Испытание высоковольтных конденсаторов

Объект испытания.

При проведении испытаний конденсаторов  производится:

• Внешний осмотр
• Измерение сопротивления изоляции
• Измерение сопротивления разрядного резистора
• Измерение ёмкости
• Измерение тангенса угла диэлектрических потерь
• Испытание повышенным напряжением
• Испытание батарей конденсаторов.

Внешнему осмотру (визуальному  контролю) подвергаются корпуса и изоляторы конденсаторов, состояние коммутационной аппаратуры конденсаторных установок и батарей.

Разрядный резистор конденсаторной батареи  или отдельного конденсатора служит для снижения уровня напряжения на конденсаторе после отключения его от сети, путём разряда на себя. Сопротивление может быть вмонтировано в конденсатор или установлено снаружи между выводами конденсатора.

Сопротивление изоляции измеряется между  выводами конденсатора и корпусом.

Ёмкость конденсатора является определяющим параметром для оценки работоспособности конденсатора или конденсаторной батареи.

 

Определяемые  характеристики.

 

Внешний осмотр.

Производится путём визуального  контроля.

При обнаружении течи (капельной  или иной) жидкого диэлектрика  конденсатор бракуется независимо от результатов остальных испытаний.

 

Измерение сопротивления  изоляции.

Измерение сопротивления изоляции конденсатора или конденсаторной батареи производится между замкнутыми между собой выводами и корпусом (землёй). Сопротивление изоляции не нормируется. Измерение сопротивления изоляции производится мегаомметром на напряжение 2500В.

 

Измерение сопротивления  разрядного резистора конденсаторов.

Сопротивление разрядного резистора  не должно превышать 100 МОм.

Измерение ёмкости.

Ёмкость измеряется у каждого отдельно стоящего конденсатора с выводом  его из работыили под рабочим напряжением (путём измерения емкостного тока или распределения напряжения на последовательно соединённых конденсаторах).

Измерение ёмкости является обязательным после испытания конденсатора повышенным напряжением.

Отклонение измеренных значений ёмкости  конденсаторов от паспортных значений не должны выходить за пределы, указанные в таблице.

При контроле конденсаторов под  рабочим напряжением оценка их состояния  производится сравнением измеренных значений емкостного тока или напряжения конденсатора с исходными данными или значениями, полученными для конденсаторов других фаз (присоединений).

 

 

Наименование	Допустимое изменение измеренной ёмкости конденсатора относительно паспортного зна- Наименование чения, %
	При первом включе- нии	В эксплуатации
Конденсаторы связи, отбора мощности и дели- тельные	±5	±5
Конденсаторы для повышения  коэффициента мощности и конденсаторы, используемые для защиты от перенапряжений	±5	±10
Конденсаторы продольной компенсации	+5, -10	±10

 

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь.

Измерение производится на конденсаторах  связи, конденсаторах отбора мощности и конденсаторах делителей напряжения.

Измеренное значение tg δ не должно превышать 0,3% (при температуре 200С) при  первом включении и 0,8% в эксплуатации.

 

Испытание повышенным напряжением.

Испытывается изоляция относительно корпуса при закороченных выводах  конденсатора.

Величина и продолжительность  приложения напряжения регламентируется заводскими инструкциями.

Испытательные напряжения промышленной частоты для различных конденсаторов приведены ниже в таблице

 

Конденсаторы для повышения  коэффициента c номинальным напряжение, кВ	Испытательное на- пряжение частоты 50гЦ, (кВ)	Испытательное выпрямленное на- пряжение, (кВ)
1,05	4,3	8,6
3,15	15,8	31,6
6,3	22,3	44,6
10,5	30,0	60

 

 

Испытание батареи  конденсаторов.

Испытание производится трёхкратным  включением батареи на номинальное  напряжение с контролем значений токов по фазам. Токи в фазах не должны отличаться более чем на 5%. Контроль тока может осуществляться по приборам конденсаторной установки. Перед включение конденсаторной установки на номинальное напряжение желательно провести наладку регулятора с помощью приборов – например с применением прибора «РЕТОМ-41». Это позволит проверить коммутационные аппараты и работоспособность регулятора.

 

 

 

 

 

Условия испытаний и измерений

 

Испытание конденсаторов производят при температуре окружающей среды  не ниже +200С, в сухую погоду (или в помещении).

