《電力電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)導(dǎo)則》

ICS

備案號(hào)：

中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/T—20

電力電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)導(dǎo)則

Guideforburstingenergytestofpowercapacitorshell

（征求意見稿）

20--發(fā)布20--實(shí)施

中華人民共和國國家能源局發(fā)布

DL/T—20

II

DL/T—20

電力電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)適用于頻率為50Hz的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的高壓并聯(lián)電容器、濾波電容器、串聯(lián)電容器外殼耐

受爆破能量試驗(yàn)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的

修改單或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的

最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T2900.16電工術(shù)語電力電容器

GB/T11024.3《標(biāo)稱電壓1kV以上交流電力系統(tǒng)用并聯(lián)電容器第3部分：并聯(lián)電容器和并聯(lián)電容

器組的保護(hù)》

GB50227《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》

DL442《高壓并聯(lián)電容器單臺(tái)保護(hù)用熔斷器訂貨技術(shù)條件》

DL/T840《高壓并聯(lián)電容器使用技術(shù)條件》

3定義

對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)，下列定義及GB/T2900.16及其他相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)中給出的定義都是適用的。

3.1

故障電容器元件faultedcapacitorelement

采用電擊穿、機(jī)械穿刺等方式，使極間絕緣被破壞的電容器元件。

3.2

儲(chǔ)能電容器energystoragecapacitor

為進(jìn)行電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)，利用電容器充電儲(chǔ)能原理，預(yù)先存儲(chǔ)試驗(yàn)所需能量的電容器。

3.3

充電電壓Ucchargingvoltage

為進(jìn)行電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)，儲(chǔ)能電容器存儲(chǔ)充電能量達(dá)到要求值時(shí)的相應(yīng)極間電壓。

3.4

充電能量Wcchargingenergy

為進(jìn)行電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)，預(yù)先存儲(chǔ)在儲(chǔ)能電容器的對(duì)試品電容器放電的能量。

3.5

注入能量Wiimplantationenergy

電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)過程中，儲(chǔ)能電容器對(duì)試品放電時(shí)實(shí)際消耗在試品電容器內(nèi)部的能

量。

3.6

能量焦耳積分I2t

在特定的時(shí)間范圍內(nèi)，流過電容器的電流瞬時(shí)值的平方對(duì)時(shí)間的積分值。

I2t=i2(t)dt

0

注：該積分值是一特定的量，它是將電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)過程歸化到在1Ω電阻上，以熱的形式釋放出的

能量。

3.7

爆破能量burstingenergy

電容器內(nèi)部發(fā)生極間或極對(duì)殼擊穿時(shí)，外部并聯(lián)電容器對(duì)故障電容器放電引起故障電容器外殼及套

1

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管破裂的最小能量。

3.8

額定耐受爆破能量ratedburstingenergy

電容器內(nèi)部發(fā)生極間或極對(duì)殼擊穿時(shí)，電容器能耐受的不引起外殼及套管破裂的最大能量。

3.9

殘余能量Wrresidualenergy

電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)放電后，儲(chǔ)能電容器殘余電荷儲(chǔ)存的能量。

3.10

殘余電壓Urresidualvoltage

電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)放電后，儲(chǔ)能電容器殘余電荷導(dǎo)致的電壓。

3.11

基準(zhǔn)放電波形Standarddischargewaveform

標(biāo)定電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)回路時(shí)，用一電阻可忽略的導(dǎo)體短接試品進(jìn)行沖擊放電，測(cè)量記

錄的電流波形及數(shù)據(jù)，用于校核放電回路參數(shù)。

3.12

放電頻率dischargefrequency

基準(zhǔn)放電電流波形震蕩頻率。

3.13

放電電流相鄰峰值之比

基準(zhǔn)放電電流波形第一個(gè)電流半波峰值與第三個(gè)電流半波峰值的比值的倒數(shù)。

3.14

內(nèi)熔絲電容器capacitorwithinternalfuses

電容器單元串聯(lián)內(nèi)部熔絲保護(hù)的電容器。

4試驗(yàn)

4.1額定耐受爆破能量的選擇

電容器外殼所能承受的額定耐受爆破能量爆應(yīng)不小于：

a)膜紙復(fù)合電容器，10kJ；

b)全膜電容器，15kJ。

注：考慮到目前電容器產(chǎn)品制造技術(shù)水平，本標(biāo)準(zhǔn)不鼓勵(lì)采用更高的額定耐受爆破能量值。對(duì)更高的額定耐受爆

破能量取值，由制造廠與用戶協(xié)商確定，宜按3kJ間隔取值，如：15kJ、18kJ···。

4.2試品要求

4.2.1試品結(jié)構(gòu)要求

除故障電容器元件極間絕緣預(yù)置破壞外，試品結(jié)構(gòu)、材料、工藝等均應(yīng)按正常產(chǎn)品生產(chǎn)備置。對(duì)內(nèi)

熔絲電容器，試品內(nèi)熔絲應(yīng)去除或金屬短接。

4.2.2故障預(yù)置方式

故障電容器元件應(yīng)采用電擊穿方式備置，一個(gè)串聯(lián)段內(nèi)的并聯(lián)元件只允許預(yù)置一個(gè)故障電容器元

件。對(duì)串聯(lián)數(shù)在3串聯(lián)段及以下的電容器，每個(gè)串聯(lián)段應(yīng)各預(yù)置1個(gè)故障電容器元件；對(duì)串聯(lián)數(shù)在4

