SJ Z 9102-1987 耦合电容器及电容分压器.pdf

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1、中华人民共和国电子工业推荐性部标SJ;/2 91-02卢87IEC358(1971) tG n a p3 俨Ap3 0r &LE Ud L1 趴在V呻小俨AEO -1 。-pe a u 。如叫C第-节总则1范1.1 本推荐标准适用于2a) 用在高压架空线上的高频通信传输系统藕合设备中的电容器，其工频范围为15100Hz，高频范围为.，40到，50:OkHzob) 电容式电压互感器的电容分压器。一般也适用于过1圣保护和类似场合中的电容器，其一端圃定接地，或接至低压当电容器作为电容式电压互感器的一部份应用时，互感器的特性可按IEC标准186电压互感器规定要求。注2本标准，所用的电容桥简图，如附录A

2、图1至图4。1. 2 本推荐标准适用于电容器工作在环境植度从一40C到+50C。海拔不( 3300ft)。至于温暖范围，电容器分为三种温度类别。每种类别应由一40C，一25C，一10c及按丧I规定的温度上限电容器可以工作。I环境温鹰上这1000.能的最低温度上限。C最大环境温度.C lh平均24h平均li在平均140 45 40 30 I 20 45 40 30 50 50 45 35 标准温度类别为:一40/+40C 25/ +40C 10/ +40C及一10/+45C。注z电容器可以工作在对应其类别的最小环境温度以下。但应避兔在这种说度下赋能。然而，电容器必须在温度范围之内，承受频繁的开合

3、。2 目的中华人民共和国电子工967一1217批准1 本推荐标准的目的是z:-;-.,-rnl寇出安全规程:51/2 9102 81 制寇出夫于性能，现试和额定值的一般规范1提供安装和运行的导则5 窟义3.1 电容器元件(或元件)由电介质隔离开的电极所组成的电容器不可再分的部份。3.2 电容器单件(或单件)具有可触及的连接件，在单个外壳里组装的电容器元件。注:精合电容器单件的通常形式，为绝缘材料的柱形容1m.并有金属端点作为蟠予。金属容器的单件，通常一端接于壳上，另一端通过套管引出。3.3 电容器组件(或组件可接于电力线上的一个单元或现有的单元的组装(通常为串联) 1.4 电容器在本推荐标准中

4、，i与无须特别强调电容器单件或电容器组件时，即用电容. 3.5 高压(或线路)端即接至电力线上的端子。6 即接至高频传-输电路或接至地端的端子。3.7 地端于市接至地端的端子。3.8 电容分压器电容器组件，由两个串接电容器组成，作为容性电压分压器件见附最A，因3和图4)。电容分压器，常为电容式电压互感器的一部份。3.8.1 中压端子即接于中间电路，女u电容式电压互感器的电磁单元的端子。3.8.2 高压电容器(C1) 连接在高压和中压端子之间的电容器。3.8.3 中压电容器(Cz)连接在中压端子和低压或地端之间的电容器。3.8.4 电压比2 高压和中压电容器的容量和，!J高压电容器容量之比值。C

5、1+C2 (. 1 注sca和C，包括杂欲与￥茧，般忽略不计。$J/2 9102 81 3.8.5 开路中压当电压加于高压和低压端子之间，或高压和地端子之间，中压电容器上中压电容器两端的电压。沌.比电压等于所加电应除以电应比。3.8.6 额定开路中压阻扰时.当额定电压加手高压和低压端子之间，或加于高压和地端子之间。而且高压和中压电容器的容量又是设计所定的容量。此时跨于中压电容器的电压，为额走开路中压。3.9 额定电压(UN)在电容器两端，拟持续承受的正弦波电压的r.m.s值。比起义也可适用于电容器组件，L在其高压和低压端子间，或高压和1地端于间的电压，以及运用于单件两端子间的电压.对额起电压的