Влажность окружающего воздуха  имеет значение при проведении высоковольтных испытаний, т.к. конденсат на конденсаторах и их изоляторах может привести к пробою изоляции и, соответственно, к выходу из строя оборудования (как испытательного, так и испытуемого). Перед проведением высоковольтных испытаний конденсаторы следует протереть от пыли, грязи и влаги.

Атмосферное давление особого влияние  на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

 

Средства  измерений.

 

Измерение сопротивления разрядного сопротивления конденсаторов производят с помощью мостов постоянного тока типа Р333, ММВ и других. Кроме того, в большинстве случаев для измерения сопротивления разрядного резистора подойдут различные мультиметры.

Измерение сопротивления изоляции производится с помощью мегаомметра  на напряжение 2500В, например МС-05.

Испытание повышенным напряжением  промышленной частоты производят с  помощью различных установок, которые состоят из следующих элементов: испытательного трансформатора, регулирующего устройства, контрольно-измерительной и защитной аппаратуры. К таким аппаратам можно отнести установку АИИ – 70, АИД – 70, а также различные высоковольтные испытательные трансформаторы, которые обладают достаточным уровнем защиты и надлежащим уровнем подготовлены для проведения испытаний.

Измерение ёмкости конденсаторов  и тангенса угла диэлектрических  потерь производится с помощью мостов переменного тока типа Р2056 и прибора «ВЕКТОР». Кроме того, измерение ёмкости можно произвести с помощью многофункционального измерительного прибора MS-2000.

Все приборы должны быть поверены, а испытательные установки аттестованы в соответствующих государственных органах.

 

Порядок проведения испытаний и измерений.

 

Измерение сопротивления  изоляции конденсаторов.

Измерение сопротивления изоляции конденсаторов производится при закороченных выводах конденсатора относительно корпуса (земли).

Схема для проведения измерения  сопротивления изоляции представлена на рисунке 4.

Измерение сопротивления изоляции конденсаторов в установках с составными батареями конденсаторов производится по схеме представленной на рисунке 4.1. Так как невозможно произвести объединение всех выводов конденсаторов для производства одного измерение необходимо производить измерение отдельно для каждого полюса конденсаторов относительно корпуса.

 

Рисунок 4. Схема измерения сопротивления

изоляции конденсатора.

 

Рисунок 4.1. Схема измерения сопротивления изоляции конденсаторов в установках с

наборными секциями конденсаторов

 

Первое измерение производят после  объединения силовых шин конденсаторной установки. Это позволяет произвести одно измерение для сопротивления изоляции всех конденсаторов в установке с той стороны, которая подключена к силовым шинам непосредственно (смотри схему).

Вторые обкладки конденсаторов  подключаются к силовым шинам после включения коммутационных аппаратов, поэтому, измерить сопротивление изоляции этих обкладок, можно только непосредственно с коммутационных аппаратов как показано на рисунке 4.1.

Предохранители силовых цепей  снимать нет необходимости, так как они позоляют объединить все силовые цепи конденсаторной установки.

 

Измерение сопротивления разрядного резистора  конденсаторов.

 

Измерение с применением ММВ  производится по схеме, приведённой на рисунке 5, поочерёдно для каждой из фаз конденсатора.

При измерении сопротивления резистора в фазах А-В и А-С (смотри рисунок) сопротивление резистора принимается равным показанию прибора, а при измерении сопротивления фаз В-С сопротивление резистора равно показанию прибора делённому на два.

В некоторых случаях лучше производить  измерение с отключением разрядных сопротивлений от конденсаторов. Это возможно если разрядные сопротивления стоят с внешней стороны конденсаторов (например на немецких конденсаторных установках типа VEM).

Рисунок 5. Измерение сопротивления

разрядного резистора конденсатора.

 

Измерение ёмкости

 

Измерение ёмкости конденсаторов  производится в соответствии со схемой, представленной на рисунке 6.

Измерение ёмкости с помощью  амперметра – вольтметра производится по схеме, представленной на рисунке 7, с подачей переменного напряжения частоты 50Гц. При этом величина напряжения должна быть определена расчётным путём и не должна превышать номинальное значение конденсатора.

После производства измерений однофазных конденсаторов методом амперметра - вольтметра необходимо произвести расчёт ёмкости конденсатора по полученным значениям тока и напряжения:

Сх = 106*I/(ω*U);

где: Сх - значение ёмкости (мкФ);

I – измеренный ток (А);

U – измеренное напряжение (В);

ω – угловая частота (314).

