电力电容器试验方法.
电力电容器试验
电容器基础知识
电力电容器的分类和用途
电力电容器可分为电力电容器和电力电容器装置两大类， 电力电容器包括： 并联电容器：用于电力系统中无功补偿，补偿负荷的感性电 流，减小线路损耗， 调节无功平衡 交流滤波电容器：与滤波电抗器组成滤波回路，滤除系统系 统谐波。 串联电容器：串联于电力系统中，补偿线路电感，稳定系统 电压,提高输送容量。 耦合电容器：用于电力载波的高频通路。 直流滤波电容器：消除直流输电系统中，整流设备产生的纹 波或谐波。 断路器电容器：并于断路器断口上，均匀断口之间的电压。
电容器损耗
• 电容器的额定电压与其他设备不同，其额定电压不等于系 统额定电压，主要原因是电容器的额定电压与容量和成本 直接有关，额定电压的确定决定于系统的最高运行电压、 串联电抗器的电抗率、系统的谐波水平等。 • 电容器损耗： 电容器内消耗的有功功率，对于单元电容器，由电介 质、内部熔丝、内部放电器件、连接件等产生的损耗。对 于电容器组，由单元、外部熔断器、母线、放电电阻和阻 尼电抗器等产生的损耗。 • 电容器的损耗角正切值 在规定的正弦交流电压和频率下，电容器的等效串联 电阻与容抗之比，这里为电容器的内部介质损耗。
• 的两个出线是通过安装在电容器箱壳顶部的两个对壳绝缘 的套管引出的，而单套管电容器的两个出线只有其中的一 个是通过对壳绝缘的套管引出的，而另一个出线则通过接 壳的方式从箱壳的接线端引出。
电容器的早期损坏
• 电容器的技术性能取决于两个方面：其一是电容 器的绝缘介质，介质的优劣。由于电容器的极间 介质的场强直接决定着电容器的容量的大小，所 以，在所有的电器设备中，电容器的场强是最高 的，所以电容器对制造工艺要求也是最高的。 • 这里要说明的一点是，由于电容器的场强较高， 极间介质较薄，电容器早期少量的损坏应是一种 正常现象。 • 由于国内电容器行业制造设备和工艺的进步，有 力地保证了产品质量的稳定提高。
电力电容器交接试验记录
电力电容器交接试验报告一、铭牌及安装位置：
二、试验日期及天气情况：
三、电容量及绝缘电阻测量：
四、备注：
电力电容器交接试验报告
一、铭牌及安装位置：
二、试验日期及天气情况：
三、电容量及绝缘电阻测量：
四、备注：
电力电容器交接试验报告一、铭牌及安装位置：
二、试验日期及天气情况：
三、电容量及绝缘电阻测量：
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电力电容器交接试验报告一、铭牌及安装位置：
二、试验日期及天气情况：
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电力电容器交接试验报告一、铭牌及安装位置：
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三、电容量及绝缘电阻测量：
四、备注：。
110kV电容式电压互感器电容量和介损试验方法的探讨
110kV电容式电压互感器电容量和介损试验方法的探讨吴阿琴【摘要】以桂林网区常见的110kV电容式电压互感器为研究对象,应用等效电路法对分压电容器的电容量和介损的测试方法进行分析比较,得出在不拆线的条件下通过C1反接屏蔽,可得到与正接法相同的试验准确度.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2016(054)006【总页数】6页(P5-9,13)【关键词】电容式电压互感器;电容量;介质损耗因数【作者】吴阿琴【作者单位】桂林供电局,广西桂林541002【正文语种】中文【中图分类】TM451电容式电压互感器在广西电网网区应用广泛，与电磁式电压互感器相比，其耐过电压强度高，耐雷电冲击能力强，二次输出容量大，防系统谐振性能好，又可兼做系统通信用载波电容，因此得到广泛应用[1]。
