1、121. 基本概念基本概念 1.1 電容器（電容器（Capacitor）電容器由兩塊平行極板（鋁箔）和極板間的絕緣材料電容器由兩塊平行極板（鋁箔）和極板間的絕緣材料所組成：所組成：作用：存儲和釋放電荷的器件（充電和放電）作用：存儲和釋放電荷的器件（充電和放電）圖圖1.1 電容器的結構電容器的結構3電工符號：電工符號：C電路符號：電路符號：電容量的基本單位：法拉（電容量的基本單位：法拉（F）常用單位：常用單位： 微法（微法（F） 納法（納法（nF） 皮法（皮法（ PF） 1F =106F =109 nF =1012 PF 1 F =1000 nF 1 nF =1000 PF41.2 交流電路中電

2、容器的特性交流電路中電容器的特性 1.2.1 電壓與電流的關系電壓與電流的關系 在交流電路中，電容器的電流在相位上超前于電在交流電路中，電容器的電流在相位上超前于電壓壓90度，這個特性正好與電抗器相反。度，這個特性正好與電抗器相反。圖圖1.3 電容器和電抗器上的電壓和電流相位電容器和電抗器上的電壓和電流相位5 2 電力電容器在電力生產中的作用電力電容器在電力生產中的作用 2.1 并聯電容器并聯電容器(移相電容器移相電容器) 用于電力負荷無功補償。在用戶負荷中存在大用于電力負荷無功補償。在用戶負荷中存在大量的無功功率，如感應電動機、變壓器中的勵磁功量的無功功率，如感應電動機、變壓器中的勵磁功率、

3、輸電線路電感消耗的無功功率等。無功電流在率、輸電線路電感消耗的無功功率等。無功電流在輸電線路中傳輸時，就會在線路、配電變壓器的導輸電線路中傳輸時，就會在線路、配電變壓器的導線電阻中產生損耗，造成不必要的浪費。表征系統線電阻中產生損耗，造成不必要的浪費。表征系統有功功率和視在功率比例的參數為功率因數，功率有功功率和視在功率比例的參數為功率因數，功率因數越小，說明系統中的無功分量越大。因數越小，說明系統中的無功分量越大。 6 2.2 串聯電容器串聯電容器 用于輸電線路無功補償。輸電線路存在一定的分用于輸電線路無功補償。輸電線路存在一定的分布電感，線路越長電感量越大，增加了線路的阻抗布電感，線路越長

4、電感量越大，增加了線路的阻抗和電壓降。在輸電線路中串聯電容器后，電容上的和電壓降。在輸電線路中串聯電容器后，電容上的壓降與電感上的壓降互相抵消，從而減小了線路電壓降與電感上的壓降互相抵消，從而減小了線路電壓降，加長了輸電距離和輸電能力，提高輸電質量壓降，加長了輸電距離和輸電能力，提高輸電質量和系統的穩定性。和系統的穩定性。 72.32.3耦合電容器耦合電容器 用于高頻通訊。電容器對高頻信號呈現較低的阻抗，用于高頻通訊。電容器對高頻信號呈現較低的阻抗，所以能將混在工頻電壓中的通訊信號取出。所以能將混在工頻電壓中的通訊信號取出。2.42.4分壓電容器分壓電容器 用于高電壓測量。用于高電壓測量。2.

5、52.5均壓電容器均壓電容器 用于改善斷路器開斷時各斷口電壓的均勻性。用于改善斷路器開斷時各斷口電壓的均勻性。2.62.6濾波電容器濾波電容器 用于濾除電源中的高次諧波。用于濾除電源中的高次諧波。2.72.7脈沖電容器脈沖電容器 用于沖擊電壓試驗中的脈沖發生裝置。這種電容器用于沖擊電壓試驗中的脈沖發生裝置。這種電容器在結構上要求要有比較小的電感。在結構上要求要有比較小的電感。83. 電力電容器的結構電力電容器的結構 （1）電容元件的連接）電容元件的連接 a. 多元件串聯：多元件串聯： 多元件串聯的目的是能夠承受較高的電壓。例如多元件串聯的目的是能夠承受較高的電壓。例如耦合電容器的芯子是由多個元

