电动机电容器耐久性试验的危险源识别及控制

电动机电容器耐久性试验的危险源识别及控制

王映红

威海职业学院 山东 威海 264210

摘要：灵活的直流传输基于电压源转换器、电压源转换器基础上的IGBT(电压当前转换)的“电压源协议”(VSC-HVDC)。与使用晶闸管的传统直流输电不同，柔性直流输电最突出的技术特点是完全控制的电力电子设备IGBT。柔性直流输电的系统反应速度、可控性、工作方式灵活。本文基于电动机电容器耐久性试验的危险源识别及控制展开论述。

关键词：电动机电容器；耐久性试验；危险源识别及控制

引言

交流电机电容器是重要的电气安全产品，它的质量好坏与寿命长短会直接影响到终端产品的使用，如果出现击穿、开路、燃烧等质量问题，会引起终端产品受损、影响个人安全、引起火灾等一系列的严重后果，本文以监督抽检指数代表产品（CBB60型号，额定电压450/750V）交流电机电容器进行耐久性试验，在检验结果的基础上进行分析，找出存在的危险源，并提出具体的控制措施。

1试验目的和方法标准

耐久性试验通过给电容器施加相应的电压在电容器最高允许运行温度下连续运行相应的时间来验证电容器的设计与制造方规定的电容器的运行等级及气候条件的适应性。交流电动机电容器依据标准GB/T3667.1-2016《交流电动机电容器第1部分：总则性能、试验和定额安全要求安装和运行导则》（IDTIEC60252-1:2013）进行试验，电动机起动电容器依据标准GB/T3667.2-2016《交流电动机电容器第2部分：电动机起动电容器》（IDTIEC60252-2:2013）进行试验。

2电容器产品的检验结果与分析

根据检查结果，根据各检查项目的平均值，确定薄膜厚度的厚度、中、薄三个等级。对薄膜的拉伸强度决定了高、中、低三个等级；对绝缘电阻值决定了高、中、低三个等级；对耐久性时间确定了长、中、中、中、短5个等级，并统计测试结果中出现的各种组合。主要因素的性能直接影响耐久性时间的长短，检查过程中出现了一批样品耐压不合格，该产品在进行耐久性实验时会出现击穿、着火等现象，对样品进行解剖后发现胶卷已经变成粉末。

3耐久性试验

该标准主要包括耐久性试验、热稳定性试验、损失确定等。所引用的实验标准有环境试验、振动冲击试验等所有这些都与可靠性、安全性、散热价值等有关。正在运行的电容器。直流柔性运输项目有自己的特殊要求，因此电容器的一些指标要求很高。多年来，我们结合了柔性直流输电的工程特点和电子电容器的实验标准，并与国内外著名的电力公司共同制定了直流输电用电电容器的参数要求。这样可以有效地确认电容器在灵活的直流输电项目中是否能满足使用要求。根据标准GB/T17702-2013耐久性测试条款，将电容器放置在最高环境温度的烤箱中，对电容器施加1.3Un电压500h或1.4Un持续250h，然后对电容器施加1.1Un电压，通过适当的放电电路产生1.4个放电电流1000次。然后将电容器放置在最高环境温度的烤箱中，对电容器施加1.3Un电流，使500h或1.4Un持续250h。实验结束后，测定电容器容量变化≤-3%，判定为合格。根据柔性DC输电及变电项目的性质，工程投入使用后将继续运营，预计项目30年内只有短暂的有限停机维修。此外，由于常年工作，系统调整、转换等会对系统造成很大干扰，因此柔性直流输电电容器必须能承受更大的峰值电流。例如，对于2200Vdc-10000μF电容器，允许51.5kA，测试结束后测量电容器容量损失在≤-2%以内。

4监控系统功能的设计

1. 电压信号采集。根据电力电子电容器的电压等级和实验标准，监测系统监测的电压可以达到DC 10kV或AC 3kV，因此高电压需要经过安全有效的转换才能收集。

2)电流信号采集。交流场所使用的电力电子电容器通常电压不高，但容量大的话，电流也很大，可以为该系统使用1000:5电流变压器和隔离变送器，将高电流转换为弱信号，以便于收集。

3)温度信号采集。电容器的实验温度不高，范围为-55℃至120℃。系统同高精度手套对屏蔽PT100温度的传感器实现烤箱、高低温实验箱及实验用电容器地温度信号采集传感器。

4)信息处理。为了确保数据处理的准确性，其可以运用12位的FX2N-4AD模式-数字转换为模块对电压信号一级电流信号完成数字化的处理，实现5mV、20μA综合分辨率。使用12位的FX2N-4AD-PT温度信号AD转换模块，以0.2℃至0.3℃的分辨率处理温度信号。

5)控制和反馈。电压、电流和温度三个参数是电容器耐久性测试和热稳定性测试等重要参数，因此测试监控系统主要将这三个参数用作控制和反馈。超过监控系统设置后，监控系统会自动的切断烤箱抑或测试电源。

6)输出和警报。电容器在实验中或许发生温度超过预期值或泄漏电流增加的状况。为了防止或许出现的刹车下降或熔化等故障，系统的开发过程中将这些参数用作测试对象，如果超过设置的限度，测试设备的输出将自动被阻止。监控系统会自动拨打实验者电话或发送短信警报，警告实验者及时处理实验失败。

7)记录和展示。为了使电力电子电容器规格系列多，执行的实验任务重，实验时间长，流程数据多，便于以后查找、检索，该监控系统可以通过计算机在线方式进行同步记录数据，使监控系统的计算机能够轻松读取实验数据，完成远程监控最终目标。

5脉冲电容器设计及耐久性试验

模型电容器耐久性实验明确了电容器的工作场、元件电压、中心结构等重要参数，同事开发了不普遍的加工制造工艺，使大容量高压脉冲电容器在实验中稳定工作。使用频率上限时，相同容量的电容器具有固有电感小、振动频率高、电感大、振动频率低的特点。电感很大，阻抗Z增加，相应的串行电阻也增加。高感应电容器承受高频干扰的能力相对较低。同时，随着发光强度的增加，tanδ也会增加。因此，脉冲电容器的电感应最小化。元件的针脚越大，实际宽度越小，元件的电感越小，因此满足条件时可以看到主轴绕组。要降低功耗，请使用较低的l / h比率的机箱结构。尽可能采取合理的输出，减少电感。耐久性试验设计必须降低电路的强度和电感，从而缩短整个电路的距离。感应线圈应保证足够的绝缘强度，选择合理的仙境，避免试验中电阻过大和温度过高。在脉冲电容器失灵状态下飞行中发生爆炸时，能量逐渐积累，爆炸部位附近的压力大大增加，达到294.5MPa，位置出现在端面连接到大面的死角(容易发生面峰爆炸)，发生超出材料屈服应力的不可逆转的塑料变形，但不超过材料的拉伸强度，燃料罐不会爆炸。随着爆炸过程的持续，压力传播到种植者内部，燃料罐外壳的大面积压力大大增加。

结束语

电动机电容器耐久性试验是交流电动机电容器产品国家标准中的重要试验项目之一，在依据国家标准GB/T3667.1-2016或GB/T3667.2-2016对不同电容器样品进行耐久性试验时，由于产品质量的参差不齐及人员操作的不规范，试验过程中有可能发生着火危险、机械伤害、产生有害气体、电击伤害等危险。因此在试验之前需要仔细分析试验过程，找出存在的危险源，提出具体的控制措施。在试验过程中，要严格按照标准及规范要求，确保将事故风险降到最低。

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