串聯(lián)段及以上的電容器，靠近套管的第一個(gè)串聯(lián)段應(yīng)完好，不預(yù)置故障電容器元件，其他串聯(lián)段各預(yù)置

1個(gè)故障電容器元件。

4.2.3試品數(shù)量

試驗(yàn)數(shù)量為3臺(tái)，由于需要一臺(tái)樣品兼作放電參數(shù)調(diào)整用，試品數(shù)量不宜少于4臺(tái)。

4.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用直流儲(chǔ)能，脈沖放電方式進(jìn)行，用波形記錄儀記錄注入電容器內(nèi)部的波形及參數(shù)。

以阻抗與試驗(yàn)回路阻抗相比可以忽略的導(dǎo)體短接被試電容器，記錄基準(zhǔn)放電波形。所用的放電回路

應(yīng)使基準(zhǔn)放電波形的放電電壓（充電電壓）、放電頻率、電流相鄰峰值之比符合要求，并使試品接入時(shí)

實(shí)際注入試品的能量達(dá)到要求。

2

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4.4試驗(yàn)回路及要求

試驗(yàn)接線原理如圖1所示。

T1-----調(diào)壓器T2-----試驗(yàn)變壓器

R------充電回路限流電阻D-----充電回路整流二極管

V------直流（交直流）分壓器C-----儲(chǔ)能電容器

R0-----放電回路外部等效電阻F1、F2-----電容（阻容）分壓器

K1-----放電點(diǎn)火開關(guān)K2-----短接片

H-----羅氏線圈或分流器Cx-----被試電容器（Rx被試電容器等值電阻）

圖1電容器外殼耐受爆破能量試驗(yàn)接線原理圖

放電回路應(yīng)盡可能緊湊，與試品的連接線應(yīng)盡可能短，并采用軟連接，避免套管端部放電時(shí)承受額

外的電動(dòng)力沖擊，并聯(lián)的各儲(chǔ)能電容器至試品的放電參數(shù)應(yīng)盡可能一致。

4.4.1儲(chǔ)能電容器電容量

試驗(yàn)所用的儲(chǔ)能電容器，其電容量應(yīng)能使其儲(chǔ)存能量在充電電壓為1.12倍試品額定電壓時(shí)達(dá)到

規(guī)定的額定耐受爆破能量。

0

注：考慮到并聯(lián)電容器組實(shí)際運(yùn)行方式及試驗(yàn)回路可調(diào)節(jié)性，儲(chǔ)能電容器電容量可在該值的30%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

4.4.2充電電壓

試驗(yàn)回路儲(chǔ)能電容器充電電壓范圍為（1.1~2.0）×2倍試品額定電壓。

4.4.3充電能量

試驗(yàn)回路儲(chǔ)能電容器存儲(chǔ)的充電能量范圍為（1.0~2.0）倍試品額定耐受爆破能量。

4.4.4基準(zhǔn)放電波形參數(shù)要求

基準(zhǔn)放電波形電流相鄰峰值之比≥0.8；

基準(zhǔn)放電波形震蕩頻率≥4.0kHz；

4.5試驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)要求

試驗(yàn)放電電流可采用分流器或羅科夫斯基線圈進(jìn)行測(cè)量，充電電壓可采用直流分壓器（或交直流分

壓器），試品兩端的放電電壓及儲(chǔ)能電容器殘余電壓應(yīng)采用電容分壓器（或阻容分壓器）測(cè)量，測(cè)試儀

器及設(shè)備的頻率響應(yīng)特性均應(yīng)滿足要求。

試驗(yàn)過程應(yīng)采用采樣頻率在1MS/s以上的瞬態(tài)數(shù)字記錄儀記錄試品放電電流、試品兩端電壓及儲(chǔ)能

電容器殘余電壓波形。

4.6注入能量計(jì)算方法

注入能量計(jì)算方法宜采用能量焦耳積分法：首先記錄基準(zhǔn)放電波形，充電能量為Wc1，放電電流能

量焦耳積分i2(t)dt；再接入試品進(jìn)行試驗(yàn)，充電能量為W，放電電流能量焦耳積分i2(t)dt，充電

01c202

電容器殘余電荷能量Wr，則：

W=Ri2(t)dt

c10×01

W=(R+R)i2(t)dt+Ｗr

C20x×02

注入試品能量Wi為：

3

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i2(t)dt

W=W-W02-Ｗ

iC2c1×r

i2(t)dt

01

4.7放電參數(shù)及能量調(diào)整

為使基準(zhǔn)放電波形參數(shù)及試品注入能量均符合要求，必要時(shí)根據(jù)試品的試驗(yàn)結(jié)果及時(shí)調(diào)整試驗(yàn)回路

參數(shù)或充電能量，并重做基準(zhǔn)放電波形，僅在±10%范圍內(nèi)改變充電電壓可不必重做基準(zhǔn)放電波形。

4.8試驗(yàn)的判據(jù)

4.8.1如果同時(shí)滿足下述條件，電容器就成功地通過了試驗(yàn)：

a)試驗(yàn)后電容器外殼及套管未出現(xiàn)爆裂或漏油；

b)實(shí)測(cè)注入電容器內(nèi)部能量不小于額定爆破能量。

4.8.2如果有1臺(tái)試品注入能量未超過額定爆破能量3kJ，試驗(yàn)后電容器外殼及套管出現(xiàn)爆裂或漏油

的，判為不合格；

4.8.3如果由于注入能量過大（超過額定爆破能量3kJ），引起電容器外殼及套管出現(xiàn)爆裂或漏油的；

或注入能量過小（未達(dá)到額