薄膜电容测试方法详解资料
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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。
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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