电 容 器 试 验.docx

电 容 器 试 验
电力系统中常用的电容器有电力电容器、耦合电容器、断路器均压电容以及电容式电压互感器的电容分压器。电力电容器在系统中一般用作补偿功率因数和用于发电机的过电压保护。耦合电容器主要用于电力系统载波通信及高频保护。均压电容器并联在断路器断口，起均压及增加断路器断流容量的作用。其结构域耦合电容器基本一样。
耦合电容器与电力电容器的构造材料均为油浸纸绝缘电容器。电容元件由 铝箔极板和电容器纸卷制而成，一台电容器由数个乃至数十个、数百个这样的电容元件串并联组成。电力电容器一般电容量较大（μF级），额定电压多为35kv及以下，其结构特点是将串并联电容元件密封在铁壳中，充以绝缘油，引线由瓷套管引出，供连接之用。耦合电容器一般电容量为3000～15000PF，额定电压在35kv及以上。其结构特点是将串并联电容元件密封在瓷套中，高压端接带 阻波器的高压引线，另一端由底部的小套管引出，接结合滤波器。
耦合电容器和电容式电压互感器的电容分压器的试验项目及标准如表所示。
电力电容器的试验项目、周期和标准《规程》也做了规定，在交接试验时对电力电容器一般做以下项目试验：
（1） 测量两级对外壳的绝缘电阻；
（2） 测量极间电容值；
（3） 渗漏油检查；
（4） 交流耐压试验；
（5） 冲击合闸试验；
（6） 并联电阻测量。
耦合电容器和电容式电压互感器的电容分压器的试验项目、周期和要求
序号
项目
周期
要求
说明
1
极间绝缘电阻
1） 投运后1年内
2） 1～3年
一般不低于5000MΩ
用2500v兆欧表
2
电容值
1)投运后1年内
2)1～3年
1） 每节电容值偏差不超出规定值的-5%～+10%范围
2） 电容值大于出厂值的102%时应缩短试验周期
3） 一相中任两节实测电容值相差不超过5%
用电桥法
3
tgδ
1)投运后1年内
2)1～3年
10kv下的tgδ值不大于下列数值：
油纸绝缘 0.005
膜纸复合绝缘 0.002
1） 当tgδ值不符合要求时，可在额定电压下复测，复测值如符合10kv下的要求，可继续投运
2） 电容式电压互感器低压电容的试验电压信号自定
4
渗漏油检查
6个月
渗漏时停止使用
用观察法
5
低压端对地绝缘电阻
1～3年
一般不低于100MΩ
采用1000v兆欧表
6
局部放电试验
必要时
预加电压0.8×1.3Um，持续时间不小于10s，然后在测量电压1.1Um/√3下保持1min，局部放电量一般不大于10pC
如受试验设备限制预加电压可以适当减低
7
交流耐压试验
必要时
试验电压为出厂试验电压的75%

测量绝缘电阻
测量绝缘电阻的目的主要是初步判断耦合电容器的两级及电力电容器两极对外壳之间的绝缘状况，测量时用2500v兆欧表。摇测耦合电容器小套管对地绝缘电阻时用1000V兆欧表。测量接线如图所示

测量结果应与历次测量值及经验值比较，进行分析判断，测量时应注意：
测量前后对电容器两级之间，两极与地之间，均应充分放电，尤其对电力电容器应直接从两个引出端上直接放电，而不应尽在连接板上对地放电。因为大多数电力电容器两极与连接板连接时均串有熔断器，若某电力电容器上熔断器熔断，在连接板上放电不一定能将该电力电容器上所储存电荷放完。
应按大容量试品的绝缘电阻测量方法摇测电容器，在摇测过程中，应在未 断开兆欧表以前，不停止摇动手柄，防止反充电损坏兆欧表。
不允许长时间摇测电力电容器两极之间的绝缘电阻。因电力电容器电容量较大，储存电荷也多，长时间摇测时若操作不慎易造成人身及设备事故。有些单位在摇测电力电容器两极绝缘状况时，一般先将兆欧表轻摇几转，一般不超过5转，然后通过电容器两极放电的放电声及放电火花来判断绝缘状况。若有清脆的放电声及明显的放电火花，则认为电容器两极绝缘状况良好；若无放电声及火花，则认为电容器内部绝缘受潮老化或者两极与电容之间引线断开。用这种方法应注意，对两极放电的放电引线两端应接在短绝缘棒上，人身不要直接接触放电引线，放电引线应采用裸铜导线。
tgδ和电容量测量
对tgδ和电容量的测量可以检查电容器是否有受潮老化现象及存在某些局部缺陷，并根据测得的电容量与铭牌值进行比较，可判断电容器内部接线是否正确，是否有断线或击穿现象等。
电力电容器一般不要求做tgδ试验。
一、 耦合电容器的tgδ和电容量测量
由于耦合电容器两极可以对地绝缘，所以一般采用QS1电桥正接线测量其tgδ和电容量。
规程规定：tgδ（%）>0.8为不合格，大于0.5应引起注意。所谓引起注意，指应该采取缩短试验周期或进行带电测量等方法跟踪测量tgδ的变化趋势。
由所测得的电容量计算出电容变化率ΔCx。计算式为
ΔCx=Cx-CNCN×100% （1）
式中 Cx——测量的电容值，PF;
CN——所测电容器铭牌电容值，PF。
电容值的增大，可能是电容器内部某些串联元件击穿所致。电容量的减小，可能是内部元件有断线松脱情况，也可能是电容器因外壳密封不严渗油，造成严重缺油所引起。规程规定耦合电容器的电容变化率ΔCx在运行中应在铭牌电容值的＋10%～－5%范围。
二、 电力电容器的电容量测量
电力电容器的电容量较大，所以其电容量测量一般不用QS1电桥而常采用以下办法测量：
1、 用法拉表测量
国内生产的多量程法拉表，可很方便地测量出电容器两极间电容量。具体使用方法可参照法拉表使用说明书。
2、 交流阻抗计算法（电压、电流表法）
交流阻抗计算法测量电容量的接线如图：

