コンデンサバンクのテスト

電力コンデンサバンクの試験にはANSI、IEEE、NEMAまたはIEC規格が使用されます。コンデンサバンクに対する試験は以下の3種類があります。

1. 設計試験または型式試験。

2. 生産試験または定期試験。

3. 現場試験または事前運転試験。

コンデンサバンクの設計試験または型式試験

メーカーが新しい設計の電力コンデンサを発表する際、新しいロットのコンデンサが標準に適合しているかどうかを試験します。設計試験または型式試験は個々のコンデンサではなく、ランダムに選択されたいくつかのコンデンサで行われ、標準への適合性を確認します。

新しい設計が導入された場合、これらの設計試験が一度行われた後は、設計が変更されるまでそれ以上の生産ロットに対してこれらの試験を繰り返す必要はありません。型式試験または設計試験は通常破壊的で高コストです。
コンデンサバンクに実施される型式試験は以下の通りです。

1. 高電圧インパルス耐電圧試験。

2. ブッシング試験。

3. 熱安定性試験。

4. ラジオ影響電圧（RIV）試験。

5. 電圧減衰試験。

6. 短絡放電試験。

高電圧インパルス耐電圧試験

この試験は、コンデンサユニットで使用されている絶縁体の耐えられる能力を確認します。コンデンサユニットに提供される絶縁体は、一時的な過電圧状況下での高い電圧を耐えることが求められます。
コンデンサユニットには以下の3種類があります。

1. 単一ブッシングコンデンサユニット

   ここでは、コンデンサ要素の一端がキャスティングからブッシングを通じて出てきて、もう一端が直接キャスティングに接続されています。ここでキャスティングはコンデンサユニットの一つの端子として機能し、コンデンサユニットの端子はブッシングスタンドとコンデンサ要素の高電圧インパルス耐電圧試験がこのユニットでは実施できません。
   

2. 二重ブッシングコンデンサユニット

   ここでは、コンデンサ要素の両端が別々のブッシングを介してキャスティングに終端されています。ここでは、キャスティングは完全にキャスティング本体から孤立しています。
   

3. 三重ブッシングコンデンサユニット

   三相コンデンサユニットでは、各相のライン端子が三つの別々のブッシングを介してキャスティングから出てきます。
   
   この試験はマルチブッシングコンデンサユニットのみで実施されます。高電圧インパルスを適用する前に、すべてのブッシングスタンドを高導電性ワイヤーでショート回路にする必要があります。キャスティングの本体は適切に接地する必要があります。
   複数のBILまたは基本絶縁レベル評価を持つユニットを試験する場合、すべてのバッチのブッシングを一緒にショート回路にする必要があります。
   この試験では、標準のインパルスカバー電圧が各ブッシングスタンドに適用されます。推奨されるインパルス過電圧は1.2/50 µsecです。もしコンデンサユニットが異なるBILを持つ2つのブッシングを持っている場合、適用されるインパルス電圧は低いBILのブッシングに基づいています。もしブッシングで3回連続の定格インパルス電圧適用中にフラッシュオーバーがない場合、ユニットは試験に合格とみなされます。

ブッシング試験

前のインパルス試験でフラッシュオーバーがない場合、別のブッシング試験は必要ありません。しかし、最初の3回連続のインパルス過電圧適用でフラッシュオーバーがある場合、さらに3回連続の過電圧が適用されます。もしブッシングで追加のフラッシュオーバーが発生しない場合、ブッシングは試験に合格とみなされます。

電力コンデンサの熱安定性試験

この試験は、コンデンサユニットがどれだけ熱的に安定しているかを確認するために行われます。この試験では、試験ユニットを2つのダミーコンデンサユニットの間に取り付けます。ダミーコンデンサユニットは試験ユニットと同じ寸法を持たなければなりません。
ダミーコンデンサユニットと試験ユニットは、これらが実際にコンデンサバンク構造に取り付けられるのと同じ方法で取り付けられます。
空気の循環を減らすために、3つのコンデンサは閉鎖されたエンクロージャ内に保管されます。ダミーコンデンサユニットは試験ユニットと同じ定格のコンデンサユニットであるか、または試験ユニットの抵抗モデルであるかもしれません。抵抗モデルとは、コンデンサ要素の代わりに抵抗器がコンデンサケース内に配置されて、同じ単位電力で元のコンデンサユニットと同じ熱効果を生成することを意味します。エンクロージャ内の空気は強制的に循環させてはなりません。すべての3つのサンプル、つまり試験用コンデンサと2つのダミーコンデンサは、以下の式で計算された試験電圧によって励磁されます。

