電容器端子間耐壓試驗
Voltage Test Between Terminals
適用設備:電容器及電抗器 / 並聯電容器
電容器端子間耐壓試驗依 IEC 60871-1 §9 為每一電容器單元之出廠例行試驗(routine test),於端子間施加 AC 2.0 × Un(§9.2)或 DC 4.0 × Un(§9.3)電壓 10 秒,期間不得發生擊穿或閃絡。再試驗建議降為 75% × Ut。試驗後必須依 §21 安全要求將電容器放電至 75 V 以下(最長 10 分鐘),且放電裝置不替代人員操作前之短路接地。
安全資訊 — 高風險
試驗施加 2.0 × Un(AC)或 4.0 × Un(DC)高壓於電容器端子間,試驗中及試驗後電容器儲存大量電能。 試驗失敗時電容器可能發生電弧放電、擊穿、噴濺,甚至容器破裂。 試驗完成後電容器兩端殘餘電壓極高,未充分放電前接觸將造成致命電擊。
- 絕緣手套(等級對應 2 × Un 或 4 × Un)
- 絕緣鞋
- 安全帽
- 面罩(防噴濺)
- 接地棒(試驗後強制短路接地)
- 試驗室設置明確危險區域標示,非試驗人員禁止進入
- 試驗設備具備過電流保護與自動切離功能
- 備有放電裝置(具電阻之放電棒)或確認內部放電裝置完好
- 確認試驗前電容器處於完全放電狀態(殘餘電壓 ≤ 75 V)
- 環境溫度符合 §5.2 試驗條件
- 電容器容器有變形、漏油、膨脹或鏽蝕破損跡象
- 上一次試驗後未經完整放電程序
- 試驗電源無法穩定輸出規定電壓
- 環境溫度超出 §5.2 規定範圍
試驗後必須執行強制放電程序(§21:10 分鐘內降至 75 V 以下)。 無論內部放電裝置是否存在,人員接觸前必須使用接地棒將端子對地短路並保持足夠時間。 §21 明文:放電裝置不替代人員操作前之短路接地。
試驗接線圖
檢測四階段
出廠試驗 (Routine Test)
適用每一電容器單元出廠前必須執行本試驗(§9.1)。製造商可自行選擇 AC(§9.2)或 DC(§9.3)試驗。
1. 確認電容器處於完全放電狀態,使用接地棒短路端子後再連接試驗線。 2. 將電容器兩端子分別連接至高壓試驗電源之 HV 端與接地端。 容器在本試驗中保持懸空(不接地)。 3. 選擇試驗方式(§9.1 製造商自選): - AC 試驗(§9.2):Ut = 2.0 × Un,應為 substantially sinusoidal 波形 - DC 試驗(§9.3):Ut = 4.0 × Un 4. 緩慢升壓至 Ut,維持 10 秒。 5. 試驗期間監測是否發生擊穿(puncture)或閃絡(flashover)。 6. 緩慢降壓至零。 7. 使用接地棒將端子短路接地並保持足夠時間(§21 要求 10 分鐘內降至 ≤ 75 V, 若無內部放電裝置須以外部放電棒加速放電)。 8. 記錄試驗結果。
- §9.1:每一電容器單元必須進行本試驗(出廠 100% 試驗)
- §9.2:AC 試驗 Ut = 2.0 × Un,波形須 substantially sinusoidal
- §9.3:DC 試驗 Ut = 4.0 × Un
- 試驗時間固定 10 秒
- 再試驗建議降為 75% × Ut 避免累積應力(§9.1)
- 本試驗為端子間試驗,不涵蓋端子對容器絕緣(§10/§15 另行執行)
- 含內部元件熔絲者之容許容量偏差須與買方協議(§9.1 NOTE 2)
執行頻率:出廠時每一電容器單元執行一次
來源:IEC 60871-1 (2014), Clause 9.1
型式試驗 (Type Test)
不適用本試驗為 §9 routine test(每具執行),不屬型式試驗。型式試驗之端子對容器試驗見 §15。
竣工試驗 (Commissioning)
適用運抵現場之電容器單元竣工驗收時,若有疑慮(運輸震動、儲存時間過長等), 可執行再試驗以 75% × Ut 施加 10 秒(§9.1)。非強制項目。
步驟同 routine test,但試驗電壓降為 75% × Ut(§9.1 建議值)。 現場執行須額外確認試驗區域隔離與人員安全。
- 現場再試驗電壓固定降為 75% × Ut(§9.1 recommendation)
- 大量單元之電容器組建議以抽驗方式執行,不必逐具
執行頻率:電容器組安裝前可選擇性執行(非強制);運輸損傷疑慮時建議執行
來源:IEC 60871-1 (2014), Clause 9.1
維護試驗 (Maintenance)
不適用IEC 60871-1 無週期性維護耐壓試驗規定。運轉中電容器之維護監測建議以電容量趨勢(TEST-CP-CAP-001)與 tan δ 趨勢(TEST-CP-TD-001)為主,非重複性耐壓試驗(耐壓試驗屬破壞性應力,不應於運轉中電容器重複執行)。
試驗設備
- 高壓試驗電源 — AC 模式需具 substantially sinusoidal 輸出(THD < 5%)、連續容量涵蓋受測電容器需求;DC 模式需具穩定電壓輸出與殘波抑制
- 電壓表/分壓器 — 精度 ±1%,量測範圍涵蓋試驗電壓
- 計時器 — 解析度 ±0.1 秒,用於確認 10 秒試驗時間
- 放電棒(含電阻與接地棒) — 電阻足以限制放電電流避免火花,具絕緣操作桿
- 過電流保護與自動切離電路 — 於擊穿時自動切離電源以限制損傷
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