6、选择，见18平。3.10 额定电容量(CN)在额定电!卫和额定频率时为电容器所设计的容量值。此定义应用于3电容器单件两端子的容量;电容器m件的高压和低压端子之间，或高压与地之间的容息:电容分11二器的合成容主t.: 1.11 额定C1C2 C1+C2 电容器所设计的拟在其中运行的电力系统的频率。3.12损槌角正切(tan0) 3.13 电容量的温度系数在相应温度变化时，-的.C 20 式中gAC是在温度变化范围内，其容量变化C20是在20C时，其:容量的参考值。温度系数-41世用每c1分数表示。注:如果容量，在指定温度范围内，是线性函数，则温度系数可用-个数字代表.如果是非线性函数.温度系数应

7、以图形戎列袁说明。3.14 高频容在高l频范围内，给定频率的容量。此容量由电容器的内效应表边。3.15 等效串连电阻?幌根电阻。申接于理想电容器上，其容量等于给定的容量.辑等于在高频范围内的给定频率下，所损耗的有-./-1-/-1 -.0 3 3.16 低压端杂散容在低压端与地端之间的容嚣。3.17 低压端杂散电导在低压端与地端之间的电导。3.18 试验电压值前组合(包括工压与低压端，或高压与地端之间的如何选择绝缘等级，见19章。3.19最高系统电压(Um、)SJ/Z c创r8.7羽冲两种)。表征了电容器单件或电件在其高在正常工作条件下，最高r.m. s线一一线电压。系统的任一点，任一时间，由

8、于故障和突然大负荷中断而引起的瞬时电压不包括在内。3.20环远地点的空气温度。二节安全要求4 买方在订货时，应说明在安装电容器的国家中，所采用的有关安全规程的一些特殊要求。5 a 电容正常工作时，任一件或端鸭子应能可地。.第三节质量要求及试验e 的标准试时的标准环境温度范围是:15-35，如果需要校正，其参考温度为20t。7 试验的性117.1 有两种规定的试验，应按下列顺序进行:。例行试验。即z4 电匾im墨盖亚见8, 0此试验的要求，尚在考虑中。.15 (例行电容器的封盒，应按买方租制造厂商定的方法进行试试验可在封装后时间进行。16 子间的绝电压表E表示了标准绝缘等级，连同相应的验电压的r

9、.m. s直及脉冲试验电庄的叩国。高系统电压Um。绝级的定义为I Um-l00kv以上电压绝缘等级脉冲试验电压kv峰, 了系统最高电压至是一线工作试验也应Um k V I、口1、s、 kv r 30 、m、s-由一一一全绝缘降低绝缘全绝缘降低绝缘a牛-3 1 8:; 150 450 380 230 185 550 450 3 275 230 650 550 3 2日275 750 650 5 460 395 1050 900 360 825 。510 1175 460 1050 2 570 1300 6导B10O 1175 口1550 630 1425 5 740 1675 680 1550

10、nun，aa句A地lll-2 36 42 52 姐注l低于l.ookv的Um值，绝缘等级应自选IEC71标准4绝缘配合的表格。2 选泽绝缘等级导则，见19辛苦。9 $J/2 9102 87 一四节额定值门每名牌应含虫11下内容317 .1 对个别单f1 )标志号码。2)测得的容量。3)额起电压。4)制造I份。17.2 对完整电容器组件1)制造厂。2)标志号码。3)额;江电容量。4)额址:电压UN，以kV为单位。5)额定频率，以Hz为单位。6)温度范围。7)简图，示出端子标记(必要时)。8)绝缘等级(见注)。iEz绝缘等级应以两个数中间以划连接表示。第-个数绘出工频试验也层的t.m、s佳，以kv

