電容器熱穩定性試驗
Thermal Stability Test
適用設備：電容器及電抗器 / 並聯電容器
電容器熱穩定性試驗依 IEC 60871-1 §13 型式試驗，驗證電容器於過載條件（輸出 ≥ 1.44 × Qn）與高溫環境（Table 2：A=40℃／B=45℃／C=50℃／D=55℃）下之熱穩定性。受測品須置於兩陪試品之間，間距 ≤ 正常安裝間距，試驗 ≥ 48 小時。合格判準：最後 6 小時容器頂部溫升變化 ≤ 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，72 小時內未達熱穩定者判定不合格。本試驗同時為 §14 elevated temperature tan δ 量測之前置調節。
安全資訊 — 高風險
試驗於加熱試驗箱內持續 ≥ 48 小時（最長 72 小時）施加約 1.2 × Un（使輸出 ≥ 1.44 × Qn）之電壓， 電容器處於過載及高溫雙重應力下，可能發生介質劣化、容器膨脹、甚至漏油或爆裂。 試驗箱溫度高達 40～55 °C（Table 2 溫度分類），操作人員進入箱內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
- 試驗箱無強制對流，具溫度穩定控制能力（依 Table 2 選取目標溫度）
- 溫度計具熱時間常數約 1 小時（§13.2）
- 溫度計加遮蔽以防受三個受試電容器熱輻射影響
- 試驗前後電容量量測環境符合 §5.2 試驗條件
- 試驗電源可穩定維持電壓、頻率，長時間（≥ 48 小時）運轉
- 備有自動斷電保護（擊穿或異常時切離）
- 受測電容器之 §9 端子間耐壓試驗未通過
- 試驗箱溫度無法穩定於目標值
- 環境溫度計無法符合 §13.2 要求（熱時間常數與遮蔽）
§13.2 佈置要求嚴格：受測品須置於兩個同額定之陪試電容器之間，或兩個含電阻之假容器之間， 且陪試品／假容器須施加同等電壓或發散同等熱量。 間距須 ≤ 正常安裝間距（模擬最不利熱環境）。 若 72 小時仍未達熱穩定條件 → 試驗終止並判定不合格（§13.2 倒數第 3 段）。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用§13 型式試驗之一，驗證電容器於過載條件下之熱穩定性。
1. 受測品須先通過 §9 耐壓試驗與 §5 品質要求。 2. 量測受測品試驗前電容量（依 §7.1），環境溫度依 §5.2 條件。 3. 佈置： - 受測品置於中間。 - 兩側放置同額定電容器（施加同電壓）或含電阻之假容器（電阻發散熱量使頂部溫度 ≥ 受測品）。 - 彼此間距 ≤ 正常安裝間距。 - 整組置於加熱試驗箱內（無強制對流），依製造商安裝指引採最不利熱方位。 4. 依 Table 2 選取環境溫度（A=40℃ / B=45℃ / C=50℃ / D=55℃，依電容器溫度分類）。 以熱時間常數 ≈ 1 小時之溫度計監測，並加遮蔽防三個受試品之熱輻射。 5. 施加 substantially sinusoidal AC 電壓，幅值使輸出 ≥ 1.44 × Qn（以量測電容量計算）。 6. 試驗持續 ≥ 48 小時。 7. 最後 6 小時內於容器頂部量測溫度 ≥ 4 次。 8. 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。 9. 若 72 小時仍未達熱穩定條件 → 試驗終止並判定不合格。 10. 試驗前後電容量量測須校正至相同介質溫度後比較（§5.2 範圍）。 11. 建議繪製電壓／頻率／環境溫度／容器溫升隨時間變化圖，便於判讀波動影響。
- §13.2 要求輸出 ≥ 1.44 × Qn（對應約 1.2 × Un 施加電壓）
- Table 2 溫度分類：A=40℃／B=45℃／C=50℃／D=55℃
- 熱時間常數 1 小時之溫度計 + 熱輻射遮蔽（避免量得熱源輻射溫度）
- 陪試品（或假容器）必不可少，模擬實際運轉熱環境
- 50 Hz／60 Hz 可互測（§13.2 末段），輸出需符合規定
- 電容量量測須溫度校正至相同介質溫度
- 最終溫升判讀須同步檢查電壓／頻率／環境溫度波動
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 13.1
出廠試驗 (Routine Test)
不適用§13 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，運轉中電容器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 — 無強制對流，溫度穩定控制於 Table 2 規定值（±2 K），容積容納受測品 + 兩陪試品 + 間距
- 高壓試驗電源（AC） — substantially sinusoidal 輸出，電壓可調至使輸出 ≥ 1.44 × Qn，連續運轉能力 ≥ 72 小時
- 陪試電容器 × 2（或含電阻之假容器） — 額定同受測品，施加同電壓；若為假容器則電阻發散熱量使容器頂部溫度 ≥ 受測品
- 容器頂部溫度量測系統 — 熱電偶或 RTD，貼附容器頂部；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 §7.1，試驗前後量測用
- 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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