“全国产化高压滤波电容器关键技术研究及工程应用”项目启动

       2024年6月20日下午，由中国南方电网有限责任公司牵头，我司和广西大学联合申报的广西重点研发计划粤桂东西部协作关键技术研发及应用方向“全国产化高压滤波电容器关键技术研究及工程应用”项目启动会在广西大学顺利召开！中国南方电网有限责任公司超高压输电公司电力科研院副总经理邵震，广西大学电气工程学院院长武新章，我司副总经理李刚参加项目启动会，会议由项目负责人广西大学电气工程学院张镱议教授主持。

          会议开始，由项目负责人张镱议教授首先介绍项目的重要背景和意义。目前，在薄膜电容器中占比85%的“薄膜”都是由双向拉伸聚丙烯薄膜（BOPP）制成。制作电容器的主要材料是聚丙烯“粗化膜”，约占制造成本30%~50%左右。经过多年发展，各类电容器设备的技术水平日臻完善，但电容器均基于进口粒料薄膜设计与生产，无法适配国产材料。因此应用国产化粒料的自主可控电力电容器系列产品的开发势在必行。但超、特高压直流输电流滤波电容器自主可控替代方面，仍面临着许多技术难题，目前尚无相关产品，要将国产的PP粒料加工制成合格的电容产品，有多个关键技术需要攻克。
       该项目是基于前期南方电网科学研究院有限责任公司牵头研发的国产聚丙烯粒料成果，开发出聚丙烯粗化薄膜并研制全国产化交直流滤波电容器样机。根据广西科技计划项目任务书：全国产化高压滤波电容器关键技术研究及工程应用（桂科AB24010119），我司质量管理负责人黄桂发详细介绍了该项目的主要研究内容、预期研究成果、样机试制实施计划、最终产品参数性能要求以及质量保证措施等内容（详见附件）。
       该项目若研制成功，将意味着我国高压滤波电容器真正实现了100%完全自主可控，对于打破国外公司的技术垄断、推动全产业的发展、保障电容器行业产业链供应链安全，有着重大意义。我司携手中国南方电网有限责任公司和广西大学，不断提高科技创新水平，推动电容器行业科技进步！

附件

主要研究内容

（1）原材料回厂研究、检验。根据GB/T 13542.2、JB/T11051进行薄膜基本理化、电气性能检测，对比与进口粒子薄膜的差异分析。

（2）电容器元件卷绕工艺研究。研究卷绕张力、速度等因素对电容器元件层间松紧度、平整度影响。国产粒料聚丙烯薄膜弹性模量较大，可能会影响电容器元件的卷制性能。针对薄膜的这一特征，优化了电容器卷绕张力，使卷制元件使卷制元件平整，无折皱和S型，确保电容器的电气性能。

（3）元件干电容控制研究。国产化聚丙烯膜元件卷制后的测量干电容与浸渍后的实际电容会有偏差。通过元件组装并压装成心子与浸渍后的成品电容大量数据对比，得出元件国产化聚丙烯膜干电容比值。

（4）电容器防渗漏工艺研究。为了防止电容器油渗漏，我公司采取了相关措施。电容器单元的外壳全部采用不锈钢板，并且尽量采用自动焊接，电容器外壳对接处、套管与外壳均采用氩弧焊，焊缝平整美观、牢靠，从而可有效地降低了电容器箱体和焊缝出现渗漏油的几率。电容器套管采用滚压一体式压接套管，接线端子与瓷套之间、瓷套与盖子之间都采用辊压式密封联接，无需任何焊接，且接线端子为实心，可有效防止渗漏油。

（5）电容器设计关键特性研究。根据研究超高压直流输电工程用全国产化交直流滤波电容器性能要求及应用工况，设计国产薄膜的电容器参数设计、制造工艺、结构优化方法。

（6）电容器元件老化特性研究。研究电容器元件长期运行等效加速老化试验方法；分析电容元件在加速老化电压1.4 UN，1.6 UN，1.8 UN下的老化差异；研究老化对电容器元件关键参量影响机理；研究不同工艺对电容器元件的老化特性影响。研究全国产化交直流滤波电容器场强分布及老化特性；研究电容器长期运行可靠性。国产化交直流滤波电容器带电运行可靠性研究主要为电容器老化性研究即国产聚丙烯薄膜的主要关键的是老化试验研究。根据GB/T11024标准要求电容器的老化试验要通过外壳不小于60℃，1.4UN，1000h。如果完成按照标准进行老化试验，完成试验最少要1个半月时间，耗时较长。

