薄膜电容测试方法详解

薄膜电容测试方法详解1. 准备设备、工具：所需工具及其规格型号如表一所示：表一（工具规格型号）2.1首先需检查待测电容是否有正规的《产品规格说明书》，其中需包括产品名称、规格型号、安装尺寸、工艺要求、技术参数以及供应商名称、地址及其联系方式，以确保此批次产品是由正规厂商提供。

2.2参考《产品规格说明书》的工艺参数，观察电容的外观、颜色、及其材质等参数是否与其所标注的工艺指标一致。

2.3用游标卡尺对电容的安装尺寸进行确认，确保电容的直径、高度、最大高度、以及引出端的直径与间距等参数在产品工艺的误差范围之内。

2.4 检查电容的外观，确保其外观整洁、无明显的变形、破损、裂纹、花斑、污浊、锈蚀等不良状况；且其标识清晰牢固、正确完整。

2.5检查其引出端子，保证其端子端正、无氧化、无锈蚀、无影响其导电性能等状况，且引出端子无扭曲、变形和影响插拔的机械损伤。

3.数字电桥测试3.1用电桥测试其实际容量与标称容量是否一致（金属化薄膜电容一般会有±5%的误差范围），其损耗角正切值tanθ(即D值)大小是否符合国家标准（薄膜电容器tanθ≤0.0015，电解电容器tanθ≤0.25）。

3.2对Zen tech电桥测试仪的使用，正确连接电源以后，按“POWER”键开启测试仪的工作电压；按“LCR”键选择测试类型（L：电感，C：电容，R：电阻）。

3.3按“UP”与“DOWN”键选择测试量程（μF、nF、pF），按“FREQ”键选择测试频率（100HZ、120HZ、1KHZ），可根据厂商提供的技术参数来选择所需的测试频率。

3.4按“SERIES”（串联）与“PARALLEL”（并联）选择测试的连接方式，对电阻而言阻抗小于1K用串联，1K到几十K串并联都可以，阻抗大于几百K或M的量级就用并联模式。

如果被测元件是大电感或小电容要用并联模式，测试元件是小电感或大电容用串联模式。

且对小电感小电容适当提高测试频率可以提高测量精度。

3.5设置完成后将电桥测试端口（“LOW”与“HIGH”）连接到电容两端，用标签纸分别记下其在显示屏上的容量值与损耗值。

并将标签纸贴到相应的电容上，以便后续分析。

4 耐压测试4.1用耐压测试仪对电容的极间耐压，极壳耐压进行测试，以确保电容的耐压品质符合相应的技术要求，因此项测试会产生高达数千伏的高电压，所以测试过程中要规范要求，确保人身安全。

4.2参考产品技术参数，对测试时间进行设置，按“定时调节”选择测试时间（例如薄膜电容加2倍Un时，2S无永久性击穿）；将“手控”与“定时”按钮，调节至“定时”档位。

4.3对电压类型的调节，薄膜电容选择“AC”档位，电解电容选择“DC”档位；打开测试仪电源，按下测试仪手柄的开关，根据产品技术参数调节测试电压（此处单位为KV），一般选择2倍Un的测试电压，对“漏电流”的设置一般情况下以0.2mA为标准。

4.4此后将测试仪的零线端与电容一端连接，火线探针一端与电容另一端接触，并按下手柄的按钮，在“定时”时间完成后，如果测试仪的“超漏”指示灯不亮，警示蜂鸣器不响，表明此项测试合格。

4.5极壳间耐压的测试，对U N≤AC660V时，测试电压调至3000 V AC，测试时间10S；而对U N≥AC660V时，测试电压调至6000V，测试时间10S，根据“超漏”指示灯的状态判别其是否合格。

而对电解电容的耐压测试，要严格按照其随身所带技术参数经行测试，以防测试电压设置过高而使电容爆破。

5 过电压测试5.1在输电和配电网中、以及电气设备的开关瞬间，都会产生一定强度的过电压，为了应对相关相关情况下的电压波动，需电容能够在一定的电压范围内保持正常稳定工作。