目前对于110kV及以上CVT，介损测试的原则能采用正接法测试的尽量采用正接法[3]，对于下节电容器的测试普遍采用正接法，对于感应电压高的上节电容器采用反接屏蔽法，而目前220kVCVT上节多采用此法，而110kV线路CVT多采用拆除一次引线后用正接法测试的原则，主要是考虑到对于110kVCVT C1若用反接法测试附加电容过多，电容量及介损值较正接法测试差别较大，影响测试结果的判断。
因此本文主要研究110kVCVT上节电容器的介损和电容量的测试方法。
2.1 110kVCVT的原理接线图本文以桂林网区最常见的桂林电力电容器总厂生产的中间抽头A1可见、电容器器低压端及一次尾均可见的110kVCVT为研究对象，其中C1为分压电容器的高压臂，C2为电容分压器的低压臂，YH为中间变压器，A为CVT一次顶端，A1为中间变压器一次端子与电容分压器的连接点，即中压端子；N为电容分压器的低压端，XL为中间变压器一次绕组尾端，P为保护装置，L为补偿电抗器，an主二次绕组，dadn辅助二次绕组。
2.2 介损试验接线图2.3 存在问题2.3.1 正接法存在问题(1)高空作业的安全性问题：由于线路CVT的高压端是直接连接在线路上的，110CVT的台架离地面高度通常2～3m，而且CVT的瓷瓶通常为圆柱形、底部的邮箱部分尺寸与瓷瓶的尺寸相差不大，若要拆除一次引线，工作人员需使用绝缘梯登高至CVT构架上，再移动至CVT油箱上，整个人与瓷瓶平行，移动过程不应失去安全带的保护，整个移动过程坠落风险很大，同时感应电的存在，工作人员遭感应电电击可能性增大。
11电力电容器试验方法解析
2 电力电容器在电力生产中的作用 2.1 并联电容器 (移相电容器)
用于电力负荷无功补偿。在用户负荷中存在大
量的无功功率，如感应电动机、变压器中的励磁功
率、输电线路电感消耗的无功功率等。无功电流在
输电线路中传输时，就会在线路、配电变压器的导
线电阻中产生损耗，造成不必要的浪费。表征系统
有功功率和视在功率比例的参数为功率因数，功率
现以下图为例，说明常用的各种调压措施所依据的基本 原理：
略去电力线路的电容功率、变压器的励磁功率和网络的功率损 耗。变压器参数已归算到高压侧。负荷节点b 的电压为：
电力电容器试验方法
1. 基本概念
1.1 电容器（Capacitor） 电容器由两块平行极板（铝箔）和极板间的绝缘材料 所组成： 作用：存储和释放电荷的器件（充电和放电）
图1.1 电容器结构
电工符号：C 电路符号：
电容量的基本单位：法拉（F）
常用单位：
微法（μF）
纳法（nF） 皮法（ PF） 1F =106μF =109 nF =1012 PF 1 μF =1000 nF
图1.5 L、C并联电路
并联谐振电路中电压和电流的关系为：
I IR
U I RB
(1.7)
(1.8)
1.4.5 电路谐振的条件 电路谐振的条件是容抗与感抗相等，即XL=XC 或：ωL=1/ωC，整理后可得谐振条件为：
1 f 2 LC
(1.9)
从上式可知，通过调整电感L或电容C或调整频率 f，都可以使试验回路达到谐振的状态。 在谐振状态电路呈现纯电阻特性，电流的大小仅 与电压和电阻有关，相位差总是为零，即cosφ=1。
图1.4 L、C串联电路
当电容电压和电感电压大小相等时（即容抗等 于感抗时），就称为串联谐振状态，此时电路中合 成电抗电压为零，只剩下阻性电压。串联谐振回路 中的电压、电流关系为：
电 容 器 试 验
电容器试验电力系统中常用的电容器有电力电容器、耦合电容器、断路器均压电容以及电容式电压互感器的电容分压器。