ただし、
VTは試験電圧、
VRは試験ユニットの定格電圧、
WMは最大許容損失、
WAは実際の損失。
試験電圧は上記の式から計算されますが、試験電圧はコンデンサユニットの定格KVARの最大144%を生じる値まで制限されるべきです。計算または推定された電圧が適用されると、24時間の試験期間中、±2%以内に維持する必要があります。

ラジオ影響電圧試験

この試験は、コンデンサの定格周波数と定格rms電圧の115%で行われます。この試験は、複数のブッシングを持つユニットに対してのみ行われます。なぜなら、単一ブッシングユニットはケースが直接コンデンサ要素に接続されているからです。試験中、マルチブッシングユニットのケースは適切に接地する必要があります。試験用コンデンサは室温で保持され、そのブッシングは乾燥して清潔である必要があります。ユニットは推奨位置に取り付けられるべきです。1MHzでの測定では、ラジオ周波数電圧は250 µVを超えてはなりません。

電圧減衰試験

ここでは、コンデンサユニットに直流電圧を充電します。その値はユニットの定格交流電圧のピーク値に等しいです。充電した後、何らかの手段で放電させ、電圧の減衰を測定します。600V（rms）より高い定格を持つコンデンサユニットの場合、電圧が5分以内に50V未満に低下すれば、ユニットは電圧減衰試験に合格とみなされます。600V（rms）未満の定格を持つコンデンサユニットの場合、電圧減衰は1分以内に達成されるべきです。

短絡放電試験

この試験は、コンデンサユニット内のすべての内部接続がしっかりとされていることを確認するために行われます。また、コンデンサユニット内の導体のサイズとその電気特性が適切に選択および設計されているかどうかも確認します。この試験では、コンデンサユニットを定格rms電圧の2.5倍まで充電します。その後、コンデンサユニットを放電します。この充電と放電は少なくとも5回行う必要があります。コンデンサユニットの容量は充電電圧を適用する前に測定し、またユニットの5回目の放電後に測定します。初期と最終の容量の差を記録し、これはユニットの一つのコンデンサ要素がショートされたときまたは一つのヒューズ要素が動作したときの容量差よりも大きくないはずです。
つまり、
（初期に測定された容量 - 5回目の放電後の容量） < （すべての要素とヒューズ要素を含むユニットの容量 - 一つのコンデンサ要素がショートされたまたは一つのヒューズ要素が動作したときの容量）

コンデンサバンクの定期試験

定期試験は生産試験としても知られています。これらの試験は、各生産ロットの各コンデンサユニットで行われ、個々の性能パラメータを確認します。

短期間の過電圧試験

この試験では、定格rms電圧の4.3倍の直流電圧または定格rms電圧の2倍の交流電圧がコンデンサユニットのブッシングスタンドに適用されます。コンデンサユニットは、これらの電圧のいずれかを少なくとも10秒間耐えられる必要があります。試験中のユニットの温度は25±5度に保たれるべきです。三相コンデンサユニットの場合、三相コンデンサ要素が星形接続で中性点が第四のブッシングまたはケースを通じて接続されている場合、相間端子間に適用される電圧は、上記の電圧の√3倍になります。同様の電圧が相間端子と中性点間にも適用されます。
三相デルタ接続ユニットの場合は、定格電圧は相間電圧です。
試験電圧を適用する前後に容量を測定します。容量の変化は、元の測定値の2%未満または単一のコンデンサ要素またはヒューズ要素の故障によるものよりも小さくなければなりません。

端子対ケース電圧試験

この試験は、ユニット内のコンデンサ要素がケースから隔離されている場合にのみ適用されます。この試験は、金属ケースとコンデンサ要素間に設けられた絶縁体の過電圧耐えられる能力を確認します。試験電圧はケースとブッシングスタンド間に10秒間適用されます。コンデンサユニットが異なるBILを持つブッシングを持つ場合、この試験は低いBILのブッシングに基づいて行われます。

容量試験

この試験は、各コンデンサユニットが正常な