电力电容器试验方法.

当电容电压和电感电压大小相等时（即容抗等 于感抗时），就称为串联谐振状态，此时电路中合 成电抗电压为零，只剩下阻性电压。串联谐振回路 中的电压、电流关系为：
U UR
UR I RC
(1.5)
(1.6)
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1.4.4电容器和电抗器并联 电容器和电抗器并联时，电路中只有一个电压，此 时电容器上的电流与电抗器上的电流方向相反，它们 的合成电流是相减的关系。当容性电流等于感性电流 时，称为并联谐振状态，此时电路中的合成电流只剩 下阻性电流。
浸渍性好 硬、脆 脆 脆 不稳定 脆
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1.3.4 氧化膜电介质 以金属(常见的是铝或钽)的氧化膜作为电介质，以 电解质作为另一电极。即所谓的电解电容器，这类电 容器单个电容量可做到上万微法。电解电容器的特点 是电极是有极性的，应用中正、负极不能接反。
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近年来有一种名为双电层电解电容器（又称为
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表1.1 常用介质的相对介电系数
介质材料名称 真空及气体 电容器纸 有机薄膜 胶木及环氧树脂 相对介电系数ε ≈1 6.5 2～3.5 2.5～3.8
r
说 明 ε 0=8.86×10-14 柔软 柔软 硬
绝缘油 瓷 云母 玻璃 水 钛酸钡
2～2.3 6～6.5 4～7.5 5.5～10 81 3000～8000
图1.5 L、C并联电路
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并联谐振电路中电压和电流的关系为：
I IR
U I RB
(1.7)
(1.8)
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1.4.5
电路谐振的条件
电路谐振的条件是容抗与感抗相等，即XL=XC 或：ωL=1/ωC，整理后可得谐振条件为：
1 f 2 LC
(1.9)
从上式可知，通过调整电感L或电容C或调整频率 f，都可以使试验回路达到谐振的状态。 在谐振状态电路呈现纯电阻特性，电流的大小仅 与电压和电阻有关，相位差总是为零，即cosφ=1。
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1.3.2 固体电介质 电力电容器中常用的固体电介质有如下几种： （1）电容器纸 优点：浸渍性好，成本低，效益高，可实现自动化
生产。
缺点：线膨胀系数大，易变形，电容量稳定性差， 容易老化，耐热性低（＜ 80℃），机械强度低。
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（2）塑料薄膜 优点：耐电强度和机械强度高，体积电阻系数高，稳 定性好。 缺点：难以浸渍，通过采取特殊的工艺，也可提高浸
电力电容器试验方法
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1. 基本概念 1.1 电容器（Capacitor） 电容器由两块平行极板（铝箔）和极板间的绝缘材料 所组成： 作用：存储和释放电荷的器件（充电和放电）
图1.1 电容器的结构
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电工符号：C 电路符号： 电容量的基本单位：法拉（F） 常用单位： 微法（μF） 纳法（nF） 皮法（ PF） 1F =106μF =109 nF =1012 PF 1 μF =1000 nF 1 nF =1000 PF
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图1.2 卷绕式电容元件 5
1.3常用电介质的分类 1.3.1 气体电介质 (1) 气体电介质的相对介电常数非常接近1； (2) 电 力 电 容 器 常 用 的 气 体 电 介 质 是 六 氟 化 硫 （SF6）、氮气、空气等； SF6的特点： 击穿强度：是空气的2～3倍。在0.3 MPa下可与常温 下的绝缘油匹敌； 灭弧能力：约为空气的100倍； tanδ：在0.1 MPa 时<5×10-6
法拉电容器或超级电容器）的新型元件逐渐受到关
注。它的等效电容量足以达到法拉级（甚至可以达
到数万法拉）。此类电容器完全可以作为电池使用，
理论上可以经受无限次充放电循环，而且充电速度
和能量转化率也远远高于普通化学电池，但单个超
级电容耐压能力很弱，一般不会超过20V。通过串、
并联组合可以提高工作电压，用于电能储存。
渍效果；或者做成干式电容器。
常用的塑料薄膜有：聚丙烯薄膜（简称PP膜）、聚脂 薄膜等。
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1.3.3 液体电介质 （1）天然液体电介质 变压器油、电容器油、电缆油、蓖麻油等矿物油和
植物油。
（2）合成化合物
有异丙基联苯（IPB）、二芳基乙烷（PXE）、爱迪索
油、二异丙基萘（KIS－400）、CPE等等，种类较 多。 电击穿强度：≥45 kV/2.5mm
因数越小，说明系统中的无功分量越大。
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在线路传输有功功率时，有如下关系： (2.1) 当线路电压U及传输的有功功率P不变时，提高功 率因数cosφ就可以降低线路电流I，从而降低线路上 的电阻损耗。
P 3UI cos
图2.1 无功补偿原理
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2.2 串联电容器 用于输电线路无功补偿。输电线路存在一定的分 布电感，线路越长电感量越大，增加了线路的阻抗 和电压降。在输电线路中串联电容器后，电容上的 压降与电感上的压降互相抵消，从而减小了线路电
(1.3)
这一特性也正好与电抗器相反，因为电抗器的阻 抗与电源频率成正比的关系：
XL 2fL L
(1.4)
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1.4.3电容器和电抗器串联 当电容器和电抗器串联时，回路中只有一个电 流，此时电容器上的电压和电抗器上的电压方向相 反，它们的合成电压是相减的关系。
图1.4 L、C串联电路
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1.2 电容器的电容
电容量由下式决定： C （1）平板式：
r A 36d 109
(F )(1.1)
式中：A—极板面积，m2 d—极板间距，m εr—极板间介质的相对介电系数 （2）卷绕式 采用卷绕式时，电容来自百度文库近似等于该电容展开成平 面时的一倍。即： r A C (F ) (1.2) 9 18d 10
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1.4 交流电路中电容器的特性 1.4.1 电压与电流的关系 在交流电路中，电容器的电流在相位上超前于电 压90度，这个特性正好与电抗器相反。
图1.3 电容器和电抗器上的电压和电流相位
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1.4.2 频率与阻抗的关系 电容器的阻抗与电源的频率成反比的关系，即：
1 1 XC 2fC C
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2 电力电容器在电力生产中的作用 2.1 并联电容器(移相电容器)
用于电力负荷无功补偿。在用户负荷中存在大
量的无功功率，如感应电动机、变压器中的励磁功
率、输电线路电感消耗的无功功率等。无功电流在
输电线路中传输时，就会在线路、配电变压器的导
线电阻中产生损耗，造成不必要的浪费。表征系统
有功功率和视在功率比例的参数为功率因数，功率