Prüfung der Kondensatorbank
Für die Prüfung einer Kondensatorbank werden die Normen ANSI, IEEE, NEMA oder IEC verwendet.
Es gibt drei Arten von Prüfungen, die an Kondensatorbänken durchgeführt werden. Diese sind:
Designprüfungen oder Typprüfungen.
Produktionsprüfungen oder Routineprüfungen.
Feldprüfungen oder Vorinbetriebnahmeproofungen.
Designprüfungen oder Typprüfungen der Kondensatorbank
Wenn ein Hersteller eine neue Bauart eines Leistungskondensators auf den Markt bringt, muss geprüft werden, ob die neue Charge an Kondensatoren den Standard erfüllt oder nicht. Designprüfungen oder Typprüfungen werden nicht an einzelnen Kondensatoren, sondern an zufällig ausgewählten Kondensatoren durchgeführt, um die Einhaltung des Standards zu gewährleisten.
Bei der Einführung einer neuen Bauart müssen diese Designprüfungen nur einmal durchgeführt werden. Es ist nicht erforderlich, diese Prüfungen für weitere Chargen der Produktion zu wiederholen, solange sich das Design nicht ändert. Typprüfungen oder Designprüfungen sind normalerweise zerstörend und teuer.
Die an einer Kondensatorbank durchgeführten Typprüfungen sind –
Hochspannungsimpuls-Festigkeitstest.
Bushing-Test.
Thermischer Stabilitätstest.
Radio Influence Voltage (RIV)-Test.
Spannungsabfalltest.
Kurzschlussentladungstest.
Hochspannungsimpuls-Festigkeitstest
Dieser Test stellt sicher, dass die Isolation, die in der Kondensatoreinheit verwendet wird, fähig ist, hohe Spannungen während transitorischer Überspannungszustände zu überstehen. Die Isolation, die auf der Kondensatoreinheit vorhanden ist, sollte in der Lage sein, hohe Spannungen zu überstehen, die während transitorischer Überspannungszustände auftreten.
Es gibt drei Arten von Kondensatoreinheiten.
Einbushing-Kondensatoreinheit
Hier kommt ein Anschluss des Kondensatorelements durch einen Bushing aus der Gehäuseumrandung heraus, während der andere Anschluss des Kondensatorelements direkt mit dem Gehäuse selbst verbunden ist. Hier dient das Gehäuse der Kondensatoreinheit als ein Anschluss der Kondensatoreinheit, wobei die Einheit über die Kondensatorelemente mit dem Bushing-Ständer verbunden ist. Der Hochspannungsimpuls-Festigkeitstest kann an dieser Einheit nicht durchgeführt werden.
Doppelbushing-Kondensatoreinheit
Hier werden die beiden Enden des Kondensatorelements über zwei separate Bushings am Gehäuse befestigt. Hier ist das Gehäuse vollständig vom Körper isoliert.
Dreifachbushing-Kondensatoreinheit
In einer dreiphasigen Kondensatoreinheit kommen die Linienanschlüsse jeder Phase der dreiphasigen Kondensatorelemente über drei separate Bushings aus dem Gehäuse heraus.
Dieser Test wird nur an Mehrbushing-Kondensatoreinheiten durchgeführt. Alle Bushing-Ständer müssen mit einem hoch leitfähigen Draht kurzgeschlossen werden, bevor die hohe Spannungsimpuls angewendet wird. Der Körper des Gehäuses muss ordnungsgemäß geerdet sein.
Wenn mehr als eine Einheit mit einem bestimmten BIL (Basic Insulation Level) getestet werden soll, dann müssen alle Bushings der Chargen zusammen kurzgeschlossen werden.
In diesem Test wird eine standardisierte Impulsspannung auf jeden Bushing-Ständer angewendet. Die empfohlene Impulsspannung beträgt 1,2/50 µsec. Wenn die Kondensatoreinheit zwei verschiedene BIL-Bushings hat, dann wird die angewendete Impulsspannung auf Basis des niedrigeren BIL-Bushings berechnet. Wenn es keine Funkeübertragung im Bushing bei drei aufeinanderfolgenden Anwendungen der vorgesehenen Impulsspannung gibt, gilt die Einheit als bestanden.