电力电容器在系统中一般用作补偿功率因数和用于发电机的过电压保护。
耦合电容器主要用于电力系统载波通信及高频保护。
均压电容器并联在断路器断口，起均压及增加断路器断流容量的作用。
其结构域耦合电容器基本一样。
耦合电容器与电力电容器的构造材料均为油浸纸绝缘电容器。
电容元件由铝箔极板和电容器纸卷制而成，一台电容器由数个乃至数十个、数百个这样的电容元件串并联组成。
电力电容器一般电容量较大（μF级），额定电压多为35kv及以下，其结构特点是将串并联电容元件密封在铁壳中，充以绝缘油，引线由瓷套管引出，供连接之用。
耦合电容器一般电容量为3000～15000PF，额定电压在35kv及以上。
其结构特点是将串并联电容元件密封在瓷套中，高压端接带阻波器的高压引线，另一端由底部的小套管引出，接结合滤波器。
耦合电容器和电容式电压互感器的电容分压器的试验项目及标准如表所示。
电力电容器的试验项目、周期和标准《规程》也做了规定，在交接试验时对电力电容器一般做以下项目试验：（1）测量两级对外壳的绝缘电阻；（2）测量极间电容值；（3）渗漏油检查；（4）交流耐压试验；（5）冲击合闸试验；（6）并联电阻测量。
测量绝缘电阻测量绝缘电阻的目的主要是初步判断耦合电容器的两级及电力电容器两极对外壳之间的绝缘状况，测量时用2500v兆欧表。
摇测耦合电容器小套管对地绝缘电阻时用1000V兆欧表。
测量接线如图所示测量结果应与历次测量值及经验值比较，进行分析判断，测量时应注意：○1测量前后对电容器两级之间，两极与地之间，均应充分放电，尤其对电力电容器应直接从两个引出端上直接放电，而不应尽在连接板上对地放电。
因为大多数电力电容器两极与连接板连接时均串有熔断器，若某电力电容器上熔断器熔断，在连接板上放电不一定能将该电力电容器上所储存电荷放完。
○2应按大容量试品的绝缘电阻测量方法摇测电容器，在摇测过程中，应在未断开兆欧表以前，不停止摇动手柄，防止反充电损坏兆欧表。
电容式电压互感器工作原理及试验方法分析
电容式电压互感器工作原理及试验方法分析作者：杨章俊来源：《科技创新与应用》2015年第31期摘要：在当前电力系统中，电容式电压互感器应用较为广泛。
电容式电压互感器也称为CVT，其绝缘强度较高，成本较低，而且可以在线路兼具藕合电容或是载波通讯等特点，电容式电压互器器在电力系统中进行应用，有效地提高了电力系统运行的安全性和准确性。
文中从电容式电压互感器的优点入手，对电容式电压互感器工作原理进行了分析，并进一步对电容式电压互感器的工作原理进行了具体的立柱。
关键词：电容式电压互感器；工作原理；试验方法前言随着电力系统电压等级的不断提升，电容式电压互感器的技术也越来越成熟。
相对于其他电压互感器来讲，电容式电压互感器不仅绝缘强度较高，而且其价格较低，可以有效地确保线路运行的安全性。
因此，当前电容式电压互感器应用越来越广泛。
1 电容式电压互感器的优点在当前高压及超高压电力系统产品中，电容式电压互感器应用较为广泛，这与电容式电压互感器自身所具有的独特性息息相关。
（1）在当前电力系统中，电容式电压互感器主要在35kV及以上的电力系统中进行应用，其不仅具有较高的耐电强度，而且绝缘裕度较大，能够有效地提高电力系统运行的可行性。
（2）电容式电压互感器采用的新型速饱和型阻尼器和非线性电抗线圈，在互感器运行过程中，阻尼器呈现开路的形态，当电压升高或是出现分频谐振时，电抗呈现出低阻性，能够有效地对铁磁谐振起到抑制作用，具有较好的阻尼效果。
（3）电容式电压互感器具有较好的顺应响应特性，当一次短路后，其二次剩余电压能够快速下降，在经断保护装置上具有非常好的适用性。
