1、目次前言前言总则质量要求和试验过负荷安全要求标志安装和运行导则附录 标准的附录 波形附录 标准的附录 在最高温度 和随频率变化的正弦电压下电容器的运行极限附录 标准的附录 谐振频率测量方法示例前言本标准等同采用国际标准 电力电子电容器第部分 总则 本标准与相关标准协调一致本标准的附录 附录 和附录 均是标准的附录本标准由国家机械工业局提出本标准由全国电力电容器标准化技术委员会归口本标准起草单位西安电力电容器研究所本标准主要起草人 刘菁本标准委托全国电力电容器标准化技术委员会负责解释前言由所有对该问题特别关切的国家委员会都参加的技术委员会所制定的 有关技术问题的正式决议或协议 尽可能地表达对所涉
2、及的问题在国际上的一致意见这些决议或协议以推荐物的形式供国际上使用并在此意义上为各国家委员会所承认为了促进国际上的统一 表示希望 各国家委员会在其国内情况许可的范围内 应采用推荐物的内容作为他们的国家规定 推荐物与相应国家规定之间 如有不一致之处 应尽可能在国家规定中明确指出并未制定任何关于表示认可标志的手续 如有对某项设备声称符合 的一项推荐物时对此不负责任本国际标准是由 电力电容器 制定的本部分的正文以下列文件为依据国际标准草案 表决报告批准本标准的全部表决资料可在上表所示的表决报告中查到附录 附录 和附录 均是本国际标准的组成部分中华人民共和国国家标准电力电子电容器第 部分 总则国家质量
3、技术监督局 批准 实施总则范围和目的本标准适用于在电力电子设备中 特别是在下列条件下使用的电容器半导体切换和保护滤波和储能本标准所涉及的电容器的额定电压最高到采用这些电容器的系统的运行频率通常低于 而脉冲频率则可能高达数千赫在某些场合可能超过把交流电容器和直流电容器区别开电容器作为部件安装在壳体中本标准范围的电容器包括那些拟在诸如符合或 的半导体变流器等电力电子设备中使用的电容器注本标准不适用于下列电容器在 频率之间运行的感应加热装置用电容器交流电动机电容器用于旁路电力网络中一种或多种谐波的电路中的电容器用于荧光灯和放电灯的小型交流电容器用于抑制无线电干扰的电容器额定电压 以上交流电力系统用并
4、联电容器额定电压 及以下交流电力系统用自愈式并联电容器额定电压 及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器不是用于电力电路的电子电容器电力系统用串联电容器耦合电容器及电容分压器用于要求贮存能量 大电流放电 诸如影印机和激光机中的电容器微波炉用电容器对于以内部熔丝和内部隔离器件保护的电容器的附加要求 以及对于自愈性试验 耐久性试验和破坏试验的要求见本标准涉及到极其宽广范围的多种用途的电容器技术第 章中给出了一些例子本标准的目的阐述关于性能 试验和额定值的统一规则阐述特殊的安全规则提供安装和运行导则引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时所示版本均为有效 所有标
5、准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性电工电子产品基本环境试验规程 试验 恒定湿热试验方法电工电子产品环境试验第部分 试验方法试验 的导则振动正弦电工电子产品基本环境试验规程 试验 温度变化试验方法半导体变流器 基本要求的规定半导体变流器 应用导则半导体直接直流变流器半导体自换相变流器电力电子电容器第部分熔丝的隔离试验 破坏试验自愈性试验及耐久性试验的要求采用说明因在正文中用到该标准故在此增加了这一引用标准电气牵引用电力变流器低压系统中设备的绝缘配合 第 部分原理 技术要求和试验定义电容器元件或元件由被电介质隔开的两电极构成的部件电容器单元或单元由一个或多个电容器元件组
