آزمون بانک خازن

استاندارد ANSI، IEEE، NEMA یا IEC برای تست یک بانک خازن توان استفاده می‌شود.
سه نوع تست روی بانک خازن انجام می‌شود. آنها عبارتند از

1. تست‌های طراحی یا تست‌های نوع.

2. تست‌های تولید یا تست‌های روتین.

3. تست‌های میدانی یا تست‌های پیش از راه‌اندازی.

تست‌های طراحی یا تست‌های نوع بانک خازن

وقتی یک طراحی جدید خازن توان توسط یک سازنده معرفی می‌شود، باید تست شود که آیا دسته جدید خازن با استاندارد همخوانی دارد یا نه. تست‌های طراحی یا تست‌های نوع بر روی خازن‌های فردی انجام نمی‌شوند بلکه بر روی برخی خازن‌های انتخاب شده به صورت تصادفی انجام می‌شوند تا همخوانی با استاندارد تضمین شود.

در زمان معرفی طراحی جدید، یک بار این تست‌های طراحی انجام می‌شوند و نیازی به تکرار این تست‌ها برای هر دسته بعدی تولید تا زمانی که طراحی تغییر نکند وجود ندارد. تست‌های نوع یا تست‌های طراحی معمولاً مخرب و گران‌قیمت هستند.
تست‌های نوع انجام شده بر روی بانک خازن عبارتند از –

1. تست تحمل ضربه ولتاژ بالا.

2. تست بوشینگ.

3. تست ثبات حرارتی.

4. تست ولتاژ تأثیر رادیویی (RIV).

5. تست کاهش ولتاژ.

6. تست تخلیه کوتاه مدت.

تست تحمل ضربه ولتاژ بالا

این تست قابلیت تحمل عایق استفاده شده در واحد خازن را تضمین می‌کند. عایق ارائه شده در واحد خازن باید قادر به تحمل ولتاژ بالا در حالت ولتاژ موقتی باشد.
سه نوع واحد خازن وجود دارد.

1. واحد خازن با بوشینگ تک

   در اینجا، یکی از ترمینال‌های عنصر خازن از طریق یک بوشینگ از جوشکاری خارج می‌شود و ترمینال دیگر عنصر خازن مستقیماً به جوشکاری متصل می‌شود. در اینجا جوشکاری واحد خازن به عنوان یک ترمینال واحد خازن عمل می‌کند و یک ترمینال واحد خازن از طریق عنصر خازن به پایه بوشینگ متصل می‌شود. تست تحمل ضربه ولتاژ بالا در این واحد انجام نمی‌شود.
   

2. واحد خازن با بوشینگ دوگانه

   در اینجا دو سر عنصر خازن از طریق دو بوشینگ جداگانه به جوشکاری متصل می‌شوند. در اینجا جوشکاری کاملاً از بدنه جوشکاری جدا شده است.
   

3. واحد خازن با سه بوشینگ

   در واحد خازن سه‌فاز، ترمینال خط هر فاز از عناصر خازن سه‌فاز از طریق سه بوشینگ جداگانه از جوشکاری خارج می‌شود.
   
   این تست فقط روی واحدهای خازن چند بوشینگ انجام می‌شود. تمام پایه‌های بوشینگ باید با یک سیم رسانای بالا قبل از اعمال ولتاژ ضربه کوتاه شوند. بدنه جوشکاری باید به درستی به زمین متصل شود.
   اگر بیش از یک واحد با BIL یا سطح عایق پایه‌ای مشخص تست شود، پس تمام بوشینگ‌های دسته‌ها باید با هم کوتاه شوند.
   در این تست ولتاژ ضربه استاندارد به هر یک از پایه‌های بوشینگ اعمال می‌شود. ولتاژ ضربه توصیه شده ۱.۲/۵۰ میکروثانیه است. اگر واحد خازن دو بوشینگ با BIL مختلف داشته باشد، ولتاژ ضربه اعمال شده بر اساس بوشینگ با BIL کمتر است. اگر در سه بار متوالی اعمال ولتاژ ضربه مشخص فلاشری در بوشینگ‌ها رخ ندهد، واحد به عنوان موفق در تست در نظر گرفته می‌شود.

تست بوشینگ

اگر در تست ضربه قبلی فلاشری رخ ندهد، نیازی به تست بوشینگ جداگانه نیست. اما اگر در سه بار متوالی اعمال ولتاژ ضربه فلاشری رخ دهد، سپس سه بار متوالی دیگر ولتاژ ضربه اعمال می‌شود. اگر فلاشری اضافی در بوشینگ رخ ندهد، بوشینگ به عنوان موفق در تست در نظر گرفته می‌شود.

