電容器短路放電試驗
Short-circuit Discharge Test
適用設備：電容器及電抗器 / 並聯電容器
電容器短路放電試驗依 IEC 60871-1 §17 為型式試驗，以 DC 將電容器充電至 2.5 × Un，經靠近電容器之火花間隙放電，10 分鐘內執行 5 次。試驗目的為暴露內部連接（焊接/壓接/引出端）之薄弱設計（§17 NOTE 1）。合格判準：試驗前後電容量差異不得相當於元件擊穿或內部熔絲動作之對應變化量。過壓與暫態電流受限之應用場合可協議降低試驗電壓（§17 NOTE 2）。
安全資訊 — 高風險
試驗以 DC 將電容器充電至 2.5 × Un（例如 Un = 10 kV 時充電至 25 kV）， 然後經靠近電容器之火花間隙放電，每次放電瞬間電流可達數十 kA。 放電時伴隨強烈聲響、光輻射、電磁脈衝與機械衝擊，電容器內部連接薄弱設計將在此試驗下暴露。 操作人員若在放電區附近或未充分屏蔽，有聽力損傷、眼睛灼傷與電磁衝擊風險。 電容器試驗失敗時可能發生容器破裂、噴油、電弧飛濺。
- 絕緣手套
- 絕緣鞋
- 安全帽
- 全面罩（防噴濺、電弧光輻射）
- 耳塞或耳罩（放電聲響 > 130 dB）
- 接地棒
- 試驗區具備足夠之電磁屏蔽與聲音隔離
- 火花間隙位置盡可能靠近電容器端子（§17 明文要求）
- DC 充電電源能穩定充至 2.5 × Un
- 試驗前已依 §7.1 量測電容量作為基準
- 試驗區無易燃物，備有消防設施（Class C 或 CO2）
- 操作人員位於試驗區外，使用遙控啟動
- 火花間隙距離電容器過遠（§17 strict requirement：as close as possible）
- DC 充電電源殘波或雜訊過大導致充電電壓不穩定
- 電容器容器有變形、漏油、膨脹跡象
- 放電間隔 > 10 分鐘（§17 要求 10 分鐘內完成 5 次）
§17 短路放電試驗之能量等級屬 IEC 60871-1 中最嚴苛之機械／熱應力試驗。 放電電流瞬間可達數十 kA，電容器內部所有連接（焊接、壓接、引出端）皆承受極大電動力。 §17 NOTE 1 明示：本試驗目的為暴露內部連接之薄弱設計。 試驗過程必須以遙控操作，操作人員進入試驗區之前必須先以接地棒放電並確認端子殘壓 ≤ 75 V。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用§17 為型式試驗，目的為驗證電容器內部連接（焊接／壓接／引出端）之機械強度 與設計合理性，暴露薄弱設計（§17 NOTE 1）。
1. 試驗前量測：依 §7.1 於 §5.2 條件量測電容器基準電容量。 2. 火花間隙布置：位置盡可能靠近電容器端子（§17 strict requirement）， 避免引線自感造成放電路徑之阻抗增加。 3. DC 充電至 U_test = 2.5 × Un。 4. 經火花間隙短路放電（自然觸發或強制觸發）。 5. 10 分鐘內重複充電／放電共 5 次。 6. 試驗後量測：依 §7.1 於相同 §5.2 條件再次量測電容量。 7. 比較試驗前後電容量差異，判讀是否相當於元件擊穿或內部熔絲動作。 8. NOTE 2：若另有協議（過壓／暫態電流受限應用），試驗電壓可低於 2.5 × Un， 但須於試驗報告明確記載協議條件。
- 試驗電壓 U_test = 2.5 × Un（DC 充電，§17）
- 10 分鐘內 5 次放電
- 火花間隙必須盡可能靠近電容器（§17 strict requirement）
- §17 NOTE 1：目的為暴露內部連接之薄弱設計
- §17 NOTE 2：過壓／暫態電流受限應用可協議降低電壓
- 試驗前後電容量量測條件須一致（§5.2）
- 合格門檻由元件擊穿／內部熔絲動作之等效電容量變化量決定，非固定百分比
執行頻率：產品型式認證時執行一次；設計變更時重新執行
來源：IEC 60871-1 (2014), Clause 17
出廠試驗 (Routine Test)
不適用§17 為型式試驗，非每具執行之 routine test。
竣工試驗 (Commissioning)
不適用現場竣工不執行本試驗（設備能力與安全需求極高，僅型式試驗室執行）。
維護試驗 (Maintenance)
不適用本試驗屬破壞性應力試驗，不可於運轉中電容器重複執行。
試驗設備
- DC 高壓充電電源 — 可穩定充電至 2.5 × Un，殘波抑制良好，快速充電能力（10 分鐘內完成 5 次循環）
- 火花間隙 — 自然／強制觸發均可，配置位置須盡可能靠近電容器端子
- 電容量測量儀 — 依 §7.1，試驗前後量測用
- 高速電流量測系統 — Rogowski coil 或氣隙 CT，頻寬 ≥ 1 MHz，記錄放電電流波形（供判讀放電品質）
- 電磁／聲音屏蔽 — 試驗區需屏蔽 EMI 與聲壓（放電聲響 > 130 dB）
- 遙控啟動系統 — 操作人員於試驗區外遙控啟動充電／放電循環
相關名詞
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