6、装于同一外壳中并有引出端子的组装体电容器组电气上连接在一起的两个或多个电容器单元的组装体电容器在不需表明其是元件 单元或电容器组时的一个通用名词电容器设备电容器单元和用来连接到网络上的附件的组合体电力电子电容器用于电力电子设备中并能在非正弦波电流和电压下连续运行的电力电容器金属箔电容器 非自愈型电极通常是由被电介质隔开的金属箔组成的电容器在电介质被击穿后电容器不能自行恢复绝缘性能自愈式金属化电介质电容器电极为金属化层通常以蒸发形成 的电容器 在电介质被击穿后 电容器能自行恢复绝缘性能交流电容器主要为在交流电压下运行而设计的电容器注 交流电容器可用于高达额定值的直流电压下但需经购买方与电容器制造
7、厂协商确定直流电容器主要为在直流电压下运行而设计的电容器注 直流电容器可用于交流电压下但需经购买方与电容器制造厂协商确定模型电容器模拟完整单元或元件的 在电气试验中电 热和机械状况的严酷度均不降低的较小单元注 应考虑各应力的总和 例如温度机械状况和电应力的总和内部 元件熔丝一种组装在电容器内部的当发生击穿时能将一只元件或一组元件隔离开来的器件过压力隔离器一种为在内部压力异常增大时开断电流通路而设计的隔离器件内部放电器件一种组装在电容器内部并与单元端子连接的当电容器从电源脱开之后能将剩余电压有效地降低到零的器件额定交流电压设计电容器时所采用的反复型波形的任一极性的最高运行峰值周期电压注波形可能有
8、多种形状其例见附录波形的平均值可能是正值或负值重要的是要注意到额定交流电压不是方均根值额定直流电压设计电容器时所采用的非反复型波形的任一极性的可连续运行的最高运行峰值电压纹波电压单向电压的峰到峰的交流分量非周期冲击电压由切换或系统中任何别的扰动所导致的峰值电压此电压只允许持续比基本周期短的时间和出现有限的次数绝缘电压电容元件和端子对外壳或对地电压的额定值 方均根值 如果未作规定 此绝缘电压的方均根值等于额定电压除以最大峰值电流在连续运行中瞬时发生的最大电流的幅值最大电流连续运行的最大电流的方均根值最大冲击电流由切换或系统中任何别的扰动所导致的允许峰值电流 此电流只允许出现有限的次数脉冲频率周期
9、电流脉冲的重复率电流脉冲宽度在电容器从一电压值充电或放电到另一电压值时电流流动的时间注 脉冲电流波形的例子示于附录谐振频率电容器的阻抗成为最小时的最低频率工作周期连续工作电容器大部分时间处于热平衡状态的运行间歇工作不连续的工作或在变动负荷下的运行它们应以通断 或高低 周期与持续时间来说明运行温度在热平衡状态下电容器外壳最热点的温度最低运行温度电容器可以赋能的最低温度外壳温升外壳最热点温度和冷却空气温度之差冷却空气温度在稳定状态条件下 在电容器组最热区域的两单元之间中途所测得的冷却空气的温度 如果仅涉及一单元则为距电容器外壳大约 和距基底三分之二高度处所测得的温度最高运行温度电容器可以运行的外壳
10、最高温度稳定状态条件电容器在恒定的输出和恒定的冷却空气温度下所达到的热平衡电容器的损耗电容器所消耗的有功功率注 除非另有说明电容器的损耗应理解为包括作为电容器组成部分的熔丝和放电电阻器的损耗在高频下电容器的损耗主要是由连接件 接触点和电极产生的损耗电容器的损耗角正切在规定的正弦交流电压和频率下 电容器的等效串联电阻与容抗的比值电容器的等效串联电阻一个有效电阻当它和所探讨的电容器有相等电容值的理想电容器相串联时 在规定的运行条件下 该电阻中的损耗功率将等于该电容器中耗散的有功功率最大损耗功率在最高运行温度下电容器可以承载的最大损耗功率使用条件正常使用条件本标准适用于拟在下列条件下使用的电容器海拔