Bushing-Test
Wenn es keinen Funkeübertrager im vorherigen Impulstest gab, ist kein separater Bushing-Test erforderlich. Wenn jedoch ein Funkeübertrager bei den ersten drei aufeinanderfolgenden Anwendungen der Impulsspannung auftritt, werden weitere drei aufeinanderfolgende Überspannungen angewendet. Wenn keine zusätzlichen Funkenüberträge im Bushing auftreten, gilt der Bushing als bestanden.
Thermischer Stabilitätstest des Leistungskondensators
Dieser Test wird durchgeführt, um festzustellen, wie thermisch stabil die Kondensatoreinheit ist. Für diesen Test wird die Testeinheit zwischen zwei Dummy-Kondensatoreinheiten montiert. Die Dummy-Einheiten müssen dieselben Abmessungen wie die Testeinheit haben.
Die Dummy-Einheiten und die Testeinheit müssen in der gleichen Weise montiert werden, wie sie praktisch auf der Kondensatorbank-Struktur montiert würden.
Um die Luftzirkulation zu reduzieren, werden alle drei Kondensatoren in einer geschlossenen Umhüllung gehalten. Die Dummy-Einheiten können entweder gleichwertige Kondensatoreinheiten wie die Testeinheit oder Widerstandsmodelle der Testeinheit sein. Widerstandsmodelle bedeuten, dass anstelle der Kondensatorelemente Widerstände in der Kondensatorgehäuse platziert werden, um denselben thermischen Effekt wie das Originalkondensatorelement für die gleiche Leistung zu erzeugen. Die Luft innerhalb der Umhüllung darf nicht gezwungen zirkuliert werden. Alle drei Proben, also die Testkondensator und die beiden Dummy-Kondensatoren, werden mit einer Testspannung versorgt, die nach der unten angegebenen Formel berechnet wird,
Wobei,
VT ist die Testspannung,
VR ist die Nennspannung der Testeinheit,
WM ist die maximale zulässige Verlustleistung,
WA ist die tatsächliche Verlustleistung.
Obwohl die Testspannung nach der oben genannten Formel berechnet wird, sollte die Testspannung auf den Wert begrenzt sein, der höchstens 144 % der NennkVAR der Kondensator-Einheit erzeugt. Die Spannung, die einmal berechnet oder geschätzt und angewendet wurde, muss während der gesamten 24-Stunden-Testperiode innerhalb von ± 2 % gehalten werden.
Radio Influence Voltage (RIV)-Test
Dieser Test wird bei der Nennfrequenz und 115 % der Nennrms-Spannung des Kondensators durchgeführt. Dieser Test wird nur an Einheiten mit mehr als einem Bushing durchgeführt. Da die Einheit mit einem einzigen Bushing das Gehäuse direkt mit den Kondensatorelementen verbindet. Während des Tests muss das Gehäuse der Mehrbushing-Einheit ordnungsgemäß geerdet sein. Der Testkondensator sollte Raumtemperatur haben und seine Bushings trocken und sauber sein. Die Einheit sollte in ihrer empfohlenen Position montiert sein. Bei der Messung bei 1 MHz darf die Funkfrequenzspannung 250 µV nicht überschreiten.
Spannungsabfalltest
Hier wird die Kondensatoreinheit mit einer Gleichspannung geladen, deren Wert dem Spitzenwert der Nennwechselspannung der Einheit entspricht. Nach dem Laden der Einheit wird sie durch irgendein Mittel entladen und der Spannungsabfall gemessen. Wenn die Spannung innerhalb von 5 Minuten auf weniger als 50 V abfällt, wenn die Kondensatoreinheit höher als 600 V (eff) bewertet wird, dann gilt die Einheit als bestanden im Spannungsabfalltest. Dieser Spannungsabfall sollte innerhalb von 1 Minute erfolgen, wenn die Kondensatoreinheit mit weniger als 600 V (eff) bewertet wird.