5.2对薄膜电容而言，按照相关的标准规定：当工作电压达到1.1Un时，电容可持续正常工作8小时，而当工作电压达到1.15 Un时，要求电容持续正常工作30分钟，当工作电压达到1.2 Un时，要求电容持续正常工作5分钟，当工作电压达到1.3 Un时，要求电容持续正常工作1分钟。

5.3此项的过电压测试，可在电容端加线电压，用调压器将电压缓慢调高到所需电压，在调节过程中要用电流表监测其电流变化，防止出现异常情况而损坏调压器。

同时因此项某些测试项目所需时间比较长，可有针对性的测试（如可只测试1.2Un与1.3Un两项）。

5.4在拆卸电容的过程中，电容会因充电而残留相当高部分的电压，则在此操作过程中，要用灯泡负载进行放电，以确保人身安全；不可将电容两级直接短路，以免损坏电容、对电容的使用寿命造成影响。

6纹波电压测试6.1狭义上的纹波电压，是指输出直流电压中含有的工频交流成分。

我国工频频率是50Hz，所以纹波电压以工频50Hz或50Hz的整数倍计取。

具体取50Hz还是50Hz的倍数，取决于整流电路的类型。

对于半波整流，取50Hz；对于全波整流，取50Hz的2倍即100Hz；对于三相半波整流，取50Hz的3倍即150Hz；对于三相全波整流，取50Hz的6倍即300Hz。

6.2对电容纹波电压的测试，首先将薄膜电容固定到测试台上，且测试台能够提供与薄膜电容额定电压大小相等的直流电压，而后将电容并联到直流电源上。

6.3对示波器的设置，要先将其设置为直流测试档位，且因示波器耐压范围不高于400V，所以在用示波器测量电压波形的过程中，要在示波器探头一端加装一无感电容进行隔离，并将其连接到电容的两端。

6.4在测试过程中，要用调压器将直流电压慢慢调高到额定电压（即与交流额定电压大小相等），同时用电流表监测其电流情况（正常情况下，电流几乎为零），且要密切关注示波器显示的变化，选择正确的量程，保证能从示波器波形上准确读出电压的大小。

6.5用相机拍下纹波波形，且用标签纸记录示波器的量程与格数（即计算出纹波电压）并将其贴到相应的电容之上，以备后续分析比较之用。

6.6记录完毕后，断开直流电源，用灯泡负载进行放电后，将测试电容拆下测试台。

花木兰7电压、电流移相角的测试7.1理想情况下，电容两端的电流波形要超前于其两端电压波形90°，但实际电容器并不是理想的纯电容电路，由于极板间电介质总会有一些漏电，实际的电流波形超前电压波形要小于90°，此项测试要从直观的角度将其损耗角偏差读出。

7.2具体操作为，先将电容固定到测试台上，而后将交流电源连接线一端串接一分流器后，再将其与电容连接。

以便通过用示波器对分流器电压的测试而检测其电流（分流器上电流与电压同频同相）。

7.3因电容的额定电压比较高，而示波器又有一定的耐压范围，所以其不能直接检测其两端电压相位，需将两个采样变压器（220V：20V）一次侧串联，二次侧并联，经低压采样后连接到示波器探头两端。

7.4而后用双综示波器同时检测电容两端的电压（经采样变压器）与电流（经分流器），调节调压器，让电容电压缓慢上升，同时密切关注电流大小的变化，且要注意示波器上波形相位的差异（因示波器探头正负端接反，会有电压超前电流的情况出现，要及时调整）。

7.5用调压器将电压调到额定电压后，观察电压波形是否有失真情况（有失真情况可适当调低电压或更换采样变压器），而后读出相位角损耗偏差，并用相机拍下图片，以备后续分析之用。