11、不超过注 如果海拔超过了 则应考虑海拔对对流冷却和外绝缘的影响自然空气冷却下的运行温度对电容器作如下表征电容器可以赋能的最低温度 在 和 三个优先值中选取电容器可以运行的外壳最高温度 在 和 中选取强迫冷却下的运行温度如果拟以流动媒质对电容器作强迫冷却 亦应遵守 所规定的运行温度条件应使用表 所示的优先的冷却流体的最高温度 用水冷却时最低进口温度可以是表 无时间限制时冷却媒质的最高温度进口温度出口温度规定冷却媒质的上限温度有两种方法 或者用进口温度 或者用出口温度除非另有协议方法由电容器制造厂选取对于规定进口温度的方法还必须规定冷却媒质的流速本标准适用于在电力电子设备中使用的电容器因此电容器被
12、看作是该设备的部件例如 用于符合 或 的半导体变流器这些设备一般安装在室内但是强迫空气冷却则可能使它们受到户外空气条件 即低温度 高湿度和污秽 的影响非正常使用条件除非制造厂和购买方另有协议 本标准不适用于那些使用条件一般说来不符合本标准要求的电容器非正常使用条件要求增加测试 以保证即使在这些非正常使用条件下也能遵循本标准的条件如果存在这类非正常的使用条件则必须将其通知电容器制造厂这类非正常的使用条件为非正常的机械冲击和振动冷却水有腐蚀性或含有阻塞粒子海水或很硬的水冷却空气有腐蚀性和含有磨损性粒子冷却空气中有导电性尘埃油或水蒸气或腐蚀性物质爆炸性气体或尘埃核辐射不寻常的贮存和运输温度不寻常的湿
13、度 热带或亚热带地区过分迅速的温度变化超过 或湿度变化 超过使用地方的海拔高于叠加电磁场过高的过电压 超过了第 章所给出的限值质量要求和试验试验要求概述本章给出了对电容器单元的试验要求电容器组或电容器设备的支柱绝缘子开关仪用互感器和别的部件应符合相应的标准试验条件除对特殊试验或测量另有规定外 电容器电介质的温度应在 的范围内如需校正除非制造厂与购买方之间另有协议 应以 为标准温度注 将不赋能状态的电容器置于恒定的环境温度中 经历一适当的时间即可认为电介质具有与环境温度相同的温度除非另有规定交流试验和测量应在 或 的正弦电压下进行试验的分类试验分为 出厂试验 型式试验和验收试验出厂试验外观检查
14、见端子之间的电压试验 见端子与外壳之间的电压试验 见电容和 测量见内部放电器件试验见密封性试验见出厂试验应由制造厂在交货前对每一台电容器进行在有要求时应向购买方提供详列这些试验结果的证明书试验的顺序如上所示型式试验除非另有规定每一台拟作型式试验的电容器试品应已首先满意地承受住了全部出厂试验型式试验为机械试验 见端子之间的电压试验 见端子与外壳之间的电压试验 见冲击放电试验 见自愈性试验 见 中的气候试验 见电容器损耗角正切 的测量 见热稳定试验见内部放电器件试验见谐振频率测量见耐久性试验见 中的熔丝的隔离试验见 中的破坏试验见 中的采用说明因 出版之时 尚未出版现 已出版且与配套使用并已按等同
15、采用 制订了国标 故在此将原 标准中的在考虑中分别改为 见 中的 见 中的 见中的型式试验是用来验证电容器设计的完善性及电容器在按本标准所详述的条件下运行的适应性型式试验应由制造厂进行 在有要求时应向购买方提供详列这些试验结果的证明书这些试验应对与合同电容器相同设计的电容器或者对在试验中给出相同的或更为严酷的试验条件那种设计的电容器进行是否所有的型式试验均在同一台电容器试品上进行并不重要验收试验按照与购买方商定的合同可由制造厂重复进行出厂试验和或型式试验或其中的某些项目作这些重复试验的试品数量 验收准则以及是否允许发送这些单元中的任何一件 均应由制造厂与购买方商定并应在合同中加以说明电容和 测
