電容器內部放電裝置試驗
Test of Internal Discharge Device
適用設備：電容器及電抗器 / 並聯電容器
電容器內部放電裝置試驗依 IEC 60871-1 §11 以電阻量測確認放電電阻 R_d 之阻值，進而驗證 §21 安全要求（從 √2 × Un 初始峰值放電至 ≤ 75 V，最長 10 分鐘）。量測方法由製造商決定，但 §11 強制要求本試驗於 §9 端子間耐壓試驗之後執行。驗收公式：R_d ≤ 600 / (C × ln((√2 × Un) / 75))。§21 明文：放電裝置不替代人員操作前之接地短路。
安全資訊 — 高風險
量測本身使用低電壓，但受測電容器若未完全放電，端子間可能殘存致命電壓。 放電裝置失效之電容器在脫離電源後仍保有極高殘餘電壓達數小時，為最嚴重之人員傷害風險源。 本試驗目的即為驗證此安全機制，試驗執行前必須假設放電裝置可能已失效並嚴格接地短路。
- 絕緣手套
- 絕緣鞋
- 安全帽
- 面罩
- 接地棒（試驗前強制短路）
- 電容器自上次通電至試驗開始已間隔足夠時間（建議 ≥ 10 分鐘，§21 最長放電時間）
- 以接地棒對端子短路接地，並保持足夠時間確認無殘餘電壓
- 使用高阻抗電壓表確認端子間電壓 ≤ 75 V 後再移除接地棒開始量測
- 試驗儀器之量測電流不致使放電裝置本身發熱或損壞
- 端子間殘餘電壓 > 75 V
- 電容器外觀有變形、漏油、膨脹跡象
- 不確定電容器型號是否含內部放電裝置（無放電裝置者不適用本試驗）
§21 明文：放電裝置不替代人員操作前之短路接地。即使本試驗驗證放電裝置正常， 未來操作電容器前仍必須先以接地棒短路端子。 §21 NOTE 2 警示：單具之內部電氣故障（如元件熔絲動作）可能在電容器組內產生 無法由外部放電裝置釋放之局部殘餘電荷。
試驗接線圖
檢測四階段
出廠試驗 (Routine Test)
適用§11：每一含放電裝置之電容器於出廠前必須量測放電電阻值，量測方法由製造商決定。 §11 要求本試驗於 §9 端子間耐壓試驗之後執行。
1. 確認本試驗於 §9 端子間耐壓試驗後執行（§11 指定順序）。 2. 以接地棒對電容器兩端子短路接地，保持足夠時間確認無殘餘電壓。 3. 以高阻抗電壓表確認端子間電壓 ≤ 75 V，移除接地棒。 4. 連接電阻量測儀之兩測試端子至電容器端子。 5. 施加低電壓 DC 量測阻抗。DC 穩態下電容 C 視為開路， 讀值即為並聯放電電阻 R_d。 6. 記錄量測值，與製造商設計值比較。 7. 計算放電時間驗證： τ = R_d × C 從 √2 × Un 放電至 75 V 所需時間 t = τ × ln((√2 × Un) / 75) 驗證 t ≤ 10 分鐘（§21）。 8. 量測完畢後以接地棒再次短路端子，避免量測儀器殘存電荷。
- §11 本試驗必須於 §9 耐壓試驗之後執行（順序強制）
- §21 放電要求：√2 × Un 峰值 → 75 V，最長 10 分鐘
- §21 禁止於電容器與放電裝置之間設置任何開關／熔絲／隔離裝置
- §21 放電裝置不替代操作前接地短路（非安全萬靈丹）
- §21 NOTE 2 局部殘餘電荷之警示（熔絲動作區段）
- 串列電容器組整體放電時間可能 > 10 分鐘，須銘板明示
- DC 量測法簡便但僅驗證電阻值，未直接驗證實際放電時間
執行頻率：出廠時每一含放電裝置之電容器單元執行一次
來源：IEC 60871-1 (2014), Clause 11
型式試驗 (Type Test)
不適用本試驗為 §11 routine test，非型式試驗。
竣工試驗 (Commissioning)
適用電容器組安裝竣工時建議抽驗若干單元之放電電阻，確認運輸過程未造成放電裝置脫落或短路。 亦須確認電容器組整體銘板／說明書有載明放電時間（§21 串列組要求）。
步驟同 routine test。抽驗比例建議依工程規模決定（典型 5～10%）。 額外檢查電容器組銘板與說明書之放電時間標示完整性。
- 竣工抽驗屬運輸損傷篩檢，非重複出廠試驗
- 大型電容器組請確認銘板與說明書之放電時間資訊完整
執行頻率：電容器組安裝竣工時抽驗
來源：IEC 60871-1 (2014), Clause 21
維護試驗 (Maintenance)
適用週期性維護檢查應包含放電裝置之外觀與電阻值量測，確認長期運轉後放電能力未劣化。 發生電容器故障、保護動作或異常跳脫後應立即重測。
步驟同 routine test。必須於電容器組完全解除運轉並充分放電後執行。 重點關注與竣工基準值之趨勢比較。
- 放電電阻長期老化可能使放電時間變長
- 放電電阻開路將使電容器成為人員致命危害源（殘餘電壓數小時不減）
- 週期性量測可避免放電電阻老化導致之安全隱患
執行頻率：建議每 3～5 年執行；故障或保護動作後立即重測
來源：IEC 60871-1 (2014), Clause 11
試驗設備
- 電阻量測儀 — 量測範圍涵蓋放電電阻設計值（典型 MΩ 級），解析度 ±1%，低電壓 DC 輸出
- 高阻抗電壓表 — 輸入阻抗 ≥ 10 MΩ，用於確認端子殘餘電壓
- 接地棒 — 含適當電阻以限制放電電流，絕緣操作桿長度足夠
- 計算器／試算表 — 用於計算放電時間 t = R_d × C × ln((√2 × Un) / 75) 驗證 ≤ 600 秒
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