（7）全国产化交直流滤波用电容器样机（含样机或设备研制的成果或交付物，应提供初设、定型的全部图）。

项目研究预期目标完成以下目标

根据研究超/特高压直流输电工程应用工况，研究全国产化交直流滤波电容器、中性母线冲击电容器参数设计、制造工艺、结构优化方法，提出基于耐压、低温过电压、老化等关键因素的优化条件及绝缘设计方案。

根据以上要求，开展电容器等样机试制，基于研究成果，开展基于国产薄膜的电容式电压互感器、直流耦合电容器参数设计、制造工艺、结构优化方法研究，研制典型参数的基于国产薄膜的电容式电压互感器、直流耦合电容器样机，通过试验验证。

最终产品参数性能要求如下：

交流滤波电容器：损耗角正切值≤0.03%，电容器元件设计场强≥65 kV/mm，电容量偏差不超过5%，耐爆能量水平≥15kJ；

直流滤波电容器：损耗角正切值≤0.03%，电容器元件设计场强≥105kV/mm，电容量偏差不超过5%，耐爆能量水平≥15kJ；

中性母线冲击电容器：损耗角正切值≤0.05%，电容器元件设计场强≥80 kV/mm，电容量偏差不超过5%，耐爆能量水平≥15kJ；

电容式电压互感器：损耗角正切值≤0.03%，局部放电≤50pC，铁磁谐振≤25个周波，准确等级：0.2级；

直流耦合电容器：额定电容50000pF；损耗角正切值≤0.03%，局部放电≤50pC。

全国产化交直流滤波电容器、中性母线冲击电容器样机需通过第三方试验验证。

全国产化交直流滤波电容器、中性母线冲击电容器样机送到第三方机构进行验证。试验包括型式试验、耐久性试验和耐爆试验，主要试验项目和要求如表1所示。产品通过型式试验后开展产品鉴定。同时电容式电压器互感器样机、直流耦合电容器样机通过出厂试验验证，力争项目实施周期内完型式试验验证机产品鉴定。

表1  电容器试验项目和要求

本项目按照下表所示进度安排开展项目研究工作：

表2  项目进度安排

质量保证措施

一、保障目标

1.合理优化设计，严格控制质量，确保产品质量符合要求，保证设备一次试验成功、一次投运成功、长期安全运行。

2.按合同及国标要求，加强物资运输保障，确保按时将合同产品送达现场。

3.加强现场安装的质量控制，指派具有丰富安装经验、工作责任心强的技术人员到现场指导安装，对相关操作人员开展培训，并提供设备保养和维护方案。

4.配合安装公司和业主完成工程的创优目标。

二、物资供应保障措施

1.编制专门的生产进度计划

根据合同的交货时间，结合市场管理部提供的信息，编制《生产计划》，以对产品在卷制、进罐、试验、装配、包装等工序的进度进行有效控制。

2.严格按照ISO14001管理体系的要求进行生产。

在原材料使用、零部件加工、元件卷制、芯子压装、电容器真空处理、热烘试漏、出厂试验、油漆、装配、包装全过程严格执行公司的质量管理体系和《质量计划》的要求。

3. 加强培训

为确保生产的顺畅进行、保质保量的完成生产任务，切实做好每个员工的培训工作。通过学习、培训、考核，提高全体员工的工作责任心和质量意识，使质量意识真正深入到每个员工的心中。特别需要加强对卷制、压装、装配、真空浸渍、油处理、外壳焊接操作人员的培训。

4.保障特殊工序设备的正常运转

选用最好的设备来生产该工程的产品，特别是在特殊过程中：在元件卷制过程中确保进口卷制机的稳定运行、在真空处理过程中密切关注真空罐的运行情况，确保生产的产品达到设计参数要求。

5.加强生产过程中控制

各车间技术员、工艺员与检查员要跟班生产，及时发现生产过程中存在的问题，设计及工艺人员要经常下到车间第一线跟踪产品质量，及时解决生产过程中出现的技术问题，生产调度员要及时协调生产进度，确保按时交付。