16、量出厂试验测量程序电容和 应在制造厂所选定的电压和频率下测量所用方法应足以排除由谐波或由被测电容器的外在附件诸如测量电路中的电抗器和旁路电路所导致的误差如果是在 下测量测量方法的准确度 对于电容应优于 对于 应优于 若不能保证则必须优于 绝对误差电容测量应在端子间的电压试验 见 之后进行对于有内部熔丝的电容器还应在电压试验之前进行电容测量注 当要试验的电容器的数量特别多时 的测量可抽样进行电容的允许偏差如果没有其他说明 所测得的电容与额定电容之差不得超过损耗要求对电容器损耗的要求由制造厂与购买方协商确定注 若有协议要求 制造厂应提供表明在额定输出的稳态条件下电容器的损耗与环境温度之间 在温度类
17、别范围内的函数曲线或表格电容器损耗角正切 测量型式试验测量应进行下列测量交流电容器电容器的损耗 应在热稳定试验见 终了时测量 测量电压应为热稳定试验电压而频率则应在 的范围内直流电容器此测量应在频率为 范围内 电压为纹波电压 除以 的电压下进行注 电极 连接件 引线和端子中的损耗与频率成函数关系 且可以计算求得损耗要求按 所测得的损耗应不超过制造厂所声明之值或制造厂与购买方所协议之值端子之间的电压试验出厂试验每一台电容器应承受表 所示两种试验电压之一 历时 选择权留给制造厂在试验中 既不得发生击穿也不得发生闪络 允许有自愈性击穿对于全部元件并联的单元如果仍能满足电容允许偏差的要求允许有内部熔丝
18、动作注如果将试验电压增高 时间可以减少到交流试验电压可以是 或 的如果电容器是拟用于间歇工作 见 或用于短使用期 表 所示的试验电压可以降低新的电压值应由制造厂与购买方协商确定型式试验电容器应承受表 所示两种试验电压之一 历时 选择权留给制造厂表 端子之间的试验电压交流电容器 直流电容器非自愈式 自愈式 非自愈式 自愈式交流试验电压 方均根值直流试验电压端子与外壳之间的交流电压试验出厂试验所有的端子均与外壳绝缘的单元应承受施加于连接在一起的端子与外壳之间的电压历时试验电压值为或 取较大值 其中 为绝缘电压电容器的绝缘电压应由用户规定 如果没有其他规定取绝缘电压等于电容器的额定电压除以在试验中既
19、不得发生击穿也不得发生闪络 即使端子之一拟在使用中接外壳 也应进行此项试验有一个端子固定接到外壳上的单元应不进行此项试验型式试验所有的端子都与外壳绝缘的单元应承受如 的试验 试验电压值相同 但历时内部放电器件试验内部放电器件如果有时的电阻 应以测量电阻或以测量自放电速率来检验这一试验应在 的电压试验之后进行密封性试验将不赋能的电容器单元加热到各个部位均达到至少为最高运行温度加 的温度并在此温度下保持 应不出现渗漏 推荐采用适当的指示器注 如果电容器不包含液体材料 则试验方法由制造厂选择 且应抽样进行冲击放电试验应以直流电对单元充电然后通过尽量靠近电容器放置的间隙放电 它们应在 之内承受次这样的
20、放电试验电压应等于在这一试验之后的 内应对单元作端子之间的电压试验 见应在放电试验前和电压试验后测量电容 两次测得值之差应小于相当于一个元件击穿或一只内部熔丝熔断之量对于自愈式电容器 电容变化应小于 的增加应不大于如果规定了最大冲击电流则应以改变充电电压和放电电路的阻抗的方法来调整 使放电电流达到热稳定试验概述这一试验对交流电容器和直流电容器都需进行 本试验旨在提供下列有关电容器的资料确定电容器在过负荷条件下的热稳定性使电容器获得损耗测量再现性的条件测量程序应将电容器单元放置于一密闭箱中 其中冷却温度应为对于自然冷却者为由制造厂规定的对于强迫冷却者为规定的出口冷却温度当电容器的各个部位均达到冷
