串聯電容器熱穩定試驗
Thermal Stability Test
適用設備：電容器及電抗器 / 串聯電容器
串聯電容器熱穩定試驗依 IEC 60143-1 §5.9 型式試驗，驗證單元於過載與高溫下之熱穩定性。受測品置於兩陪試單元（或含電阻假容器）之間，間距 ≤ 正常安裝間距，於 still air 加熱試驗箱內依 Table 2（A=40 / B=45 / C=50 / D=55 °C）施加電壓使輸出 = 1.44 × Qn，試驗 ≥ 48 小時。合格判準：最後 6 小時容器溫升變化 ≤ 1 K（連續 4 次量測）、試驗前後電容量差異不得相當於元件擊穿或熔絲動作、§5.9.2 末段 tan δ 不超過製造商宣告或協議值。8 小時過載提高時 1.44 按平方對應提高（§10.3.2）。
安全資訊 — 高風險
試驗於加熱試驗箱內持續 ≥ 48 小時施加 substantially sinusoidal AC 電壓，使計算輸出 = 1.44 × Qn（對應 §7.1 之 8 小時過載電流 1.1 × In）。 電容器於過載與高溫（Table 2：A=40 / B=45 / C=50 / D=55 °C）雙重應力下，可能發生介質劣化、容器膨脹、漏油甚至爆裂。 試驗箱高溫，操作人員進入維護或量測時有熱燙傷風險。 受測電容器儲存大量電能，試驗期間保護電路失效可能造成過壓事故。
- 絕緣手套
- 耐高溫手套（進入試驗箱維護時）
- 絕緣鞋
- 安全帽
- 面罩
- 接地棒
- 加熱試驗箱無強制對流（still air），溫度穩定控制於 Table 2 規定值（±2 °C）
- 環境溫度計具熱時間常數約 1 小時，並加遮蔽防受測品與陪試品之熱輻射
- 受測品兩側具同額定陪試品（施同電壓）或含電阻之假容器（電阻發熱使容器溫度 ≥ 受測品）
- 試驗電源可穩定維持電壓與頻率，連續運轉 ≥ 48 小時
- 試驗前電容量已依 §5.3.1 量測並記錄介質溫度（§5.1.2）
- 備有自動斷電保護（擊穿或異常時切離）
- 試驗箱溫度無法穩定於 Table 2 目標值
- 環境溫度計不符熱時間常數約 1 小時或未加遮蔽
- 未配置陪試品／含電阻假容器（熱環境模擬不完整）
佈置要求嚴格：受測品置於兩個同額定陪試品之間，或兩個含電阻之假容器之間， 陪試品施同電壓、假容器電阻發熱使容器溫度 ≥ 受測品。間距 ≤ 正常安裝間距、置於最不利熱方位。 溫度於「對等位置」量測且不得直接受鄰近單元熱輻射。 施加電壓使計算輸出 = 1.44 × Qn；若 8 小時過載電流提高，1.44 須按平方對應提高（§10.3.2）。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用§5.9 型式試驗，驗證串聯電容器單元於過載（1.44 × Qn）與高溫條件下之熱穩定性，並於末段量測損耗。
1. 試驗前依 §5.3.1 量測電容量（0.9 ～ 1.1 × Un、排除諧波誤差），記錄介質溫度（§5.1.2，+5 ～ +35 °C）。 2. 佈置： - 受測品置於中間。 - 兩側放置同額定陪試單元（施同電壓、容器尺寸近似）或含電阻假容器（電阻發熱使容器溫度 ≥ 受測品）。 - 間距 ≤ 正常安裝間距，置於 still air 加熱試驗箱內最不利熱方位。 3. 依 Table 2 選取環境溫度（A=40 / B=45 / C=50 / D=55 °C，±2 °C）， 以熱時間常數 ≈ 1 小時且加遮蔽之溫度計監測。 4. 施加 substantially sinusoidal AC 電壓，幅值（依量測電容量計算）使輸出 = 1.44 × Qn 並全程維持定值。 5. 試驗持續 ≥ 48 小時。 6. 最後 6 小時內於容器量測溫度 ≥ 4 次；溫升變化須 ≤ 1 K。 7. 若 6 小時內溫升變化 > 1 K，繼續試驗直到後續 6 小時連續 4 次量測滿足 ≤ 1 K。 8. 熱穩定試驗結束時依 §5.9.2 量測損耗（或 tan δ），量測電壓為熱穩定試驗電壓，其餘依 §5.4.1。 9. 試驗前後電容量量測校正至相同介質溫度後比較。 10. 建議繪製電壓／頻率／環境溫度／容器溫升隨時間變化圖以利判讀。
- 施加電壓使輸出 = 1.44 × Qn（對應 §7.1 之 8 小時過載電流 1.1 × In）
- 8 小時過載提高時，1.44 須按平方對應提高（§10.3.2）
- Table 2 溫度分類：A=40 / B=45 / C=50 / D=55 °C（±2 °C）
- 熱時間常數 ≈ 1 小時且加遮蔽之溫度計（避免量得熱源輻射溫度）
- 陪試單元（或含電阻假容器）必不可少，模擬實際運轉熱環境
- 最後 6 小時量測溫度 ≥ 4 次、溫升變化 ≤ 1 K
- §5.9.2 末段量測 tan δ，量測電壓為熱穩定試驗電壓
- 50 Hz／60 Hz 可互測（須施加規定輸出）
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 60143-1 (2023), Clause 5.9.1
出廠試驗 (Routine Test)
不適用§5.9 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。
維護試驗 (Maintenance)
不適用本試驗為型式試驗，運轉中之熱狀態監測應以紅外線熱像、容器溫升巡檢等非破壞手段為主。
試驗設備
- 加熱試驗箱 — still air（無強制對流），溫度穩定控制於 Table 2 規定值（±2 °C），容積容納受測品 + 兩陪試品 + 間距
- 高壓試驗電源（AC） — substantially sinusoidal，電壓可調至使輸出 = 1.44 × Qn，連續運轉能力 ≥ 48 小時
- 陪試單元 × 2（或含電阻之假容器） — 額定同受測品、容器尺寸近似；陪試品施同電壓，假容器電阻發熱使容器溫度 ≥ 受測品
- 容器溫度量測系統 — 熱電偶或 RTD，貼附容器「對等位置」；解析度 ±0.5 K
- 環境溫度計 — 熱時間常數 ≈ 1 小時，加遮蔽防熱輻射
- 電容量測量儀 — 依 §5.3.1，於 0.9 ～ 1.1 × Un 量測，試驗前後用
- 損耗／tan δ 量測儀 — 依 §5.9.2 / §5.4.1，於熱穩定試驗結束時、以試驗電壓量測
- 資料記錄器 — 記錄電壓／頻率／環境溫度／容器溫升隨時間曲線
相關名詞
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