Рисунок 6. Измерение ёмкости конденсатора

 

Рисунок 7. Измерение ёмкости методом амперметра-вольтметра

 

Аналогичные измерение производят при определении ёмкости трёхфазных конденсаторов. Но в этом случае существуют некоторые особенности. Схема измерения представлена на рисунке 8.

Производится три измерения.

Полученные результаты обрабатываются следующим образом:

• Определяется ёмкость в каждом измерении по формуле, приведённой выше, исходя

из значений тока и напряжения

Рисунок 8. Измерение ёмкости трёхфазного конденсатора методом амперметра-вольтметра

 

• Ёмкость каждой фазы определяется по формулам:

СВ-С = (Сх А-С + Сх В-С – Сх А-В)/ 2

СА-В = (Сх А-В + Сх В-С – Сх А-С)/ 2

СА-С = (Сх А-В + Сх А-С – Сх В-С)/ 2

• Полная ёмкость конденсатора определяется по формуле:

С = (СВ-С + СА-В + СА-С)/ 3

 

Ёмкости отдельных фаз не должны отличаться более чем на 5%.

Аналогичным образом производится измерение ёмкости трёхфазных конденсаторов с применением мостов переменного тока и прибора MS-2000.

Определение ёмкости отдельных  конденсаторов в установках с  наборными секциями удобно производить с использованием прибора MS-2000. Производится это по схеме представленной на рисунке 8.1. Прибор необходимо включить кнопкой «POWER», нажать кнопку «FUNC» и выбрав в меню закладку «CAPACITANCE» нажать кнопку «SET» произвести измерение.

Силовые предохранители лучше снять  для исключения влияний соседних секций. Измерения производятся для каждой группы конденсаторов в секции, при этом конденсаторы, управляемые одним коммутационным аппаратом, не должны отличаться друг от друга более чем на 10%. Ориентироваться необходимо именно на конденсаторы, подключенные к одному комму-тационному аппарату (пускателю), потому, что конденсаторы в секции могут отличаться по ёмкости в несколько раз.

Проводить измерение с применением  прибора MS-2000 очень удобно, так как  можно сразу сравнить полученные результаты и нет необходимости собирать сложные схемы измерений.

 

Рисунок 8.1 Схема измерения ёмкости конденсаторов в установках с наборными секциями.

 

Измерение ёмкости можно производить  с применением прибора «ВЕКТОР». Для этого необходимо собрать схему аналогичную показанной на рисунке 6, для однофазных конденсаторов, или на рисунке 8 для трёхфазных. С помощью пульта управления необходимо перейти в режим «ИМПЕДАНС» и произвести измерение. Сначала на дисплее высветятся значения ёмкости и активного сопротивления объекта. С помощью пульта (нажав кнопку «ВЫБОР») можно перейти к показаниям частоты и фаза (Гц и градусы), затем к показаниям полного сопротивления и фазы(Ом и градусы) и затем к показаниям напряжения и тока (U0 и Iх – вольты и амперы).

Следует обратить внимание на то, что  при измерении больших емкостей прибор «ВЕКТОР» следует подключать через понизительный трансформатор или ЛАТР (через ЛАТР удобнее – можно подрегулировать напряжение). Схема подключения прибора «ВЕКТОР» представлена на рисунке 8.2.

 

Рисунок 8.2 Подключение прибора «ВЕКТОР» для измерение ёмкости конденсатора.

 

После проведения измерений необходимо произвести пересчёт ёмкости по формуле  приведённой выше. Данные по току и  напряжению необходимо зафиксировать  для занесения в протокол.

 

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь

 

Измерение тангенса угла диэлектрических потерь конденсатора связи производится по схеме, представленной на рисунке 9 (измерение по перевёрнутой схеме подключения моста).

 

Рисунок 9. Схема измерения tg угла диэлектрических потерь конденсатора связи и

конденсатора делителей напряжения по "перевёрнутой схеме" (отдельно по секциям).

 

Необходимо сделать два замера – для исключения влияния полярности питающего напряжения (для смены  полярности необходимо поменять нуль и фазу на вилке питания). Первое измерение производится для первой секции, второе и последующие – при подключении схемы ко второму и следующему за ним элементу, при этом заземление подключается к верхнему оголовку первой секции, потом второй и т.д, в зависимости от числа секций конденсатора.