21、却媒质的温度之后应使电容器受到实际上为正弦波的交流电压至少在整个试验中电压和频率值应保持恒定电流值应为电源条件为如附录 所规定的 功率为在试验的最后 期间应测量外壳接近顶部处的温度至少 次在这整个期间 温升的增加量不应超过如果观察到变化量较大则应将试验延续下去 直到在 期间的连续的 次测量值满足上述要求为止在此试验的前后应在如 所述的试验温度范围内测量电容并将两测量值校正到同一电介质温度此两测量值之差应小于相当于一个元件击穿或一只内部熔丝动作之量在此试验的最后应测量见注在检验电容器的损耗和温度条件是否满意时应考虑在试验期间电压 频率和冷却媒质温度的波动因此 建议作出这些参数和外壳温度关于时间的
22、函数曲线倘若能保持电流和功率损耗为 和 按制造厂和购买方的协议此试验可以用非正弦电压来进行自愈性试验试验按 中的有关规定进行谐振频率测量谐振频率应在符合 的温度范围内测量 所用的方法应足以排除由连接件和附件所导致的误差测量方法 可根据方便与否 从附录 所给出的两个例子中选取谐振频率之值应不低于制造厂与购买方商定之值这一测量不必对一切用途的电容器都进行气候试验湿热试验和温度急剧变化试验按照 进行机械试验振动按 进行对于重量不超过 的电容器每一轴向试验持续时间为 个频率周期 个轴向互成 每分钟 倍频程对于重量超过 的电容器试验条件由制造厂选取冲击试验条件由制造厂选取外观检查目测检查电容器的表面涂层
23、和标志应无可见损伤耐久性试验试验按 中的有关规定进行过负荷最高允许电压电容器单元应适于在表 所示的电压水平下运行 见 和可以耐受而不显著降低电容器寿命的过电压的幅值取决于它们的持续时间 施加次数和电容器的温度表 所给出的高于 的过电压是以不显著降低寿命为基础的并且这些值的确定还假定有些过电压可能是在电容器内部温度低于 但仍在温度类别之内时发生的表过电压一天之内的最长持续时间 说 明有负荷时间的系统调整系统切换安全要求放电器件对于某些电力电子电容器采用放电电阻器并不适宜 根据购买方的要求 每一电容器单元或电容器组应具备足以在 之内从初始直流电压 放电到 或更低的放电器件 对于的电容器放电时间应为
24、在电容器单元和这种放电器件之间不得有开关熔断器或别的隔离器件尽管已有放电器件 但在手触碰之前仍须将电容器的端子都短接起来并且接地注直接与其他可提供放电通道的电气设备相连接的电容器 如果电路特性能足以保证在上述规定的时间内电容器放电应认为具有适当的放电放电电路必须有适当的承载电流的能力 使电容器得以从符合 的最高过电压的峰值下放电外壳连接为使电容器的金属外壳的电位得以固定和在发生对外壳击穿时能够承担故障电流 外壳必须备有适于承受故障电流的连接件 或者留有一适合装设接线夹的未着漆 不腐蚀的金属区环境保护如果电容器是用不能扩散到环境中的材料浸渍的应采取预防措施 并按有关规定作出标志 见其他安全要求在
25、询问到电容器的有关安全规则是否有特殊要求时 购买方应予以说明标志单元的标志铭牌每一电容器单元的铭牌上均应给出下列资料制造厂名称识别编号和制造年份制造年份可以是识别编号的一部分或以符号形式标出实测电容电容偏差额定电压 交流或直流绝缘电压 交流 如果有规定时见最大损耗功率 选择性的最高频率 选择性的最大电流 选择性的最大冲击电流 如果有时最低运行温度最高运行温度冷却媒质的类型和温度 仅适用于强迫冷却者 见本标准的编号如果用得上可加下面的符号表示内部放电器件表示内部熔丝或隔离器表示自愈式电容器亦可选用注 对于小单元 当不能在其名牌上标出上列所有的项目时 有些项目可在说明书中说明警告牌如果电容器单元内