6、件串聯組成。耦合電容器的芯子是由多個元件串聯組成。 圖圖3.1 電容器串聯電容器串聯 9圖圖3.2 耦合電容器耦合電容器 10 串聯后的總電容量為：串聯后的總電容量為： (3.1) 如果如果C1=C2=Cn=CD則：則： (3.2)即：串接的電容元件數越多，總的電容量越小，但即：串接的電容元件數越多，總的電容量越小，但可以承受的電壓越高。可以承受的電壓越高。nCCD總Cn12C11C11C 總總11b. 多元件并聯：多元件并聯： 多元件并聯的目的是獲得較大的電容量。例如，多元件并聯的目的是獲得較大的電容量。例如，低壓并聯電容器內部元件全部并聯。低壓并聯電容器內部元件全部并聯。 圖圖3.3 電容

7、器并聯電容器并聯 1213 并聯后的總電容量為：并聯后的總電容量為： C總總=C1+C2+Cn (3.3) 如果如果C1=C2=Cn=CD 則：則： C總總=nCD (3.4) 即：并聯的電容元件數越多，總的電容量越大即：并聯的電容元件數越多，總的電容量越大 144. 電容器試驗項目（交接）電容器試驗項目（交接） （1）測量絕緣電阻；）測量絕緣電阻； （2）測量耦合電容器、斷路器電容器的）測量耦合電容器、斷路器電容器的tan及電容及電容值；對電容器組，還應測量各相、各臂及總電容值；值；對電容器組，還應測量各相、各臂及總電容值； （3）500kV耦合電容器的局部放電試驗（對絕緣有耦合電容器的局部

8、放電試驗（對絕緣有懷疑時）；懷疑時）； （4）并聯電容器交流耐壓試驗；）并聯電容器交流耐壓試驗； （5）沖擊合閘試驗）沖擊合閘試驗155. 電容器的試驗方法電容器的試驗方法 5.1 外觀檢查外觀檢查 外觀檢查主要是觀察電容器是否存在變形、銹蝕、外觀檢查主要是觀察電容器是否存在變形、銹蝕、滲油、過熱變色、鼓脹等問題。滲油、過熱變色、鼓脹等問題。5.2 密封性檢查密封性檢查 用戶進行密封性檢查通常只能采用加熱的方法，在用戶進行密封性檢查通常只能采用加熱的方法，在不通電的情況下將試品加熱到最高允許溫度加不通電的情況下將試品加熱到最高允許溫度加20的溫度，并維持一段時間（的溫度，并維持一段時間（2小時

9、以上），在容易產小時以上），在容易產生滲油的地方用吸油材料（如白石粉、餐巾紙等）生滲油的地方用吸油材料（如白石粉、餐巾紙等）進行檢查。進行檢查。 165.3 絕緣電阻測量絕緣電阻測量 5.3.1 基本概念基本概念 在絕緣體上施加直流電壓后，會產生三種在絕緣體上施加直流電壓后，會產生三種電流，如圖電流，如圖6.1所示。所示。 圖圖6.1 夾層絕緣體的等值電路夾層絕緣體的等值電路 171) 電導電流電導電流iR，與絕緣電阻有關；，與絕緣電阻有關；2）電容電流）電容電流iC，與電容量有關；，與電容量有關；3）吸收電流）吸收電流i1，由絕緣介質的極化過程引起。，由絕緣介質的極化過程引起。186.3.2

10、 6.3.2 測量方法測量方法 1）測量部位：并聯電容器只測量兩極對外殼的絕緣電）測量部位：并聯電容器只測量兩極對外殼的絕緣電阻；分壓電容器以及均壓電容器測量極間絕緣電阻；阻；分壓電容器以及均壓電容器測量極間絕緣電阻；耦合電容器測量極間及低壓電極對地的絕緣電阻；耦合電容器測量極間及低壓電極對地的絕緣電阻；2）測量接線：兆歐表的）測量接線：兆歐表的L端子接被試設備的高壓端，端子接被試設備的高壓端，E端子接設備的低壓端或地，當需要屏蔽其它非被試端子接設備的低壓端或地，當需要屏蔽其它非被試設備時，兆歐表的屏蔽端設備時，兆歐表的屏蔽端G與其它非被試設備連接；與其它非被試設備連接；193 3）測量步驟：

11、）測量步驟：a測量前應將電容器兩極對地短接充分放電測量前應將電容器兩極對地短接充分放電5分鐘以分鐘以上；上；b兆歐表建立電壓后分別短接兆歐表建立電壓后分別短接L、E端子和分開端子和分開L、E端子，兆歐表應顯示零或無窮大；端子，兆歐表應顯示零或無窮大；c測量吸收比時記錄測量吸收比時記錄15秒和秒和60秒時的絕緣電阻；測量秒時的絕緣電阻；測量極化指數時記錄極化指數時記錄1分鐘和分鐘和10分鐘的絕緣電阻值；分鐘的絕緣電阻值；d測量后應將電容器兩極對地短接放電測量后應將電容器兩極對地短接放電5分鐘以上。分鐘以上。206.4 電容量測量電容量測量（1）電壓電流法）電壓電流法試驗原理見圖試驗原理見圖6.2