11、诈。第二个11:绘出脉冲试验电压的i峰佳，以kv计(如460/1050)。另外，对电容式分压器，只当电容式电压互感器完全装好。有中间端子时29)开路中压，以V或kv计:10)测得的电压比。第五节安装及运行导则18 额定电臣的选在三相系统中，糯合电容器的额起电压UN一般选为Um/。如果电容器组件由几个单件组成。则每一单件的额每电压，是当额寇电压加于组件上时，而且假设完整的组件存l单件，都为额起电容量时，此时出现在单件两端的电压，即为每个单件的额起电压。这电压应示于单件的名牌上。注g由子电容量的公差，在8.2条所允许的试验电层，当泪l单件时，曾选定以超过计算为零电容公羞时的5%古煞是电乎乎式分压器

12、，作为电容式电压互感器的一部份而运行时，建议给完整电容器组件的U:)但应可;ri包容式电压互感器的辙起初级电压，而单件的额定电压，也应像上边10 SJ/Z. 9102- 81 一一一-样，与糯合电容器的情况一样处，尘。所以，例如在网络中Um值为245kV。糯合电容器应有lJx245/./ 3 kN，而电容分压器则有UN-220/3:kVJ比差异对试验电压并无影响.它们是从绝缘等级中推导而来，对后者，两种怕况都可1日4GO/1050二19 罐罐篝缉的选捧表1.在Um从100kVj!lJ170kV范围内提怯i附种供选择的绝缘等级，对UJ穹$245KV有三个等级U m=300kV以上有刷个等级般，绝

13、缘等级的推荐俏。决;江T两个主要因京2a)系统的接地状况;b)保护设备的保护水平9J全绝缘值适用I旧布:隔离Jl线，成m1c谐振地线系统或二II二有放接地的系统上。降低绝值，只用于有效按地的系统上(见liiC71标准)-在系统没布适当过压保护的情况札iil现在也在梅雨压端的上限过压是不起的。1虽然有比电容器，能在很短时间内，也i瞬时过电l五降低到启程度。所以，如果没有适当的过压保护，对Um就要选择表E巾的最高绝缘等级，尽管如此，在恶劣情况下，仍会发生故，如果在邻近电容器有过应保护措施，其峰值试验电压，应与保护设备的保护水平相匹配。作为粗略的导则，也在持能承受的水平。应为避雷器的保护水平的12倍

14、，若用空气，川应为50%脉冲闪烁电旺的1.25倍。在有效的中线接地的系统中使用避雷器，使寇电压只要达到系统的线-一线电压的80%即可，而且还叮以进一步降低承受脉冲的水平。绝缘等级的选择，大多是脉冲承受水平和保护设备的保护水平相关联的问题，且一旦脉冲承受水平选远之后，就可白功从16幸表中数字选出工频试验电压。当糯合电容器用于网络liI时，会兰主1:-斗忖、予更jit情况。:1网络承蛋一些谐振接地网络中常会出现的连续8h相当长时间的接地战障时.IEC 186际准，对用于网络中线地之间的电压变量器(包括电容式电压互路将).规起l丛1.9的T辙注:电Hi8h进行试验。这一要求，增加了电容器的温升，因其

15、损耗比额1江电压高3.叫击，而且产生了热稳定问题。对此特殊情况，可同制造厂肖远，在额定电压f.降低电应力的需要，实际上等于增加了白串串甘惧如有疑问，模拟一持续接地故障的操作，可以协商决寇。20撞电(见11.3.)普遍认为11.3条中的方法，放电试验对电容器远比脉冲试验为艰巨。这是因为在放电电应力以及伴随着的大电流。放电试验仿效了过电压在电容器邻近闪烁的状况，安全空气隙间闪烁。如果这种情况发生在电容器的某一地方，则建议选用放电试验。还有忡情况，即由避宵器作适当保护时，脉冲试验即为正确的选择。11 5J/2 9102 87 .， . -_. . _=斗崎吨4】 _-.一.一-21. 温度范围的选择

