電力電容器的主要部件的介紹:
(1)元件
元件是并聯電力電容器的基本電容單元,它是由電介質和被它隔開的電極所構成的部件。高壓并聯電力電容器中的元件通常由兩張鋁箔作極板、中間夾多層薄層固體介質卷繞后壓扁而成。隱箔插引線片結構是電力電容器元件的傳統結構,其極板利用率高,使元件及引線片引出部位局部電場集中,在過電壓的作用下,電場集中的地方會首先發生局部放電。為了防止早期損壞,電力電容器只能在較低的電場強度下工作。鋁箔凸出折邊結構是針對隱箔插引線片結構的缺點而作出改進的一種結構。兩張鋁箔分別向一邊凸出于固體介質層之外,鋁箔的另一邊則向內折邊,處于固體介質層邊緣之內。元件不插引線片,而由凸出的鋁箔引出和導入電流。這樣就可基本消除邊緣鋁箔和引線片的毛刺和尖角對局部電場分布的**影響,使電力電容器元件的局部放電起始、熄滅電壓和擊穿電壓得到提高。由于與插引線片結構比較,所以這種結構的電力電容器的損耗更低。鋁箔凸出折邊結構的元件,其局部放電起始場強比不折邊的元件高23%~43%。
美國Cooper公司從上世紀90年代開始采用經激光分切的鋁箔設計、制造電力電容器。鋁箔經激光分切后,邊緣呈圓柱。這種構造同樣有利于降低鋁箔邊緣部位電介質和電場強度,從而提高電力電容器的電氣性能。
(2)套管和導電桿
線路端子采用瓷質的油絕緣套管,外部采取多個傘裙的形式以增長爬電距離。表面涂釉燒結,其機械強度、工頻擊穿電壓、外表干閃絡、濕閃絡和內腔油中閃絡距離均應在套管設計時予以充分考慮。載流導體即導電桿采用銅棒,導電桿上端有螺紋,下端焊有銅絞線,載流密度一般不超過2.5A/mm2,銅絞線在套管腔內與電力電容器心子出線連接,表面有紙層或紙管覆蓋。制造工藝良好的電力電容器,套管內腔應基本上充滿絕緣油。套管與導電桿及套管與箱殼連接目前有兩種方式,即釬焊式和裝配式。裝配式是將套管與導電桿法蘭及套管與箱殼的連接部位制作成密封機構,嵌入橡膠密封圈加力壓入,并注入密封膠。套管與導電桿及套管與箱殼連接部位強度不可能很高,在搬運、安裝電力電容器時,應盡量避免直接受力,嚴禁拎套管。外部與電力電容器線路端子的連線應采用軟導線,以免硬質導電排熱脹冷縮時產生應力而破壞套管部位的密封,從而導致因電力電容器的密封問題而發生漏油現象。
(3)箱殼
高電壓并聯電力電容器通常采用1.5~2mm厚的冷軋薄鋼板或不銹鋼板制成的矩形箱殼,其機械強度較高,易于焊接和散熱,也便于安裝。電力電容器中的絕緣油因溫度改變引起的體積變化可由箱殼大面的彈性變形來進行補償調節。箱殼窄面兩側焊有供搬運和安裝用的吊攀。為了**,箱殼上均裝有供接地或固定電位用的接地片或接地螺栓。箱殼的焊接通常采用氣體保護焊(一般為氬弧焊接),以減少箱殼的變形,提高焊接質量。箱殼的機械強度應滿足相應的耐受爆破能量的要求。
(4)內部熔絲
并聯電力電容器用內部熔絲是設置在電力電容器內部的有選擇性的限流熔絲,設置方法是每個元件一個,故也稱為元件熔絲。通過元件熔絲動作將故障元件瞬時斷開,從而使該電力電容器單元的其余部分以及接有該電力電容器單元的電力電容器組繼續運行。外部并聯電力電容器數量和電源系統可達到的短路電流不影響內部熔絲的限流。
(5)內部放電器件
電力電容器單元是否需裝內部放電電阻應視使用場合而定。如果電力電容器或電力電容器組額定電壓屬中壓級,裝設了放電線圈,則電力電容器單元中不必裝放電電阻。若并聯電力電容器組應用于超高壓場合,無法裝設放電線圈,通常設置在電力電容器箱殼的頂蓋下方。放電電阻應有足夠的耐受電壓能力和功率,特別應顧及到電力電容器極間可能進行直流耐壓試驗的情況。放電電阻通常由多個電阻串并聯后組成,電阻之間和電阻與引出端子之間的連接必須可靠。
單相電力電容器單元中的放電電阻值的計算式為:
R——放電電阻值,MΩ
C——電容,μf
UN——單元的額定電壓,V
UR——允許剩余電壓,V
t——從UN放電到UR的時間(S)
并聯電力電容器單元內裝有放電電阻后也有不利的方面:電力電容器的損耗增大,由于增加了元器件可靠性有可能降低,成本增加。