[發明專利]確定金屬化膜電容器整機壓力保護裝置動作閾值的方法

有效

• 申請號: 201510586483.2
• 申請日: 2015-09-15
• 公開（公告）號: CN105137304B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 李化;李浩原;林福昌;倪學峰;嚴飛;尹婷;林敏
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;華中科技大學;國網上海市電力公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本發明屬于電氣設備技術領域，更具體地，涉及一種金屬化膜電容器元件產氣體積的測量裝置及使用其確定金屬化膜電容器整機壓力保護裝置動作閾值的方法。

背景技術

金屬化膜電容器元件由于采用金屬蒸鍍工藝，具有自愈性能，可以工作在臨界擊穿場強下，大大提高了介質膜的儲能密度，減小儲能元件的體積。目前金屬化膜電容器元件常作為脈沖功率電源的儲能器件，或用于電力系統交直流濾波和無功補償。

金屬化膜電容器元件在運行過程中，由于內部發生自愈，導致少量高分子絕緣介質分解，絕緣介質分解后會產生氣體，該氣體會逐漸在金屬化膜電容器外殼內積累，隨著自愈的不斷發生，產氣量會逐漸增加，最終可能導致金屬化膜電容器整機外殼變形，甚至可能出現電容器內部元件短路后大量產氣導致電容器整機外殼變形或爆裂的現象。同時，也非常有必要對金屬化膜電容器元件在發生短路故障的情況下的產氣量進行測量，但目前未有這種產氣測量裝置。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種金屬化膜電容器元件產氣體積的測量裝置，其目的在于，測量電容器元件短路故障時產氣體積的大小。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種金屬化膜電容器元件產氣體積的測量裝置，包括絕緣容器、玻璃量筒、絕緣油、以及橡膠軟管，玻璃量筒倒置于絕緣容器的內部，且玻璃量筒的頂部與絕緣容器的底部接觸，絕緣油灌注于絕緣容器的內部，橡膠軟管一端與玻璃量筒的底部接觸，另一端穿過玻璃量筒的頂部和絕緣油后裸露在絕緣容器的外部，并與外部抽氣裝置相連。

優選地，絕緣容器的材料是玻璃或絕緣塑料。

優選地，玻璃量筒的高度與絕緣油的油面高度的比值大于1。

優選地，絕緣油的油面的高度與絕緣容器高度的比值大于0.5。

按照本發明的另一方面，提供了一種確定金屬化膜電容器整機壓力保護裝置動作閾值的方法，其目的在于，解決現有金屬化膜電容器整機外殼由于內部壓強過大所導致的外殼變形或爆裂的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的另一個方面，提供了一種確定金屬化膜電容器整機壓力保護裝置動作閾值的方法，是使用上述測量裝置實現的，所述方法包括以下步驟：

(1)將玻璃量筒從測量裝置中取出，將金屬化膜電容器元件放入玻璃量筒中，將玻璃量筒倒置放入絕緣容器中，使玻璃量筒的頂部和金屬化膜電容器元件的底部均與絕緣容器的底部接觸；

(2)將橡膠軟管的一端伸入玻璃量筒內并與玻璃量筒的底部接觸，另一端穿過玻璃量筒的頂部和絕緣油后裸露在絕緣容器的外部，并與外部抽氣裝置相連；

(3)使用外部抽氣裝置通過橡膠軟管抽取玻璃量筒中的空氣，直至絕緣油充滿整個玻璃量筒為止；

(4)將金屬化膜電容器元件的正負極分別通過導線與外部電源電連接，接通外部電源；

(5)金屬化膜電容器元件持續產氣，直至其發生短路擊穿故障為止，此時斷開外部電源，并通過玻璃量筒讀取產氣體積V₁；

(6)根據步驟(5)獲得的產氣體積獲取金屬化膜電容器整機內部單個金屬化膜電容器元件發生故障時的金屬化膜電容器整機內部壓強值P＝P₀*(V₁+V₀)/V₀，其中P₀表示大氣壓值，V₀表示金屬化膜電容器整機內部空隙的體積。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，能夠取得下列有益效果：

1、本發明可保證金屬化膜電容器元件運行工況與實際工況相符，可測量金屬化膜電容器正常自愈和短路擊穿故障等情況下的產氣體積，而目前未見適用于該場合的產氣體積測量裝置；

2、使用該發明的方法可以評估單個金屬化膜電容器元件發生短路擊穿故障時的產氣對電容器整機內部壓強的影響，從而對金屬化膜電容器整機壓力保護裝置的動作閾值的設定提供參考；

3、使用該產氣體積測量裝置還可對金屬化膜電容器的產氣進行收集，進而進行氣體成分分析；

4、本發明的裝置及方法操作簡便，安全可靠。

附圖說明

圖1是本發明確定金屬化膜電容器整機壓力保護裝置動作閾值的方法的流程圖。

圖2是本發明金屬化膜電容器元件產氣體積的測量裝置的示意圖。

圖3是本發明排盡玻璃量筒內空氣的示意圖。

圖4是金屬化膜電容器元件接入電源的示意圖。

具體實施方式