（4）利用电容式电压互感器可以将载波频率耦合到输电线上，可以在线路进行长途通信、测量及高频保护、遥控等等方面进行应用。
2 电容式电压互感器的工作原理电容式电压互感器主要由电容分压器（高压电容器C1和中压电容器C2）和电磁单元组成，其电气原理见图1。
2.1 电容分压器电容分压器主要组成部分为瓷套和若干耦合电容器，绝缘油存贮在瓷套内，为了确保油压力的稳定性，则需要利用钢制波纹管来保持不同环境的平衡性。
高电压设备测试试验之电力电容器试验
介损测量方法
正接线
试品不接地，桥体E端接地，在需要屏蔽的场合， E端也可用于屏蔽。此时桥体处于地电位，R3、 C4可安全调节。 各种介损测试仪器正接线接线方法基本一致。
介损测量方法
反接线
这是一种标准反接线接法，在试品接地，桥体 U端接地，E端为高压端，在需要屏蔽的场合， E端也可用于屏蔽。此时桥体处于高电位，R3、 C4需要通过绝缘杆调节。 这种方式桥体处于高电位，仪器内部高低压之 间需要做好绝缘防护措施。
电容值的测量
测量电容之前，一定要将 电容放电，即拆下电容后将 电容两端短路。
电压电流表法
电压电流表法其接线如图1所示，测量 时使用0.5级的电压表和毫安表。当外加 的交流电压为U，流过电容器电流为I时， 有l=ωUC 故C=I/ωU 式中:C是所测的 电容量，I是电流表值，ω是电源角频率。
电压电流表法
三 运行前的调整和试验：
1.开关相(用户百)运行面的测整和检验，可参见安装使用说明书的有关要求 进行。 2.照使用说明书检查其动作是否灵敬可靠。 3.操作隔离开关和按地开关，检查是否动作灵话，按触是否良好，同时检查开关 触点接触是否良好、正确、可靠。 4.为了避免维电保护误动作，装置在厂内进行了容量平衡调整，相间及差动保护 段间的容量偏差已控制在允许的范围内，电容器应检查是否按照配排列进行的安 装。
电容器电容值测量规程及案例
在电力自动化系统中,电力 电容器使用十分广泛。它主 要向电力系统提供无功功率, 提高功率因素,减少线路损耗, 改善系统电压质量,增加输变 电设备的输电能力,适用于变 电站、高压直流输电、静止 无功补偿器和滤波器等,是电 力系统的重要设备。
电容值是指在给定电位差 下的电荷储藏量，记为C， 国际单位是法拉（F）。一 般来说，电荷在电场中会受 力而移动，当导体之间有了 介质，则阻碍了电荷移动而 使得电荷累积在导体上，造 成电荷的累积储存，储存的 电荷量则称为电容。
电力电容器保护原理及逻辑试验过程
电力电容器保护原理及逻辑试验过程摘要：电能是现在工业生产的的主要能源和动力，是社会发展和进步必不可少的保障。
随着国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，电力负荷显著增长，由此对供电可靠性的要求也越来越高。
在如此形势下，加强对电力系统的维护显得愈加重要，而继电保护正是最重要的保护手段之一。
本文首先介绍电力电容器继电保护几种主要的保护类型、保护原理和作用。
再根据继电保护实际工作情况，介绍了日常工作中继保人员如何完成电力电容器保护逻辑试验工作，包括具体步骤、操作方法和注意事项。
关键词：继电保护；电力电容器；逻辑试验1.导言随着国民经济和电力事业迅速发展，装机容量和电网规模在日益增大，人们对电力系统中设备的运行可靠性要求不断提高。
为了补充电力系统无功功率的不足，提高功率因数，改善供电质量，在变电站中广泛使用无功补偿并联电容器组。
电容器在运行中常发生过电流、过电压，为了避免电容器在运行中受到过电压、过电流的影响，研发出针对电容器的保护。
保护装置的作用是当电容器发生故障时，通过开关跳闸，隔离故障，将电容器退出运行。
