打开文本图片集

摘要：通过分析电容器在高海拔、强风沙、低温气候条件下运行的影响因素，提出具体预防措施。通过对电容器本体进行严酷的冷热循环试验，考核极限高温、极限低温下产品的密封性能。选用适合高海拔、强风沙条件使用的外表面漆，调整工艺参数，对电容器单元喷涂后进行抗风沙、抗紫外线试验验证。以保证电容器在不同环境中的应用更为安全可靠。

关键词：高海拔、强风沙、低温、温差、绝缘、局放、冷热循环、变形量

1 前言

由于电容器运行常位于青海、内蒙古、新疆等高海拔地区，环境条件相对恶劣，电容器在高海拔地区通常具有昼夜温差大、空气稀薄、风沙大、紫外线强，极限低温较低的特点，使电容器出现内部绝缘性能下降、外绝缘击穿、局部放电、电容器运行温度升高、壳体变形、裂缝漏油等问题;间接影响电容器的寿命，因此电容器在运行中必须能耐受高海拔、强风沙、低温等环境。

2 强风沙、高海拔气候条件对电容器的影响

2.1外绝缘问题

高海拔条件下仅对电容器单元外绝缘耐压造成影响，对于电容器单元内绝缘不会有影响。对于绝缘子的绝缘水平，也要考虑海拔修正问题，因为海拔高度的增加，空气密度相对减小，对于外绝缘而言起始放电电压降低，绝缘性能下降。

2.2温差较大带来的渗漏油问题

电容器套管与箱壳间通过密封垫圈进行密封，高海拔环境因温差较大，极端 高温和低温出现的频率较高，因此，对密封垫圈就是一个极大的考验。通过对电容器本体进行严酷的冷热循环试验，验证极高、极低温度下产品的密封问题。

2.3温差大带来的电容器外壳变形问题

高海拔环境下气压比较低，注油后电容器外壳内外压差很小。正常工艺处理的电容器，内部经脱水脱气处理，近似没有气体，只有液体介质和固体材料，这两种材料一般不会因为气压变化发生体积的变化。但如果有工艺处理过程脱水脱气不干净，内部有残留气体，可能会导致外壳轻微的变形，如果内部出现击穿或者局放频繁，气体量过多，会出现明显的鼓肚。

另外，由于电容器内部绝缘油在不同温度下出现热胀冷缩的体积变化，电容器通常通过箱壳的形变进行油的补偿。如果油补偿设计及相应的工艺不合理，也会导致箱壳出现严重变形，甚至极端低温下内部出现空腔的情况。

2.4低温下的局放问题

低温下浸渍剂的流动性能比较差，如果选用的浸渍剂低温下运动粘度大，会直接会影响到电容器的局放性能。因此，选用低温下运动粘度小、流动性好的浸渍剂尤为重要。低温下产品对壳局部放电的试验验证，是说明产品低温性能好坏的重要指标。

2.5  防风沙问题

高海拔条件下通常气候条件恶劣，风沙大，电容器单元、配套件外表面要经得起风沙的考验，电容器单元箱壳采用加厚处理，外表面涂层需进行耐厚处理，有效预防因风沙大对设备外观造成的影响。

3电容器在高海拔、强紫外线、强风沙、低温气候条件下的预防措施

考虑到电容器在高海拔、强紫外线、强风沙这种特殊气候下运行，主要采取了以下措施：

3.1采用耐强紫外线、强风沙的电容器单元套管

1）首先是根据使用环境的需要，对套管表面的釉层采取加厚措施，同时调整烧制工艺，增强套管耐冷热冲击的能力，釉层表面密实光滑坚韧，长期使用釉层表面不产生龟裂，可以有效防止风沙的侵蚀，提高釉层的防紫外线能力。

2）电容器套管采用高强度瓷瓶，提高套管的机械强度和抗风沙打击能力。

3.2电容器外壳采用优质的不锈钢板304

由于电容器要在强紫外线、强风沙气候条件长期运行，电容器的外壳要能耐受强风沙、强紫外线的长期侵蚀，在高海拔、在强紫外线、强风沙运行条件下的电容器外壳都采用优质的不锈钢板304，必要时采用加厚钢板等措施，以适应电容器恶劣运行环境条件下的要求。