26、含有可能污染环境或可能有其他危险性的材料 则应按照有关规定配备标签数据单为了估计电容器中的损耗在数据单中应给出作为频率 和 的函数的 值安装和运行导则总则过应力和过热都会缩短电容器的寿命 所以应严格控制运行 即温度 电压电流和冷却条件由于电容器的类型不同和涉及的因素很多 不可能用简单的规则概括所有可能情况下的安装和运行下面给出的资料是要注意的较为重要的方面 此外制造厂的说明书和供电部门的规程均应遵循电容器主要有七项应用 见表内部过电压保护 在缓冲电容器上作用的是两部分正弦波电压 二者均可与一定量的含有叠加成份的直流电压交替作用直流谐波滤波 在电容器上施加的电压通常为直流电压上叠加非正弦的交流电
27、压切换电路换向电容器上的作用电压通常为梯形波外部交流过电压保护外部直流过电压保护内部交流谐波滤波直流贮能 在支持电容器上通常施加直流电压并周期性地充电和以高峰值电流放电表额定电压的选取电容器的额定电压应等于周期电压峰值这是因为主要不是由于电应力 而是由于在电力电子设备中高的 值会引起局部放电和损耗 从而影响到电容器的寿命应用在电力电子设备中的电容器多数为变动负荷 因此 制造厂和用户需要就额定电压和真实电压作广泛的讨论仅在应急情况下电容器才可在最高允许电压和最高运行温度同时出现的情况下运行并且还只能是短时间的 见表注在选取额定电压 时应避免裕度过大 因为当与所希求的输出相比这将造成输出降低制造厂
28、可以提供使用电压作为频率和环境温度 函数的曲线运行温度对电容器的运行温度必须予以注意 因为它对电容器的寿命有很大的影响温度超过 将加速电介质的电化学老化温度低于 或由热到冷急剧变化可能会引起电介质的局部放电老化安装电容器的放置应能使电容器损耗所产生的热量以对流和辐射的方式得到充分散发环境的通风和电容器单元的布置应使空气得以在每一个单元周围流通良好 这一点对于成行叠层安装的单元尤为重要受到来自太阳和任何高温面的辐射 电容器的温度将增高安装之后 有必要检验在最高使用条件 电压 电流和冷却温度下外壳的温度是否低于根据冷却空气温度 冷却强度和辐射强度及持续时间可能需要采取下列的对策之一防止电容器受到辐
29、射选择为用于高的环境空气温度而设计的电容器采用额定电压高于 中所规定的电压的电容器安装在高海拔超过 地区的电容器 其散热条件将变差 这一点在确定单元的功率时应予以考虑 见非正常冷却条件在异常情况下进口温度见表 可以高于最大值 此时必须采用特殊设计的电容器或较高额定电压的电容器特殊使用条件在热带地区除了高的环境温度之外还容易遇到其他不利的使用条件 当购买方了解这些情况时则应在订购电容器时告知制造厂这一通知还应送给所有的与电容器装置配套的设备的供应方最为重要的情况如下时常出现高相对湿度期这可能需要采用特殊设计的绝缘子 应注意到凝结于外部熔断器表面的潮气有将其旁路的可能性霉菌生长迅速金属 陶瓷材料
30、某些油漆和清漆均不助长霉菌的生长 当使用杀菌剂时 其毒性仅能保持几个月总之在会集落尘埃处的装置上霉菌都可能发展在工业区和沿海地区有腐蚀性大气应该注意到 在较高温度的气候中腐蚀性大气的作用要比在温和气候中严重得多 强腐蚀性大气甚至在户内使用时也可能出现昆虫的侵袭当电容器安装于高度污秽区域时 应采取特殊措施海拔超过在海拔超过 地区使用的电容器会受到特殊条件的作用 这时应根据购买方与制造厂的协议来选择电容器的类型 见过电压规定了过电压倍数如果估计过电压的次数较少或者温度条件不太恶劣在取得制造厂的同意时可以增大过电压倍数对易于遭受高的雷电过电压的电容器应作适当的保护 如果采用避雷器 应将它们尽量靠近电