继保人员需根据运行维护管理规定，定期对电容器进行检查，以便及时了解和掌握电容器的运行情况，采取有效措施，力争把故障消除在萌芽状态之中，从而保障电容器的安全运行。
2电力电容器继电保护基本概况2.1 电力电容器的故障类型电力电容器的故障分为内部故障和外部故障。
电力电容器组一般都是由多个电容器串并联组成，当单个电容器被击穿后，容易因两端电压升高导致其他电容器的连续击穿。
同时，内部电流增大，温度升高，可能引起漏油或者鼓肚甚至爆炸，【1】从而引发内部故障。
系统异常，发生外部故障时，容易导致电容器失压、过压，使得电容器温度过高，破坏其内部绝缘介质，威胁到电容器的安全运行。
【2】2.2电力电容器的保护针对电容器可能发生的故障，结合实际工作，本文主要采用四方生产的CSC-221系列电容器保护测控装置进行分析，说明保护的工作原理。
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表1.1 常用介质的相对介电系数
介质材料名称 真空及气体 电容器纸 有机薄膜 胶木及环氧树脂 相对介电系数ε ≈1 6.5 2～3.5 2.5～3.8
r
说 明 ε 0=8.86×10-14 柔软 柔软 硬
绝缘油 瓷 云母 玻璃 水 钛酸钡
2～2.3 6～6.5 4～7.5 5.5～10 81 3000～8000
渍效果；或者做成干式电容器。
常用的塑料薄膜有：聚丙烯薄膜（简称PP膜）、聚脂 薄膜等。
8
1.3.3 液体电介质 （1）天然液体电介质 变压器油、电容器油、电缆油、蓖麻油等矿物油和
植物油。
（2）合成化合物
有异丙基联苯（IPB）、二芳基乙烷（PXE）、爱迪索
油、二异丙基萘（KIS－400）、CPE等等，种类较 多。 电击穿强度：≥45 kV/2.5mm
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2 电力电容器在电力生产中的作用 2.1 并联电容器(移相电容器)
用于电力负荷无功补偿。在用户负荷中存在大
量的无功功率，如感应电动机、变压器中的励磁功
率、输电线路电感消耗的无功功率等。无功电流在
输电线路中传输时，就会在线路、配电变压器的导
线电阻中产生损耗，造成不必要的浪费。表征系统
有功功率和视在功率比例的参数为功率因数，功率
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1.4 交流电路中电容器的特性 1.4.1 电压与电流的关系 在交流电路中，电容器的电流在相位上超前于电 压90度，这个特性正好与电抗器相反。
图1.3 电容器和电抗器上的电压和电流相位
13
1.4.2 频率与阻抗的关系 电容器的阻抗与电源的频率成反比的关系，即：
1 1 XC 2fC C
6
1.3.2 固体电介质 电力电容器中常用的固体电介质有如下几种： （1）电容器纸 优点：浸渍性好，成本低，效益高，可实现自动化
生产。
缺点：线膨胀系数大，易变形，电容量稳定性差， 容易老化，耐热性低（＜ 80℃），机械强度低。
7
（2）塑料薄膜 优点：耐电强度和机械强度高，体积电阻系数高，稳 定性好。 缺点：难以浸渍，通过采取特殊的工艺，也可提高浸
电力电容器试验方法
1
1. 基本概念 1.1 电容器（Capacitor） 电容器由两块平行极板（铝箔）和极板间的绝缘材料 所组成： 作用：存储和释放电荷的器件（充电和放电）
图1.1 电容器的结构
2
电工符号：C 电路符号： 电容量的基本单位：法拉（F） 常用单位： 微法（μF） 纳法（nF） 皮法（ PF） 1F =106μF =109 nF =1012 PF 1 μF =1000 nF 1 nF =1000 PF
因数越小，说明系统中的无功分量越大。
20