6.预留安全生产周期

根据产品的投产数量和公司实际生产情况，拟订电容器生产周期进行排产，产品入库时间距离实际交货期均预留了1个月的时间，预留时间足够应付后期所出现的一些不可控因素。

三、质量保证措施

1.根据本合同及技术协议的要求，专门编制了质量计划, 对本合同产品在设计、工艺、采购、制造、检验、包装、运输、现场检验、用户服务（包括指导安装、配合调试、性能试验及试运行）等方面的质量进行更好的控制。

2.根据本合同及技术协议的要求，进行全面、完整、科学的试验验证和设计验证。为了确保产品的可靠性，我公司决定从原材料、设计结构、抗震性能、绝缘性能、降噪性能等方面进行全面、完整、科学的试验验证。在进行全面调研和试验验证的基础上，总结国内外同类产品的设计制造和运行情况，结合新材料、新工艺、新技术的应用，拟定合理的设计、工艺、试验方案，并对于设计、工艺、试验方案进行认真全面的评审，确保设计、工艺、试验方案最优，并符合合同及技术协议的要求。通过对试制产品进行全面的型式试验和特殊试验，以验证设计、工艺、试验方案的合理性和产品的可靠性。

3.选用质量最好且有长期供货业绩的原材料和配套件并妥善保管，对主要原材料和组部件的进厂进行全批次检验。对关键原材料、外购配套件，提出明确完整的技术要求并严格选择供方，经总工审核批准后方可执行。物资采购部按要求采购原材料及配套件，并收集好生产厂家出厂时的产品合格证和材质证明。原材料及配套件进厂要有明确标识，要按不同材料的特性分类进行保管。主要材料固体介质：聚丙烯薄膜、铝箔，要严格进行防潮、防水保管（包括供货厂家运输途中）；液体介质也要存放在室内进行保管（包括运输途中防水、防湿措施）。所有材料的型号、规格均应正确，生产厂家应符合质量控制文件的要求，且均有合格的入库手续，库房存放条件应符合相关技术和工艺要求，存放整齐，标志清晰、完整；均有原材料制造厂的原材料质量保证书、出厂检验报告及桂林电力电容器有限责任公司的进厂验收报告。所有材料在送入生产工序前专用标识都应完好，确保原材料及配套件在保管期间完好无损。

四、加强检验与试验

1.对涉及产品的原材料、配套件，进货检验员要严格按要求做好检验和验证记录。

2.严格按要求进行原材料及配套件进厂检验、中间过程、相关和出厂试验。

3.各制造工序加强自检、互检、专检。抽查产品时，增加抽检数量和巡查次数。

4.各工序检查员作好检验状态标识，下工序检查员复查上工序是否有检查员签章及复查上工序传递零部件，确保未经检验和不合格品不流入下工序。

5.全面跟踪控制。工序了结，工序检查员及时收集工序检验记录及相关操作记录，质量跟踪卡送质量保证部。

五、加强生产过程控制、设立多个质量控制点、设置特别质量跟踪卡

1.各生产车间挑选责任心强、水平高的人员进行专人定员操作。

2.各生产车间要按技术、工艺要求进行操作，保证产品在工艺参数范围内生产。生产调度要及时协调生产进度，以确保按时交付。

3.包装：包装箱的尺寸应符合设计图纸的要求，包装箱应牢固可靠并采取防尘、防潮、防止损坏等措施；被包装物清单应齐全；包装箱外图形（包括防尘、防潮、易碎、向上、勿倒置、起吊标记、重心标记、堆码极限标记等）及文字标志不仅应满足相关要求，还应能区分被包装物在电容器组的具体位置； 注意备品、备件、专用工具、仪器、仪表的包装。

4.钢构架选用较大规格的型钢，外表面采用热浸锌处理，增强其抗腐能力。电容器组需在公司内，进行钢构件热浸锌前试装，确保在热浸锌前消除设计、加工错误，框架在浸锌后不再进行破坏锌层的加工，同时校验相关装配尺寸的合理性。热浸锌后试装，确保消除热浸锌的变形校验，杜绝不合格的产品流到用户现场。

六、加强产品运输及时、安全到用户工地现场的措施

1.选择有资质、有能力的运输公司，签订长期合同。

2.加强与运输公司的联系、及时了解每个工程运输的进度，确保产品的及时、安全到用户指定的到货现场。