12、。圖圖6.2 電壓電流法測量電容量電壓電流法測量電容量 21電容量的計算：電容量的計算： (6.1)式中：式中： I I：電流，：電流， A A U U：電壓，：電壓，V V ： = 2f，電源頻率為電源頻率為50Hz50Hz時，時，=314=314)F(UICx 22 目前市場上有成套的電容、電感測量裝置，其目前市場上有成套的電容、電感測量裝置，其原理基于電壓電流法，有些儀器為了避開原理基于電壓電流法，有些儀器為了避開50Hz的電的電源干擾，采用低于或高于源干擾，采用低于或高于50Hz的電源進行測量，儀的電源進行測量，儀器采用開口器采用開口CT測量電流，因此在測量時不用打開電測量電流，因此在

13、測量時不用打開電容器的連接線，儀器自動根據電壓和電流值計算電容器的連接線，儀器自動根據電壓和電流值計算電容值或電感值。容值或電感值。 236.5 交流耐壓試驗交流耐壓試驗 6.5.1 概述概述（1）交接時只對并聯電容器進行。試驗電壓加在電極）交接時只對并聯電容器進行。試驗電壓加在電極引線與外殼之間，主要檢查外包油紙絕緣、油面下引線與外殼之間，主要檢查外包油紙絕緣、油面下降、瓷套污染等缺陷。降、瓷套污染等缺陷。（2）對耦合電容器必要時進行交流耐壓試驗。（按出）對耦合電容器必要時進行交流耐壓試驗。（按出廠試驗值的廠試驗值的75%考慮）考慮）（3）為了減小試驗設備容量，通常可采用串聯諧振法）為了減小

14、試驗設備容量，通常可采用串聯諧振法進行。進行。 246.5.2 6.5.2 常規試驗方法常規試驗方法圖圖6.9 常規交流耐壓試驗接線常規交流耐壓試驗接線 25注意事項：注意事項： 1）電壓表的高壓端子必須直接接在被試品的高壓端子）電壓表的高壓端子必須直接接在被試品的高壓端子上；上；2）升壓速度在試驗電壓的）升壓速度在試驗電壓的75%以下時不規定升壓速度，以下時不規定升壓速度，但從但從75%試驗電壓升到試驗電壓升到100%試驗電壓則要求升壓速試驗電壓則要求升壓速度為每秒度為每秒2%，即在，即在12.5秒左右升到秒左右升到100%試驗電壓試驗電壓值，避免在接近規定試驗電壓附近停留太久的時間。值，避

15、免在接近規定試驗電壓附近停留太久的時間。3）試驗前后要做好高壓試驗的安全措施。）試驗前后要做好高壓試驗的安全措施。266.6.3 6.6.3 串聯諧振交流耐壓試驗串聯諧振交流耐壓試驗圖圖6.10 串聯諧振法交流耐壓試驗接線串聯諧振法交流耐壓試驗接線27 串聯諧振的特點：串聯諧振的特點： IL = IC = I (6.24) XL=XC (6.25) UL=UC (6.26) (6.27) 回路阻抗：回路阻抗： (6.28) 回路回路Q值：值： (6.29) RXXRZ2C2L2 RXQL QUUCJ 28 6.6.4 6.6.4 諧振耐壓的調諧方式諧振耐壓的調諧方式 電路處于諧振狀態時：電路處

16、于諧振狀態時： f：頻率：頻率 Hz L:電感量電感量 H C:電容量電容量 F 如果頻率落在如果頻率落在30Hz300Hz范圍內，電感范圍內，電感L或電容或電容C就不用再調整，如果頻率超過就不用再調整，如果頻率超過300Hz，應增加電感，應增加電感量或電容量；如果頻率低于量或電容量；如果頻率低于30Hz，應減小電感量或，應減小電感量或電容量。要求工頻耐壓時，頻率電容量。要求工頻耐壓時，頻率4565Hz。LC21f 29 當頻率為當頻率為50Hz、電容的單位為、電容的單位為F、電感的單位為、電感的單位為H時，可按下式估算電感或電容：時，可按下式估算電感或電容： LC：CL10或10307 電容器試驗中常見異常問題