（中国南方电网有限公司超高压输电公司广州局）
摘要：穗东换流站C1电容器近年来出现较多故障，本文通过对C1电容器的检修数据进行分析，得出该型电容器故障的特征及原因。
一、穗东换流站交流滤波器库柏电容器配置情况
穗东换流站B型交流滤波器564、574、584的C1电容器均采用库柏电容器（每相C1电容器有152只电容器，共计1368只），于2009年06月投入运行。
当1个桥臂电容器元件发生损坏时，损坏电容器元件所在桥臂的电容值发生变化，原本4个桥臂的电流平衡的状态被破坏，TA2电流互感器将检测到不平衡电流，正是利用这一不平衡电流判断电容器组的运行情况，通过计算 ，可以判断出电容内部的小电容元件故障。2014年1月至2017年10月，穗东换流站564、574、584（库柏）C1电容器组因电容器本体内部击穿故障停电更换22次，共计更换电容器42只。其中2016年03月后出现密集性故障（更换38只）。
二、故障库柏电容器在库柏本厂内解剖情况
2017年7月5日在上海库柏电容器工厂对穗东站更换下的故障电容器（型号AAM9.921-708-1W；编号：U08F06574、U08F06572）进行解剖分析。
U08F06574 电容器情况：解剖前电容值测量：21.5uF；内熔丝和元件情况：第1串编号为6、8、13出现熔丝动作、短路，铝箔边缘击穿的情况。2至5串均正常。
U08F06572 电容器情况：解剖前电容值测量： 21.5uF；内熔丝和元件情况：第1串编号为6、第2串编号为8出现熔丝动作、短路，铝箔边缘击穿的情况。其余串均正常。
库柏厂方认为这 2 台电容器外部主绝缘纸使用正确、安装工艺规范，内部熔丝、电阻、元件及导线连接方式正确、可靠。产品在设计、材料、工艺和生产方面没有发现异常。
（1）U08F06574电容器共3个元件击穿、相串联的 3 根内熔丝准确动作；U08F06572电容器共2个元件击穿、相串联的2根熔丝准确动作。以上说明内熔丝均准确地隔离了故障元件，产品符合设计的要求。
（2）5 个元件的击穿点均在铝箔边缘处，原因之一是该处是元件带电运行时，场强相对较高的地方；此外，分析击穿点可知，这些击穿均是明显的电击穿，而不是热击穿，这些电容器应是经受过较大的暂态过电压或谐波过电流，才会在短时间内发生数量较大的元件击穿。
三、故障库柏电容器在思源厂内解剖试验情况
2017年9月29日思源电容器工厂对穗东站故障库柏电容器（型号AAM9.921-708-1W；编号：U08K10821、U08K13747）进行解剖分析。
打开产品外包封，编号为U08K10821的产品端面完好无异常;编号为U08K13747的产品部分端面发黑，有大量碎铝箔在外包封上，初步推断为击穿所致。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆测试发现,编号为U08K10821的产品除第四串联段外,其余串联段均有击穿; 编号为U08K13747的产品第一、第二、第三串联段均有击穿,其中第二串联段击穿较为严重，有五个元件发生了击穿。由于两台产品在厂内 75%极间耐压试验均发生击穿，故部分击穿应为产内击穿所致，产品击穿点均位于铝箔边缘场强集中处。
编号为U08K13747的产品油样发黑，此种情况应为产品运行或返厂试验时，击穿所致。对两台产品进行油样分析，由于两台产品均有击穿现象，为防止产品油样对设备产生污染，故未进行介损测试,产品水分及耐压测试，由于两台产品运行时间较长，且试验过程中发生击穿，故产品气体含量较高。
解剖小结：
1）两台库柏的产品在运行过程中均有击穿现象,由于产品运行时间较长,且击穿点均在铝箔边缘场强集中处,初步推断为长期运行造成的产品老化所致。
2）两台库柏的产品油样故障气体含量较高，初步推断为产品老化及击穿引起的故障气体含量升高。
四、完好库柏电容器备品在思源厂内试验情况
