铝电解电容的老化机理及寿命预测研究

赵鹏

（中广核核电运营有限公司，广东 深圳518124）

1 引言

由于某核电站的在役运行时间越来越长，运行设备的老化情况也引起了一定的关注。该核电站的仪表控制、相关低压电气设备从建站起已将近30年。铝电解电容作为核电站仪表控制、相关低压电气设备的关键元器件被广泛地应用于诸多系统中，长期运维发现在役和库存备件的各种型号的电容呈现程度不一的老化趋势。电解电容老化程度轻的会导致设备性能降级，影响核电站运行可靠性，重的会引起停机停堆等重大事故，造成重大经济损失及社会影响。因此，如何在日常运维过程中有效保证电解电容的可靠运行，成了一个需要迫切解决的问题。

本文针对某核电站重要直流及不间断电源系统铝电解电容的运维情况，研究电容的内部结构与老化失效机理，指出温度引起的热应力是影响电解电容使用寿命的决定性因素，同时研究了环境温度、纹波电流对使用寿命的影响，研究基于阿氏模型并结合电容的特征参数的寿命预测模型，并依据电容工作情况评估电容的剩余使用寿命，给出电容使用寿命延长方案，为电解电容器的寿期管理提供技术支持。

2 内部结构与老化失效机理

铝电解电容器内部结构是将附有氧化膜的铝箔（正极）和浸有电解液的衬垫纸，与阴极（负极）箔叠片一起卷绕而成。正负极金属箔片之间有两层浸过电解液的电解纸充当电介质和绝缘介质，外型封装有管式、立式，并在铝壳外有蓝色或黑色塑料套。……