前言
从二十世纪末至今的10多年期间，国外高压电力
电容器技术总体上处于平稳的发展阶段，大量提供市场的还是油浸全膜电容器，并没有突飞猛进的发展。但技术进步的步伐在悄悄地进行着，有些方面已显现出新一代产品的端倪，也许预示着一个电力
电容器发展的新时代即将到来。这里将得到的一些国外电容器信息与同业者交流，主要介绍ABB、COOPER和GE三大电容器生产企业的产品发展信息，同时也涉及到日本、印度和韩国的电容器发展信息。 相比之下，近10年来我国电力电容器制造业不论在技术上还是在生产规模上都呈现出飞跃式的发展，这是世人所公认的。我们的高压电容器实现了全膜化，产品技术经济指标和外观都有了今非昔比的变化，尤其在实现直流输电用电容器国产化方面做出了突出的业绩。但是在一定程度上，这些技术的进步是靠国外技术进步尤其是中外合资企业的先进技术所带动的，具有自主知识产权的技术并不多;这些进步是追赶性的，而且我国电力电容器现在的技术水平总体上与国外先进水平还有相当大的差距。所以，今天放眼看一看国外技术发展现状，探索国外技术发展的新动向，也许对我国电力电容器今后的发展能起到某种启迪作用。
1 电容器的主要材料
1.1 固体介质
材质上现在都用双轴定向拉伸聚丙烯薄膜，它在电力
电容器上的应用已有40年的历史了，目前还没有新的、更好的材料可以替代。从薄膜加工的方法来分，有管膜法和平膜法两种。普遍认为管膜密度较高、机械性能好、耐电强度高、厚度均匀性稍差;平膜生产效率高、厚度均匀性好、耐电强度高。在应用效果上两者并无明显差别，只是各电容器制造企业习惯上的选择，ABB用过管膜也用过平膜，COOPER和GE一直用管膜。生产管膜的都是老设备，新设备都是生产平膜的，看来平膜可能是今后的发展趋势。值得注意的是，国外通常采用质量密度法测量薄膜的厚度，国内则用千分尺法厚度。 薄膜的质量是至关重要的，包括聚丙烯树脂粒子来源、生产环境条件和整个生产过程管理等方面都要严格加以控制。据说控制薄膜中氯离子含量(不大于5×10-6)十分重要，在电容器心子材料中也要避免采用含氯化合物(如聚氯乙烯等)，氯离子含量过高就会使电容器在运行中的耐电强度降低。
1.2 液体介质
近10年来，国外电容器浸渍用液体介质基本上统一到C101和SAS两种。两者都是混合物，C101由单/双苄基甲苯组成，SAS系列浸渍剂由二苯基乙烷和单苄基甲苯组成，在性能上没有很大差异，以至于更换浸渍剂后电容器的设计都不需改动。从价格因素考虑，国外三大电容器生产企业目前均采用了日本石油公司在美国生产的SAS油。这两种浸渍剂的分子结构图见图1，主要性能参数见表1。
图1 C101和SAS浸渍剂的分子结构图
表1 各种电容器浸渍剂的主要性能参数
项目 | SAS-70 | SAS-40 | C101 | PXE | PEPE 自动打饭机 |
主要成分 | 二苯基乙烷0.7 单苄基甲苯0.3 | 二苯基乙烷0.6 厚板冲裁单苄基甲苯0.4 | 单苄基甲苯0.75 双苄基甲苯0.25 | 苯基二甲苯基乙烷 | 苯基乙苯基乙烷 |
密度 g/cm3 | 0.997 | 1.000 | 1.010 | 0.990 | 0.973 |
芳香度 | 0.693 | 0.686 | 0.645 | 0.444 | 0.500 |
运动黏度 /-40℃ ×10-6m2/s | 51.1 | 51.1 | 243 | 15000 | 80 |
析气性/30℃ μL/min | -160 | -160 | -140 | -120 | —— |
闪点 ℃ | 138 | 132 | 135 | 148 | 140 |
凝固点 ℃ | ＜-65 | -70 | -67 | -48 | -65 |
介电常数/25℃ | 2.5 | 2.5 | 2.65 | 2.51 | 2.46 |
| | | | | |
1.3 金属材料和电容器出线套管
作为电极的铝箔厚度为4.5μm，主要是瑞士NEHER公司生产，厚度均匀、清洁度高、致密性好、卷绕性能优良，但价格昂贵。COOPER公司采用瑞士的激光切割铝箔，价格就更高了，但该公司认为用激光切割铝箔比铝箔折边具有更多好处。
电容器外壳大都采用有磁不锈钢材料，通常为含铬的铁素体不锈钢，美国牌号AISI 409比无磁的不锈钢AISI 304价格低得多。
电容器的出线套管各家有所不同，ABB用机械滚压法兰套管氩弧焊接到箱盖上，而美国的COOPER公司和GE公司仍采用传统的烧结金属后再进行锡焊的套管。据说欧盟从环保考虑，要求电容器套管不得含有重金属铅，看来无铅锡焊料的套管是今后的使用方向。
