研究所试验数据 环温2 l ；湿度6 7 ；大气压9 5 6 3 k p a 试验日期：2 0 0 5 年4 月4 5 日 型号腑1 0 0 _ o 0 0 2 5 h编号 3 9 4 # 电压( k v )t 9 5 ( )c q f )电压取、，)t 9 5 ( )c ( p d 电压仪、，) 噜s ( )c ( p d 10 9 5 22 4 9 181 3 2 2 2 5 0 36 0o 1 8 8 2 4 8 6 21 1 5 62 4 9 1 291 2 5 92 5 0 38 00 1 5 52 4 8 4 3 1 3 6 62 4 9 41 01 1 1 42 5 0 3 9 0 0 1 4 82 4 8 4 4 1 4 9 1 2 4 9 61 50 8 2 72 5 0 01 0 0 0 1 1 6 2 4 8 l 一2 0 一 51 5 2 02 5 0 02 00 5 7 92 4 9 61 1 0o 1 1 62 4 8 1 6 1 4 9 5 2 5 0 14 0 0 2 7 4 2 4 8 9 1 2 0o 1 1 72 4 8 0 型号j w f l 0 0 - o 0 0 2 5 h编号1 l 群 电压( 1 ( v ) 呜即句c ( p v )电压( k 、，)域)c o f ) 电压0 ( v ) 噜5 ( )c o f ) l0 1 6 32 4 4 65 00 0 5 32 4 4 01 8 0o 1 0 r 72 4 4 1 20 1 5 12 4 4 76 0 o 0 5 l 2 4 4 01 9 0o 1 1 22 4 4 1 30