31、容器放置在非正常的使用条件下可能因瞬变过电压 而需选取较高额定电压的电容器应用于电气化铁道的电容器所经受的过电压往往高于表 所允许之值过电流电容器绝不应在超过 和 所规定的最大电流值下运行高幅值和高频率的瞬变过电流可能在将电容器接入电路或在设备切换时发生 有必要将这些瞬变过电流降低到有关电容器或设备可以接受之值如果电容器配有内部熔丝或外部熔断器 由于切换操作导致的过电流的峰值应限制到 之值切换和保护装置切换和保护装置以及连接件应能承受由高幅值和高频率的瞬变过电流所导致的电动力和热应力此瞬变过电流可能在关合时或其他情况下产生如果考虑电动力及热应力会导致尺寸过大 则应采取防止过电流的特殊保护措施注
32、 尤其是应选取具有足够热容量的熔断器连接件连接到电容器的电流引线能够散发从电容器传来的热量 反过来 它们也可能把外部连接件中产生的热量传到电容器中 因此需要保持连接到电容器的连接件的温度总是低于电容器本身的温度电容器电路中的任何不良接触都可能引起电弧造成高频振荡这可能使电容器过热和过电压因此建议定期检查所有电容器设备的接触点和电容器的连接件爬电距离的选择套管对地绝缘子 台架间绝缘子等均应符合务必确保所有有关气候条件尤其是湿度急剧变化等必要资料需经制造厂和购买方讨论电容器的并联连接在设计有电容器作并联连接的电路时 必须特别留意因为可能有两种危险电流的分配与电流通道中的电阻和电感的微弱差异有关 因
33、而其中的一台电容器可能容易过负荷因为电力电子设备往往会遇到高频所以其内部连接通常设计得具有低电感和低电阻因而当一台电容器出现短路故障时 电容器组的全部能量将急剧地向击穿点散发通常不可能用限流熔断器把该单元隔离出来在这种情况下必须采取特殊措施电容器的串联连接由于单元回路电阻的差异 故需用电阻分压器来确保单元之间的电压分配正确应用于交流电压和有长的开断期的间歇直流下的电容器不需要专用分压器 因为内部放电器件将放完剩余电荷单元的绝缘电压应能与串联结构相适应磁损耗和涡流在电力电子装置中导体的强磁场可能使磁性外壳反复磁化 在所有的金属部件中产生涡流 并由此产生热量因此首先需要将电容器放置于离开强电流导体
34、有一安全距离之处 其次是尽量避免使用磁性材料附录标准的附录波形对于电力电子电容器 其定义都是以梯形电压为例解释的换相波形 换相电路一例电容器的电流脉冲宽度 系统脉冲时间 系统脉冲频率 峰值周期电压 峰值电流图非周期冲击电压 冲击电流图附录标准的附录在最高温度 和随频率变化的正弦电压下电容器的运行极限图最高电压通常是电介质厚度 固有场强 和温度 的函数对于 的频率范围下式是有效的为电容器的损耗功率达到最大值时的频率为最大电流 在电容器中产生最大损耗功率 时的频率对于 到 的频率范围有恒定值而 为有效电流达到最大值时的频率超过这个最高频率 最大电流将会由于集肤效应等而下降于是电容器的特性值可明确表
35、示为最高电压最大损耗功率在频率 下电容器的损耗角正切在频率 下电容器的损耗角正切对应满负荷损耗功率和最大电流的最高频率最大电流方均根值注 建议的热稳定试验条件见 为附录标准的附录谐振频率测量方法示例方法图 表示测量电路图图中 可变频率发生器负荷电阻无感型直接连接到被试电容器的端子上电容器的等效串联电阻电容器的杂散电感电容器的电容电子电压表改变频率并保持 恒定 就可能绘出表示电容器上的电压和电源频率之间的关系曲线图 表示这曲线的形状的最小值对应于谐振频率连接线应尽量短图方法以直流电对单元充电 然后通过一直接设置于电容器端子处的间隙放电以阴极射线示波器录下放电电流的波形见图由计算和时间轴线相交的数目得出放电波形的形状为等效串联电阻和杂散电感的函数图注 对于第 种方法放电频率是测量的如果阻尼因数低且外连接件的电感与内部连接件相比可忽略 则放电频率等于自谐振频率