تست ثبات حرارتی خازن توان

این تست برای دیدن اینکه چقدر واحد خازن حرارتی ثابت است انجام می‌شود. برای این تست واحد تست بین دو واحد خازن مدل قرار می‌گیرد. واحدهای مدل باید ابعاد مشابه واحد تست داشته باشند.
واحدهای مدل و واحد تست باید به همان شکلی که در عمل در ساختار بانک خازن قرار می‌گیرند نصب شوند.
برای کاهش گردش هوا، همه سه خازن در داخل یک قفسه بسته نگهداری می‌شوند. واحدهای مدل می‌توانند همان واحدهای خازن با ظرفیت مشابه واحد تست یا مدل مقاومت واحد تست باشند. مدل مقاومت به معنای این است که به جای عناصر خازن، مقاومت‌ها در داخل پوشش خازن قرار می‌گیرند تا همان تأثیر حرارتی را به عنوان واحد خازن اصلی در همان توان واحد ایجاد کنند. هوا داخل قفسه نباید به صورت اجباری گردش کند. همه سه نمونه یعنی خازن تست و دو خازن مدل با ولتاژ تست محاسبه شده توسط فرمول زیر انرژی می‌یابند،

که،
VT ولتاژ تست است،
VR ولتاژ اسمی واحد تست است،
WM حداکثر تلفات قابل قبول است،
WA تلفات فعلی است.
هرچند ولتاژ تست از فرمول فوق محاسبه می‌شود اما ولتاژ تست باید به آن مقدار که حداکثر ۱۴۴٪ KVAR اسمی واحد خازن تولید می‌کند محدود شود. ولتاژ یک بار محاسبه یا برآورد شده و اعمال شود، باید با دقت ± ۲٪ طی ۲۴ ساعت دوره تست حفظ شود.

تست ولتاژ تأثیر رادیویی

این تست در فرکانس اسمی و ۱۱۵٪ ولتاژ RMS اسمی خازن انجام می‌شود. این تست فقط روی واحدی که بیش از یک بوشینگ دارد انجام می‌شود. زیرا واحد با بوشینگ تک دارای جوشکاری مستقیماً به عناصر خازن است. در طول تست جوشکاری واحد چند بوشینگ باید به درستی به زمین متصل شود. خازن تست باید در دمای اتاق نگهداری شود و بوشینگ آن باید خشک و تمیز باشد. واحد باید در موقعیت توصیه شده نصب شود. در زمان اندازه‌گیری در ۱ MHz، ولتاژ رادیویی نباید بیش از ۲۵۰ میکروولت باشد.

تست کاهش ولتاژ

در اینجا واحد خازن با ولتاژ مستقیم که مقدار آن برابر با مقدار پیک ولتاژ متناوب اسمی واحد است شارژ می‌شود. پس از شارژ واحد، آن را با برخی روش‌ها تخلیه کرده و کاهش ولتاژ اندازه‌گیری می‌شود. اگر ولتاژ در ۵ دقیقه به کمتر از ۵۰ V در مورد واحد خازن با ولتاژ بالاتر از ۶۰۰ V (rms) برسد، واحد به عنوان موفق در تست کاهش ولتاژ در نظر گرفته می‌شود. این کاهش ولتاژ باید در ۱ دقیقه در مورد واحد خازن با ولتاژ کمتر از ۶۰۰ V (rms) باشد.

تست تخلیه کوتاه مدت

این تست برای تأیید محکم بودن تمام اتصالات داخلی یک واحد خازن انجام می‌شود. نه تنها محکم بودن بلکه این تست همچنین تأیید می‌کند که اندازه رسانه‌ها و خصوصیات الکتریکی آنها به درستی انتخاب و طراحی شده‌اند یا نه. در این تست واحدهای خازن تا ۲.۵ برابر ولتاژ RMS اسمی خود شارژ می‌شوند. سپس واحد خازن تخلیه می‌شود. این شارژ و تخلیه باید حداقل ۵ بار انجام شود. ظرفیت واحد خازن قبل از اعمال ولتاژ شارژ و همچنین پس از پنجمین تخلیه واحد اندازه‌گیری می‌شود. تفاوت بین ظرفیت اولیه و نهایی ثبت می‌شود و نباید بیش از تفاوت ظرفیت واحد زمانی که یک عنصر خازن کوتاه شده یا یک عنصر فیوز عمل می‌کند باشد.
یعنی،
(ظرفیت اولیه اندازه‌گیری شده - ظرفیت اندازه‌گیری شده پس از پنجمین تخلیه) < (ظرفیت واحد با تمام عناصر و عنصر فیوز - ظرفیت با یک عنصر خازن کوتاه شده یا یک عنصر فیوز عمل کرده)

تست‌های روتین بانک خازن

تست‌های روتین همچنین به عنوان تست‌های تولید شناخته می‌شوند. این تست‌ها باید روی هر واحد خازن از یک دسته تولید انجام شوند تا پارامترهای عملکرد فردی تضمین شود.

تست ولتاژ بیش از حد کوتاه مدت

در این تست، ولتاژ مستقیم ۴.۳ برابر ولتاژ RMS اسمی یا ولتاژ متناوب ۲ برابر ولتاژ RMS اسمی به پایه‌های بوشینگ واحد خازن اعمال می‌ش