[发明专利]一种用于自愈式电容器自愈失败保护性能测试的分步试验方法

说明书

本发明涉及一种用于自愈式电容器自愈失败保护性能测试的分步试验方法，具体的方法包括三方面：先将电容器元件在高压直流电压下击穿，使其自愈失败，并通过保护装置迅速切断电源，再将自愈失败电容器元件接入模拟实际电容器串并联工况的交流电源系统的分步试验方法。这种试验方法相当于将实际自愈失败过程分成了两个独立的阶段，达到的效果是：保证了自愈失败的发生，相对其他方法，提高了试验效率；实现了由电击穿产生自愈通道，而非人工制造的电弱点；实现了自愈失败在实际运行电压和电容器串并联结构下发展。

技术领域

本发明属于电力设备试验方法领域，具体涉及一种用于自愈式电容器元件自愈失败保护性能测试或评价的分步试验方法。

背景技术

相比较目前高压领域普遍使用的油浸式电容器，自愈式电容器具有如下的优点：

(1)无油化，更加环保，材料省，成本低；

(2)工艺相对简单，质量更容易控制；

(3)重量轻、体积小；

(4)产品具有自愈性，运行更加可靠；

(5)无油产品防火性能好，不易产生高压气体，产生爆炸性危害的可能性大大降低。

对于高压自愈式电容器，当电容器两端电压过高或薄膜绝缘性能劣化时，金属化薄膜的电弱点处将会被较高的电压击穿，形成孔洞，孔洞的大小取决于电弱点处的自愈能量。对于运行中的电容器，当自愈能量较小时，击穿点周围薄膜的温度的升高不足以超过介质的熔点，金属化膜能够成功自愈。而当自愈能量较大或绝缘劣化时，击穿点处会形成持续的通路，导致自愈失败，并产生大量的热量，这会使得电弱点周围薄膜的温度迅速升高，加速了薄膜的裂解、气化，进而使得薄膜绝缘迅速老化。当温度超过介质的熔点时，还会发生介质燃烧的现象，对于聚丙烯薄膜电容器，一般温度超过120℃时，聚丙烯薄膜就开始熔化，产生大量气体，当自愈能量远远超过电容器单元的耐受爆破能量时，就会发生电容器爆炸的严重情况。

因此，用于自愈式电容器自愈失败的保护装置是自愈式电容器安全稳定运行的重要辅助元件，为了检验或评价各种自愈失败保护装置的性能，需要一种能准确模拟自愈式电容器正常运行工况及自愈失败故障状态的试验方法。

如何模拟电容器装置在系统中的实际运行条件、等效自愈失败的发生和发展过程是试验的难点。为了提高自愈失败发生的概率，可以通过改变电容器的运行条件来实现，如提高实验电压或提高环境温度等，还可以改变电容器的设计参数，如降低方阻或提高设计场强。但是这些变化都将导致试验条件与实际运行条件之间存在较大差别，试验结果不能真实反映运行规律。

国内外相关研究人员尝试了一些特殊的试验方法来研究自愈性能，这些试验方法都能一定程度反映自愈特性，但都与实际运行工况不完全相同，而且不能模拟自愈失败的过程。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于自愈式电容器自愈失败保护性能测试的分步试验方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于自愈式电容器自愈失败保护性能测试的分步试验方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，先将电容器元件在高压直流电压下击穿，使其自愈失败；

第二步，将第一步中的自愈失败电容器元件植入电容器单元内部，并从电容器单元内部引出两根线接外部的真空接触器，然后将该电容器单元在不带电状态下接入主试验回路；

第三步，将主试验回路电源调压器逐渐升压，升高到预定的电压后，控制真空接触器闭合，将自愈失败电容器元件接入模拟实际电容器串并联工况的交流电源系统，在此第三步的过程中同时采集整个过程中自愈失败电容器元件两端电压、电容器支路总电压和总电流，以及试验过程发生的物理现象，检验自愈失败保护装置的可靠性和灵敏度。