Конденсаторы связи, делительные и силовые конденсаторы.
Конденсаторы связи и делительные конденсаторы воздушных выключателей и конденсаторы трансформаторов напряжения типа НДЕ состоят из фарфоровой покрышки, внутри которой находятся параллельно соединенные пакеты из последовательно соединенных конденсаторных секций рулонного типа (рис. 1). Секции в пакетах стянуты между металлическими плитами посредством изоляционных планок. Пакеты залиты конденсаторным маслом, для компенсации теплового расширения масла в нижней части фарфоровой покрышки расположен расширитель в виде сильфона, внутренняя часть которого соединена через отверстие во фланце с атмосферой.
Рис. 1. Устройство конденсатора связи с номинальным напряжением 110/V3 и емкостью 0,025 мкФ
- — пакет из секций бумажных конденсаторов;
- — фарфоровая покрышка;
- — сильфон;
- — фланец;
- — изоляционные планки;
- — металлическая плита;
- — выходное отверстие сильфона.
I — место возможного локального нагрева фарфоровой покрышки при пробое секции (части секций) пакета;
1с — емкостной ток через пакет
Фланцы закреплены на фарфоровой рубашке через прокладки из маслостойкой резины, чем обеспечивается герметичность конденсатора.
Следует отметить, что конденсаторы связи и делительные конденсаторы представляют собой весьма надежные электрические аппараты. Тем не менее, при большом сроке службы (20 лет и более) может наблюдаться ухудшение диэлектрических их изоляции и другие, изложенные ниже, дефекты.
Конструктивные особенности конденсаторов связи и делительных конденсаторов позволяют выявить в них средствами инфракрасной техники:
- дефекты открытых контактных соединений;
- ухудшение диэлектрических характеристик (тангенса угла диэлектрических потерь изоляции отдельных секций конденсатора);
- внутренний обрыв в конденсаторе (между пакетами или в месте соединения крайних пакетов с фланцами фарфоровой рубашки);
- пробой отдельных секций конденсатора.
При выполнении тепловизионной диагностики открытых контактных соединений, следует руководствоваться указаниями.
При выполнении обследований следует выполнять нормативные указания.
Температуры нагрева и превышения температуры над температурой окружающего воздуха открытых контактных соединений конденсаторов связи и делительных конденсаторов не должны превышать нормативных значений.
Дефекты, связанные с повреждением внутренних элементов конденсатора, как правило, сопровождаются появлением на поверхности его фарфоровой покрышки температурных аномалий.
Например, на рис. 2 показана термограмма одной фазы конденсаторов связи, состоящей из 2-х элементов, нижний (на термограмме - левый) из которых имеет на поверхности покрышки явно выраженную обширную температурную аномалию (огибающая термопрофилограммы расположена выше, чем у верхнего элемента и резко поднимается в верхней части элемента). Как видно из приведенной под термограммой таблицы, тангенс угла диэлектрических потерь изоляции нижнего элемента и его емкость по сравнению с пуско-наладочными величинами резко возросли, что свидетельствует, во-первых, об общем старении изоляции и во-вторых- о частичном пробое последовательно соединенных секций конденсаторов, расположенных внутри нижнего элемента.
Нижний элемент | Верхний элемент | ||||||
Измеренные данные при Т= 23 °С | Наладочные данные при Т= 21°С | Измеренные данные при Т= 23°С | Наладочные данные при Т= 21°С | ||||
tgff, % | С, пФ | tgff, % | С, пФ | tgu, % | С, пФ | tgn, % | С, пФ |
0,33 | 34 987 | 0,18 | 14 300 | 0,48 | 16 578 | 0,15 | 14000 |
Рис. 2. Термограмма с дефектом конденсатора связи 330 кВ, состоящего из двух элементов СМП-166 (изображение повернуто вправо на 90°) и результаты измерений диэлектрических характеристик конденсатора до и после возникновения дефекта
Интересно отметить, что результаты измерений, приведенные в таблице, свидетельствуют о старении и частичном пробое секций и верхнего элемента данной фазы, однако это пока не вызвало на его поверхности значительных температурных аномалий.
При выявлении на поверхности покрышки конденсаторов связи и делительных конденсаторов температурных аномалий, либо при заметном отличии температуры поверхности какого-нибудь элемента от других элементов, этого же присоединения на 3°С и более, необходимо убедиться в том, что температурная аномалия не является результатом действия мешающих факторов.
Если наличие мешающих факторов не установлено, конденсатор необходимо немедленно вывести из работы для проведения высоковольтных испытаний и измерений (с подозрением на наличие внутреннего дефекта) и по их результатам принимать решение о допустимости его дальнейшей эксплуатации.
Конденсатор должен быть заподозрен в наличии внутреннего дефекта, также в случае, если температура фарфоровой покрышки практически равна температуре окружающего воздуха.
Следует иметь в виду, что температурные дефекты делительных конденсаторов воздушных высоковольтных выключателей можно выявить только в отключенном положении выключателя.