在线路传输有功功率时，有如下关系： (2.1) 当线路电压U及传输的有功功率P不变时，提高功 率因数cosφ就可以降低线路电流I，从而降低线路上 的电阻损耗。
P 3UI cos
图2.1 无功补偿原理
21
2.2 串联电容器 用于输电线路无功补偿。输电线路存在一定的分 布电感，线路越长电感量越大，增加了线路的阻抗 和电压降。在输电线路中串联电容器后，电容上的 压降与电感上的压降互相抵消，从而减小了线路电
浸渍性好 硬、脆 脆 脆 不稳定 脆
10
1.3.4 氧化膜电介质 以金属(常见的是铝或钽)的氧化膜作为电介质，以 电解质作为另一电极。即所谓的电解电容器，这类电 容器单个电容量可做到上万微法。电解电容器的特点 是电极是有极性的，应用中正、负极不能接反。
11
近年来有一种名为双电层电解电容器（又称为
(1.3)
这一特性也正好与电抗器相反，因为电抗器的阻 抗与电源频率成正比的关系：
XL 2fL L
(1.4)
14
1.4.3电容器和电抗器串联 当电容器和电抗器串联时，回路中只有一个电 流，此时电容器上的电压和电抗器上的电压方向相 反，它们的合成电压是相减的关系。
图1.4 L、C串联电路
15
法拉电容器或超级电容器）的新型元件逐渐受到关
注。它的等效电容量足以达到法拉级（甚至可以达
到数万法拉）。此类电容器完全可以作为电池使用，
理论上可以经受无限次充放电循环，而且充电速度
和能量转化率也远远高于普通化学电池，但单个超
级电容耐压能力很弱，一般不会超过20V。通过串、
并联组合可以提高工作电压，用于电能储存。
当电容电压和电感电压大小相等时（即容抗等 于感抗时），就称为串联谐振状态，此时电路中合 成电抗电压为零，只剩下阻性电压。串联谐振回路 中的电压、电流关系为：
U UR
UR I RC
(1.5)
(1.6)
16
1.4.4电容器和电抗器并联 电容器和电抗器并联时，电路中只有一个电压，此 时电容器上的电流与电抗器上的电流方向相反，它们 的合成电流是相减的关系。当容性电流等于感性电流 时，称为并联谐振状态，此时电路中的合成电流只剩 下阻性电流。
图1.5 L、C并联电路
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并联谐振电路中电压和电流的关系为：
I IR
U I RB
(1.7)
(1.8)
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1.4.5
电路谐振的条件
电路谐振的条件是容抗与感抗相等，即XL=XC 或：ωL=1/ωC，整理后可得谐振条件为：
1 f 2 LC
(1.9)
从上式可知，通过调整电感L或电容C或调整频率 f，都可以使试验回路达到谐振的状态。 在谐振状态电路呈现纯电阻特性，电流的大小仅 与电压和电阻有关，相位差总是为零，即cosφ=1。
4
图1.2 卷绕式电容元件 5
1.3常用电介质的分类 1.3.1 气体电介质 (1) 气体电介质的相对介电常数非常接近1； (2) 电 力 电 容 器 常 用 的 气 体 电 介 质 是 六 氟 化 硫 （SF6）、氮气、空气等； SF6的特点： 击穿强度：是空气的2～3倍。在0.3 MPa下可与常温 下的绝缘油匹敌； 灭弧能力：约为空气的100倍； tanδ：在0.1 MPa 时<5×10-6
3
1.2 电容器的电容
电容量由下式决定： C （1）平板式：
r A 36d 109
(F )(1.1)
式中：A—极板面积，m2 d—极板间距，m εr—极板间介质的相对介电系数 （2）卷绕式 采用卷绕式时，电容值近似等于该电容展开成平 面时的一倍。即： r A C (F ) (1.2) 9 18d 10