7.6拆卸过程中，要先将电压调低，并用灯泡负载放过电后，方可将其拆下，以确保万无一失。

8漏电流的测试8.1电容介质不可能绝对不导电，当电容加上直流电压时，电容器会有漏电流产生。

若漏电流太大，电容器就会发热损坏。

除电解电容外，其他电容器的漏电流是极小的，故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能；而电解电容因漏电较大，故用漏电流表示其绝缘性能（与容量成正比）。

对电容器施加额定直流工作电压将观察到充电电流的变化开始很大，随着时间而下降，到某一终值时达到较稳定状态这一终值电流称为漏电流。

8.2间接测量方法为：先将电解电容固定到测试台上，而后将其与直流电源连接，并在直流电源与电解电容之间串联一1000±100Ω的电阻。

8.3此项测试中要保证电解电容正负极的接法正确，且用调压器将直流电压缓慢调节到电容的额定电压（不能调节过快，以防将测试电阻烧毁），稳定工作五分钟后，用万用表测量测试电阻两端的电压，进而求出其漏电流。

8.4直接测量方法为：在电容与直流电源之间外加串联一空气开关，先将直流电源空开与外加空开分别闭合，调节调压器给电容充电五分钟。

8.5而后将两个空开分别断开，在外加空开不与电容直接相连的一侧串联一数字万用表（电流档位），而后将两个空开分别闭合，五分钟稳定工作后，从万用表上直接读出其漏电流的大小。

8.6切忌不可在未给电容充电时直接将万用表串联到线路中，因开始充电电流较大，稍不慎会将万用表烧坏。

8.7 在拆卸过程中，首先要先用灯泡负载给电容放电，在放电时要先将万用表拆下，并且要保证放电电流不通过测试电阻，以防将测试电阻与万用表损坏。

9同机对比测试9.1同机对比测试是通过对同台机器，相同安装位置，相同型号，但不同厂商的电容进行的测试，通过用示波器对其波形的对比检测，可以直观的分析出电容性能的优良。

9.2 此处可以用一台CHP3030的机器为例，先用示波器记录其上电解电容漏电流的波形（示波器探头侧要加无感电容进行隔离），记录输入、旁路、输出、逆变滤波等不同位置电容的纹波波形（探头侧要用采样变压器进行低压采样）。

9.3而后将上述位置电容用不同厂商的电容分别逐次进行替换，并用示波器记录其电容两端的波形，并将所得两种波形进行对比分析。

9.4此项测试过程中要保证安全操作，特别是对电解电容，拆卸时务必用灯泡负载对其进行放电，确保无安全隐患的出现。

10同型号UPS对比测试10.1同型号UPS对比测试，即是用两台相同型号的UPS机器，相同位置安装不同厂商提供的电容进行的对比测试（此处以两台CHP3030KVA机器，一台上面安装“江海”公司提供的电解电容，一台上面安装“EACO”公司提供的电解电容为例）。

10.2两台CHP3030KVA安装好电解电容后，在双综示波器探头的两端分别加装一无感电容，并将其分别并联到两台机器电解电容的两端。

10.3而后两台机器同时开机，开始十五分钟内每隔三分钟记录一下IGBT三相的模块温度，而后每十分钟记录一次IGBT温度，持续测试记录120分钟左右。

10.4同时将双综示波器的两路检测调节到相同衰减倍率，相同周期，相同幅值的档位，对两厂商提供电解电容的纹波进行跟踪测试。

10.5同理而言，将两台UPS分别带上50%的负载后进行测试，持续测试120分钟，记录三相IGBT模块的温度，并用相机记录其纹波波形，以备后续分析之用。

10.6而后将两台UPS机器带上100%的负载经行测试，持续测试240分钟左右，记录其模块温度及其纹波波形。

10.7测试完成后，需将机器还原，在拆卸电解电容的之前必须先用灯泡负载对其进行放电处理，而后将所测得数据与纹波波形进行分析处理，并将各项温度绘制成温度曲线，不同厂商间进行对比分析。