電容器端子對容器電壓試驗
Voltage Test Between Terminals and Container
適用設備:電容器及電抗器 / 並聯電容器
電容器端子對容器電壓試驗依 IEC 60871-1 §10 為例行試驗(10 秒,AC,每具執行)、§15.1 為型式試驗(1 分鐘,AC,戶外型須附人工降雨),§15.2 為中性點絕緣且連接架空線路電容器之雷擊衝波型式試驗(正負極性各 15 次,波形 1.2/50~5/50 μs,每極性外部閃絡容許 ≤ 2 次)。試驗電壓依運轉配置選取:中性點絕緣/容器接地 → §18.1 表列值;其他配置 → §18.3 按 Un 比例計算;不明配置預設 §18.1。一端子永久連接容器者不適用。
安全資訊 — 高風險
試驗施加高壓於電容器端子(短接後)與容器之間,試驗電壓依 §18.1 或 §18.3 可達數十 kV rms。 絕緣失效時可能發生閃絡、容器擊穿或電弧,操作人員若位於放電路徑上有電弧灼傷與心室顫動風險。 戶外型 §15.1 試驗須於人工降雨下執行,水與高壓並存增加觸電風險。
- 絕緣手套(等級對應試驗電壓)
- 絕緣鞋
- 安全帽
- 面罩(防噴濺與電弧閃光)
- 接地棒(試驗後強制放電短路)
- 試驗前確認所有端子皆與容器絕緣(一端子永久連接容器者不適用,§15.1 末段)
- 試驗區域明確標示危險範圍並隔離
- 高壓試驗電源具備過電流保護與自動切離
- 戶外型 §15.1 試驗須具備符合 IEC 60060-1 之人工降雨裝置
- 套管位置須對應實際運轉方位(§15.1 人工降雨試驗要求)
- 不明運轉配置者:依 §15.1 須施加 §18.1 電壓(最嚴格)
- 容器有變形、漏油、膨脹或鏽蝕跡象
- 試驗電源無法穩定輸出規定電壓
- 戶外型降雨裝置無法達 IEC 60060-1 規範
§10 指定之電壓選取邏輯易出錯:中性點絕緣且容器接地者 → §18.1 表列值; 其他連接組態 → §18.3 依 Un 比例計算;不明運轉配置 → 預設 §18.1。 買方必須明確指定試驗需求(§10 / §15.1 末段「The purchaser shall specify」)。
試驗接線圖
檢測四階段
出廠試驗 (Routine Test)
適用§10:每一具所有端子與容器絕緣之電容器,於出廠前必須執行端子對容器之 10 秒 AC 耐壓試驗。
1. 確認電容器所有端子皆與容器絕緣(一端子永久連接容器者跳過本試驗)。 2. 確認電容器已完全放電(接地棒短路、高阻抗電壓表確認 ≤ 75 V)。 3. 將所有端子短接在一起,連接至高壓試驗電源 HV 端。 4. 將容器連接至接地端。 5. 依運轉配置選取試驗電壓: - 中性點絕緣且容器接地:依 §18.1 表列值 - 其他連接組態:依 §18.3 按 Un 比例計算 - 不明配置:預設 §18.1(最嚴格) 6. 緩慢升壓至 Ut,維持 10 秒,監測擊穿與閃絡。 7. 緩慢降壓至零。 8. 使用接地棒將端子短路接地。 9. 分相電容器(separate phases)須對相間另行施加同等試驗電壓(§10)。
- §10 明文:買方必須明確指定本試驗需求(The purchaser shall specify)
- 一端子永久連接容器者不適用(§10 最後段明文排除)
- 不明配置時預設 §18.1(最嚴格)避免低估
- 分相電容器須另行做相間試驗,電壓同端子對容器
- 10 秒時間精確控制
執行頻率:出廠時對每一適用電容器單元執行一次
來源:IEC 60871-1 (2014), Clause 10
型式試驗 (Type Test)
適用§15.1:AC 電壓試驗 1 分鐘(routine test 之長時版本)。 §15.2:雷擊衝波試驗(LI),適用中性點絕緣組且連接架空線路者。
§15.1 AC type test: 1. 步驟同 routine test(§10),但試驗時間延長為 1 分鐘。 2. 室內型:乾試驗。 3. 戶外型:附人工降雨(依 IEC 60060-1)。 4. 套管位置須對應實際運轉方位(降雨試驗要求)。 5. 戶外型單元若製造商能提供另行之型式試驗報告證明套管可承受濕試驗 1 分鐘, 可僅做乾試驗(§15.1 末段)。 §15.2 LI type test(適用中性點絕緣 + 架空線路連接): 1. 15 次正極性雷擊衝波 → 15 次負極性雷擊衝波。 2. 極性轉換後容許先施加若干較低幅值之衝波。 3. 波形 1.2/50 μs ~ 5/50 μs,峰值依 §18.1 絕緣試驗需求。 4. 不明運轉配置者依 §15.2 末段須做本試驗(買方必須明確指定)。 5. 依 IEC 60060-1 執行。
- §15.1 戶外型預設必須人工降雨(除非另有型式報告支持)
- §15.2 LI 波形允許 1.2/50 μs 至 5/50 μs(非僅標準 1.2/50)
- §15.2 每極性 15 次(正+負共 30 次)
- §15.2 允許「外部閃絡 ≤ 2 次」之冗餘(不同於其他設備之零閃絡要求)
- §15.2 不適用於一端子永久連接容器之電容器
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 15.1
竣工試驗 (Commissioning)
不適用IEC 60871-1 §10/§15 為工廠試驗。現場竣工一般不重複端子對容器耐壓試驗(運輸損傷疑慮可選擇性執行 §9 端子間再試驗,見 TEST-CP-VT-001 commissioning 階段)。
維護試驗 (Maintenance)
不適用IEC 60871-1 無週期性維護耐壓試驗規定(耐壓屬破壞性應力)。運轉中電容器之絕緣監測建議以電容量趨勢(TEST-CP-CAP-001)、tan δ 趨勢(TEST-CP-TD-001)為主。
試驗設備
- 高壓試驗電源(AC) — substantially sinusoidal 輸出,容量涵蓋 §18.1 最高試驗電壓,THD < 5%
- 雷擊衝波發生器(§15.2 適用) — 依 IEC 60060-1,產生 1.2/50 μs ~ 5/50 μs 衝波,峰值涵蓋 §18.1 絕緣試驗需求,正負極性可切換
- 人工降雨裝置(§15.1 戶外型) — 符合 IEC 60060-1 規範
- 電壓量測系統 — AC 分壓器(精度 ±1%)或衝波電壓分壓器(依 IEC 60060-1)
- 過電流保護 — 擊穿時自動切離,防止擴大損傷
- 接地棒 — 試驗後對端子短路放電
相關名詞
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