2017年9月27-10月13日在思源电容器工厂对穗东站外观检查完好的库柏电容器备品（型号AAM9.921-708-1W；编号：U13747、U10821、U10805、U10820）进行解剖分析。
试验项目：
1、极间、极对壳电容
试验方法：用电容表分别测试极间、极对壳电容。
试验结果：编号为U13747、U10821的2台产品的极间电容明显低于铭牌实测电容，其余2台产品的极间电容与铭牌电容没有明显差异，产品极对壳电容没有明显差异。
2、极对壳绝缘电阻
试验方法：用高阻计测量极对壳绝缘电阻
试验结果：极对壳绝缘电阻通过。
4、放电电阻测试
试验方法：用电阻测试仪测量内部放电器件阻值，产品额定值为4MΩ，要求值：±5%。
试验结果：内部放电器件阻值和偏差度通过。
5、端子与外壳间交流耐压试验（干试）
试验方法：试验时将电容器所有线路端子连接在一起，在共同端子与外壳之间施加规定的工频交流电压37.5kV（75%出厂试验电压，出厂试验电压为50kV），历时10s。
试验结果：无击穿，无闪络。
6、端子间耐压试验
试验方法：在电容器端子之间施加11.6kV（=75%x2.15x7.211kV交流电压），历时10s。
试验结果：编号为U13747、U10821 的产品未通过该试验，编号为U13747的产品在电压升至13kV时产品击穿，试验前电容为21.5，试验后电容为20.9μF，编号为U10821的产品在电压升至15.1kV时产品击穿，试验前电容为21.6，试验后电容为21.3μF，其余产品产品通过该试验。
五、本体发热思源电容器在思源厂内解剖试验情况
2017年9月27-10月13日，对穗东站更换下来的一只有发热缺陷的思源电容器进行返厂试验与解剖分析（编号为808513，本体发热）。电容器外观检查、极间、极对壳电容、极对壳绝缘电阻、放电电阻测试、端子与外壳间交流耐压试验（干试）、端子间耐压试验、极对壳局部放电、极间局部放电、油样水分、气体含量及耐压试验结果均无异常。异常试验结果如下：
1、电容、tanδ值
试验方法：在工频7.211kV下测量电容器的电容值和tanδ值。
试验结果：初测电容值为32.2μF，试验电容值为32.155μF，电容偏差0.24%，tanδ为2.76x10-4，tanδ略微偏高（经验值为2 x10-4）。
2、电容、tanδ与电压之间的关系
试验方法：在工频2kV开始，每次增加2kV，测量电容值和tanδ值。
试验结果：tanδ略微高于正常值，初步判断此为电容器发热温度升高的原因。
解剖小结：
该电容器在解剖过程中未发现击穿和放电痕迹以及其他明显异常，唯有tanδ值略微偏高，其偏高的主要原因：产品引线焊接使用的是松香焊锡，要求在焊接完成后对焊接处进行擦拭，该台电容器在生产过程中，可能存在未将焊接点擦拭干净导致部分松香残留在产品中，使产品损耗偏大，进而导致发热。
参考文献
[1]任达勇. 天广直流工程历年双极闭锁事故分析[J]. 高电压技术,2006,(09):173-175.
[2]钟显,樊艳芳,王一波,常喜强,郑少鹏,王衡. 含高密度风电、交直流送端电网直流闭锁故障稳控方案研究[J]. 电力系统保护与控制,2015,(13):130-138.
作者简介
梁毅灵，男， 1990年9月出生，广东开平人，助理工程师职称，大学本科学历，现于中国南方电网有限公司超高压输电公司广州局从事特高压直流输电系统变电检修工作。
周雨田，女，1989年2月出生，湖北江陵人，工程师职称，硕士研究生学历，现于中国南方电网有限公司超高压输电公司广州局从事换流站变电运行工作。
论文作者:梁毅灵,周雨田
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
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