3.3采用低温性能良好的浸渍剂，解决电容器在低温下的局部放电性能

由于在高海拔条件下温差大，低温时温度也会比较低。这就要求电容器内部的浸渍剂在低温条件下性能要好，其实就是油在低温下局部放电要好，而油的运动粘度和凝固点是影响电容器在低温局部放电性能的关键。根据运行环境的要求，采用低温性能较好的绝缘油作为浸渍剂，并根据不同环境温度调整注油的工艺。确保电容器在高海拔、低温条件下运行性能良好。

3.4采用耐强紫外线、强风沙的表面漆，结合特定的喷漆工艺

电容器采用专业的、耐强紫外线、强风沙的表面漆作为表面防护，并规定了适宜的油漆干膜厚度，选取自动化程度极高的机器人自动高压静电喷涂方式。高压静电喷涂可使电容器产品具有很好的表面质量，涂料被施加静电荷后会进一步雾化，更小的涂料颗粒带来更好的表面质量和更佳的附着力，而适当的油漆厚度还能使电容器表面看起来更加丰满。

3.5加强电容器的外绝缘

由于高海拔地区的空气相对比较稀薄，按标准要求，高海拔用电容器外绝缘应适当进行修正。按照GB/T 311.1及IEC 60071-2的规定，海拔修正系数可按式（1）进行计算：

其中：m—为指数，对于雷电冲击耐受电压，m取1;对于空气间隙和清洁绝缘子的短时工频耐受电压，m取1;对于操作冲击耐受电压，m可按用户要求选取，但最大m=1;

H—为需要修正的海拔高度。

以海拔地区为2000m为例，修正系数计算得到Ka为1.13，如果电容器的绝缘水平为50/125kV，则外绝缘修正后外绝缘水平为57/142 kV。根据实际的海拔要求，采用10伞或者13伞的电容器套管，10伞的耐受电压水平为65/150kV， 13伞的耐受电压水平为70/170kV，完全可以满足电容器单元绝缘水平为50/125kV时、海拔高度为2000m以内的外绝缘水平要求。

4 针对低温、温差大问题进行的冷热循环试验验证

针对高海拔项目的环境特点，进行了极低、极高温下的冷热循环试验，验证产品在恶劣环境温度下是否出现相关问题。

冷热循环试验在高低温箱内进行。将电容器放置在恒温箱内，试验前恒温箱内的温度保持在+20℃～+30℃范围内，以5K/min的变化率持续降温一直到-55℃直至3个小时（包含降温时间），按照同样5K/min的变化率持续升温一直到+85℃直至3个小时（包含升温时间），此为一个试验循环，进行共5次循环。

冷热循环试验后主要进行了以下几个试验的验证：

1）密封性能试验：将电容器通体加热到80℃后，保持8小时，电容器应无渗漏现象。试验结果：无渗漏。

2）低温极对壳局部放电试验：在下限温度-45℃下测量局部放电起始电压和熄灭电压，在此温度下局部放电熄灭电压应不低于1.3UN。试验结果：合格

3）外壳形变试验：试验前进行电容器箱壳的形变尺寸测量，试验后再在同样位置进行箱壳形变尺寸测量。试验结果：合格;敲击试品箱盖，未发现空腔情况。

5小结

1）空气稀薄对电容器外绝缘击穿电压有一定的影响，在高海拔条件下运行绝缘水平必须考虑修正问题;

2）电容器恶劣环境下运行，导致的渗漏油及箱壳变形问题，可采用加厚的不锈钢板304，耐受强风沙、强紫外线的长期侵蚀，以适应电容器恶劣运行环境条件下的要求;

参考文献

[1] GB/T311.1-2012绝缘配合第1部分：定义、原则和规则

作者简介：梁晓 （1988年7月）女，汉族，江苏无锡，工程师，本科，研究方向：电气工程。