2 油浸式电容器单元的设计和工艺特点
2.1 ABB电容器
国内对ABB公司的电容器产品了解较多。其电容器设计和工艺特点可概括如下：
采用质量密度法厚度为9μm~18μm的3层双面粗化聚丙烯薄膜，额定场强最高达78MV/m。铝箔折边异形刷/凸出，钎焊连接。薄膜宽度322mm、铝箔宽度320mm，与外壳的配合比较紧凑。
(2) 外壳尺寸
宽度343mm、厚度178mm为统一的标准规格，高度也规定了若干尺寸。形成了一张表，对每一个外壳给出一个代号，就作为电容器单元的型号。对100kvar~1000kvar的电容器，都可以从这张表中选用合适的外壳;同样，一看到型号(例如CHDB202)，对照表格就知道外壳尺寸，外壳标准化程度很高。
内熔丝是ABB淋幕机公司的成熟技术，只要适用，都采用内部熔丝。熔丝结构为端部多股缠绕、放置于元件之间。同时也少量生产外熔丝电容器和无熔丝电容器，而且主张无熔丝电容器单元的内部元件先串后并连接。对内熔丝、外熔丝和无熔丝电容器的适用范围分别在系统
额定电压和电容器组额定容量上进行了划分。
(4) 器身制造
心子组装在自动线上进行，与外界隔离。元件平放压装，压紧力为1500N(按千分尺法膜厚计算压紧系数为0.86左右)。对壳绝缘采用电缆纸在专用设备上包绕，在电缆纸的上下两端增加薄膜复合。
(5) 真浸处理
电容器卧放在真空罐内，采用一步法进行真空干燥和注油浸渍，并在罐外进行补充浸渍，浸渍剂是Faradol 810，即SAS-70E。处理周期30 h ~50h。
(6) 降低噪声的措施
ABB常规电容器可装有专用的噪声阻尼器，据说能将噪声降低18dB。
(7) 成套装置
除常规的多层构架装置外，还有单元立放、顶部加有防护罩的半封闭电容器装置、可投切的柜式电容器装置以及柱上式并联及串联电容器装置，适用于电压12 kV~36kV、容量10Mvar以下。
2.2 COOPER电容器
美国COOPER公司高压电力电容器业务原属麦克劳·爱迪生公司，1980年并入COOPER公司。该公司对中国市场关注较早，在改革开放初期即向我国转让了高压全膜电容器制造技术，近年又在上海建立了合资公司。其产品特点如下：
(1) 元件设计
介质为两层薄膜(一层单面粗化膜加一层光膜)浸Edisol ST(SAS和C101的混合油)，额定场强大于70MV/m。采用激光切割铝箔，边缘凸出但不折边，电气连接采用机械压接，无焊点。主导产品采用大元件和长轴卷制机，元件在外壳内立放，对于内熔丝电容器则为元件卧放。元件采用高占空系数设计。
(2) 熔丝设置
主张外熔丝和无熔丝设计，用户有要求时也生产内熔丝电容器。
奖章制作(3) 真浸处理
电容器立放，按两步法实施，首先在干燥罐内进行单台抽真空;充氮后转入敞开的注油浸渍系统，在室温下进行单台抽真空和注油、浸渍。
(4) 表面处理及老练
底漆是快干漆，喷过底漆后接着喷面漆，然后在提高温度下保持一定时间，同时起到老练的作用。
2.3 GE电容器
美国GE公司是老牌的电容器制造商，设备、工艺更为成熟，近年很重视中国市场。其产品有以下特点：
(1) 元件设计
介质为两层GE生产的单面粗化膜浸渍SAS-70，场强最高达到2000V/mil(78.7MV/m)，通常70MV/m~75MV/m。铝箔折边/凸出，超声波焊接金属导电膜。采用大元件结构和长轴卷制机，元件标准长度650mm，留边0.5英寸。元件在外壳内立放组装，压紧系数为0.8(按质量密度法膜厚计算)，按千分尺法膜厚计算则为0.88。
(2) 熔丝设置
GE公司明确只生产无熔丝电容器和外熔丝电容器，不生产内熔丝电容器，认为内熔丝电容器内部结构复杂、生产效率低、成本高。
(3) 关于无熔丝电容器
所谓无熔丝电容器是指在电容器组中单元的接线方式为先串后并，在单元内部的元件连接方式上则与外熔丝电容器的单元完全相同，都是先并后串。无熔丝电容器是原西屋公司Harder先生首创的，在美国已普遍应用。全膜介质电容器击穿后介质融化、两极板形成良好短接。在元件串联数较多的情况下，个别元件击穿，使其他完好元件电压提高不多，整组电容器电容量的变化也不大，因而还可继续运行。在使用效果上，无熔丝电容器与内熔
丝电容器很类似，但电容器单元内部结构简单了。无熔丝电容器在使用上的限制条件是：系统电压不能太低(一般在35kV以上)、通过电容器单元的额定电流不能太大(小于60A)、电容器元件的极间介质不能太厚(质量密度法厚度不超过30.5μm )。