Kurzschlussentladungstest
Dieser Test wird durchgeführt, um die Festigkeit aller internen Verbindungen einer Kondensatoreinheit zu überprüfen. Er überprüft nicht nur die Festigkeit, sondern auch, ob die Größe der Leiter und ihre elektrischen Eigenschaften in einer Kondensatoreinheit korrekt ausgewählt und konstruiert wurden. In diesem Test werden die Kondensatoreinheiten bis zu 2,5-mal ihrer Nennrms-Spannung geladen. Dann wird die Kondensatoreinheit entladen. Dieses Laden und Entladen sollte mindestens fünf Mal durchgeführt werden. Die Kapazität der Kondensatoreinheit wird vor dem Anlegen der Ladespannung und nach dem fünften Entladen der Einheit gemessen. Der Unterschied zwischen der anfänglichen und der endgültigen Kapazität wird aufgezeichnet und sollte nicht größer sein als der Kapazitätsunterschied der Einheit, wenn ein Kondensatorelement kurzgeschlossen oder ein Schmelzelement betätigt wird.
Dies bedeutet:
(Anfänglich gemessene Kapazität – Kapazität nach dem fünften Entladen) < (Kapazität der Einheit mit allen Elementen und Schmelzelement – Kapazität mit einem kurzgeschlossenen Kondensatorelement oder einem betätigten Schmelzelement)
Routineprüfungen der Kondensatorbank
Routineprüfungen werden auch als Produktionsprüfungen bezeichnet. Diese Prüfungen sollten an jedem Kondensatorelement einer Produktionscharge durchgeführt werden, um die Leistungsparameter jedes Einzelnen zu gewährleisten.
Kurzzeit-Überspannungstest
In diesem Test wird eine Gleichspannung von 4,3-mal der Nennrms-Spannung oder eine Wechselspannung von 2-mal der Nennrms-Spannung an die Bushing-Ständer der Kondensatoreinheit angelegt. Die Kondensatoreinheit sollte mindestens 10 Sekunden lang einer dieser Spannungen standhalten. Die Temperatur der Einheit während des Tests sollte bei 25 ± 5 Grad gehalten werden. Im Falle einer dreiphasigen Kondensatoreinheit, wenn die dreiphasigen Kondensatorelemente in Sternform mit Neutralleitung durch ein viertes Bushing oder durch das Gehäuse verbunden sind, beträgt die angewendete Spannung zwischen den Phasenanschlüssen √3-mal der oben genannten Spannungen. Die gleiche Spannung wie oben wird zwischen den Phasenanschluss und dem Neutralanschluss angewendet.
Für eine dreiphasig-Delta-verbundene Einheit ist die Nennspannung die Spannung zwischen den Phasen.
Die Kapazität ist vor und nach dem Anlegen der Testspannung zu messen. Der Änderung der Kapazität sollte weniger als 2 % der ursprünglich gemessenen Kapazität oder die durch das Versagen eines einzelnen kapazitiven Elements oder eines Schmelzelements verursachte Änderung, je nachdem, welcher Wert geringer ist, betragen.
Spannungsprüfung zwischen Anschluss und Gehäuse
Dieser Test ist nur anwendbar, wenn die internen Kondensatorelemente einer Einheit vom Gehäuse isoliert sind. Dieser Test stellt die Standhaftigkeit der Isolierung gegen Überspannungen zwischen Metallgehäuse und Kondensatorelementen sicher. Die Prüfspannung wird 10 Sekunden lang zwischen Gehäuse und Bushing-Ständer angewendet. Für die Kondensatoreinheit mit verschiedenen BIL-Bushings wird dieser Test auf der Grundlage des Bushings mit dem niedrigeren BIL durchgeführt.
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