按图接好线，合上电源，用调压器T升高电压，选择合适的电压表PV电流表PA频率表PF，待表计指示稳定后，同时读取电压、电流和频率指示值。当外加的交流电压为u，流过被试电容器的电流为¡，频率为ƒ时，则Ⅰ=U×2πƒCx，故被测 电容量Cx为
Cx=Ⅰ2πƒU×100% 式中 I——电流表PA所测电流值，A；
U——电压表PV所测电压值,V；
ƒ——频率表PF所测频率值，HZ；
Cx——被测电容器电容量，μF。
现场电源一般为220V或380V。
3、 双电压表法

由图可知
U22=U12+UC2=U12+I2CωCX2 =U12+U1R12ωCx2=U12+1+1R1ωCX2
U22U12-1=1R1ωCX2
CX=1ωR1U2U12-1，F
或
CX=1×106ωR1U2U12-1，μF
用以上方法可以很容易地测出单相电容器的电容量。但对于三相电容器，需分三次测量，并根据测量结果还要进行计算，较复杂。下两表分别示出了三相电容器为三角形接线及星形接线时电容量的测量方法和计算公式。
三角形接线的三相电力电容器电容量测量方法和计算公式
测量
次数
接线方式
短路
接线端
测量
接线端
测量电容量
电容量的计算
1

2,3
1与2,3
CA=C1+C3
C1=12(CA+CC-CB)
2

1,2
3与1,2
CB=C2+C3
C2=12(CB+CC-CA)
3

1,3
2与1,3
CC=C1+C2
C3=12(CA+CB-CC)
星形接线的三相电力电容器电容量测量方法和计算公式
1

1与2
（C12）

1C12=1C1+1C2
C1=2C12C31C23C31C23+C12C23-C12C31

3与1
（C31）
1C31=1C3+1C1
C2=2C12C31C23C31C23+C12C31-C12C23

2
3
2与3
（C23）
1C23=1C2+1C3
C3=2C12C31C23C12C23+C12C31-C31C23

采用上述方法测得的电容值均需按上面公式（1）进行电容量的误差计算，交接及运行中的实测值与出厂实测值或铭牌值差别应在+10%～-5%范围内。
三、 试验注意事项
（1） 不论何种测量方法，测量前后均需对耦合电容器或电力电容器两极充分放电，以保证人身安全及测量准确度。
（2） 用交流阻抗法和双电压表法测量电容量时，最好用频率表直接测量试验电源频率值，并用实测频率值计算电容量。采用的电压表、电流表、频率表精度不应低于0.5级。
（3） 发现电容器有渗漏油时应视为该电容器不合格，并应立即退出运行并及时更换。
交流耐压试验
对电力电容器进行两极对外壳的交流耐压试验，能比较有效地发现油面下降、内部进入潮气、瓷套管损坏以及机械损伤等缺陷。两极对外壳交流耐压试验时要求试验设备容量不大，试验方法简便。
电流电容器两极对外壳交流耐压试验标准
额定电压
（kv）
0.5及以下
1.05
3.15
6.3
10.5
出厂试验电压
（kv）
2.5
5
18
25
36
交流耐压试验电压
（kv）
2.1
4.2
15
21
30
交流耐压时间为1min。如出厂试验电压与表不同时，交流耐压试验电压值应为出厂试验电压的85%。
冲击合闸试验
新安装的电力电容器组在投入正式运行前需进行冲击合闸试验。试验目的是检查电容器组补偿容量是否合适，电容器所用熔断器是否合适以及三相电流是否平衡。
一、 试验方法
电容器组及与之相配套的断路器及控制保护回路电流、电压测量装置等安装好后，在额定电压下，对电容器组进行三次合、拉闸冲击试验。冲击合闸试验后，断开断路器及隔离开关，合上电容器组接地开关，极间充分放电后，检查熔断器有无熔断，如发现熔断，应查明原因，消除后才允许电容器正式投入运行。
冲击试验时，应监视系统电压的 变化及电容器组每相电流的大小，观察三相电流是否平衡以及合闸及拉闸时是否给系统造成较高的过电压和谐振等现象。三相电流不平衡率一般不应超过5%，超过时应查明原因，予以消除。
二、 注意事项
(1) 冲击合闸试验时，应测量每相电流。试验前应将测量电流互感器TA事先接于测量回路中。如电容器组为星形接线，应将测量电流互感器TA串接于电容器中性点侧的回路内；电容器组为三角形接线时测量电流互感器TA只能串接在各相高压回路内。
(2) 三相电流不平衡时，应检查电容器组熔断器有无熔断，电容量是否合适等。检查前仍应对电容器两极直接放电，防止熔断器熔断使电容器带有电荷。