16、(见1.2条)温度范围的下限，当然应按照电容器的孤注:安装地点的顶期的最低气温选择。当选择温度范围的上限时，应把太阳辐射使温度可能上升国京考虑逝去。室外用的电容器，一般无法避免太阳的照射，如果组成的单件装于黑色外壳内，(或用瓷或用金属): 且常暴露于强日晒下时，选择温度范围上限时，必须另加余量，可能需要4S缸或50怒，栩使环境巧，温并不要求这样高的数值。22 漏电路径的长度绝缘子的漏电路径长度，其设计要符合竖立地点的绝缘要求，特别要注意可能的空气污染3在清洁地区，?It漏电路径长度为23/1.5mm每kv最高系统电压，及23mm每kv:正常污染的空气时，就认为符合要求。对特别污染严重的宅气，2

17、3mmf手kv这一数值，可能证明屈不够，还须考虑另外措施。23 机辙应为室外装置的电容器，Jl如冰凌，或可能的地功，必须通知制造厂采取特殊措施以保证适当的J;A队。原则上负电容器不应要求在顶部载有负荷，(如阻披器。然而，如果用户要求电容组件上载有负荷，应事先通知制造厂，并得到认可才行。电容器接至线路导线上，应保证电容器不受过度斜向牵拉.特别是线路阻披器装于电在指之上时更应如此q12 一 因Alj正)l保护f包容器 同. l卢忖SJ/Z 9102 87 附亵A电窑器简围巾高压线路端乎 绝缘外资#撞地端+高压线路端子也绝外壳、高压电容器C1申子中m电容量&C., 一才低压捕子问A2高频糯什电容器低

18、压端子图A3电容分压器阳A4电杏分压器(电容或电压互感器的一部份无高频糯合连接)(电容或电压互感器的一部份带高频祸合连接)13 SJjZ 9102 87 附B 电力的高顿特性B1 高频电睿量和联在1.1a)条中所边的频率条件，是大多数情况都用的。对频率高于500kHz或低于40kHz这样不同的情况。在某些国家也会应用，建议可能与第三节第10幸有些不同。也可证明有必要建立一些与现在建议有些不同的要求。比如直接由制造厂和买方达成协议，对另外一些情况，如若是能与较好高频传输要求相一致，在极高压(420kv以上)时，建立极低电容量(低于2000pF)或极高r容量，也是必要的。必须号虑到远样的事实，糯台

19、电容器的任何高频特性变化，比如i糯合电容器本身的容4变化，L先是引入jp杂散政(电容量等).都会影响传输带宽(有用频带)，移动频惜和产生附加的棉合损超。B2 iiBi端的杂融电窑量和电相对于地端，低压端的杂散容量和l包导，必须尽可能降低。杂散容量不应高于200pF，杂散电导不应高于20us。注.高于20us.可能对槐合设备的带宽有明显的怒Iil司，至少对低子lookHz颇率的运行稍低祸合容量有影响。 由于电容量和电磁单件的损花，当测试完整的电容式电互感35时，战;寻不到上述数值。在电容电压变量器的情况下，可假设下述极限值z杂散容量，300+0.05CN(以pF计).此处CN代表额定容量(见第3

20、. 10条)以pF计。杂散电导，50s节 端子的设计和安排，必须进-步选择，使之在恶劣气候条件下(潮湿2冰雪v灰尘等)不会造成电容和电导值超过上述值。B3 帽合电窑糯合电容器的设计，必须能经52持续的高频电流流经糯合电容器，至少1A(电流的r，m，s，值，等效于400w功率，终端400Q:电阻)而无损坏或变质。B4 高频电警量和尊效串联电阻的测量(第10章)测量必须对完整的糯合电容器进行。应在温湿箱中进行，以验证低温影响，经协议，可用含有一起数目单件的样品电行。对取得高频容量和损耗电阻一系列数值的测量方法，吁以根据方便，从电桥法、代替法等不同高频方法中选择。14 图5提供了电桥测试法举例，可以

21、直接读出所需要的量(Cs和Rs)。在电桥以调节Cm千I1Rm取得平衡之后，所需要的量为:Cs Cm Rs Rm 5J/2 9102 87 当所用测量方法，不能提供串联值时，从并联值Cp和Rp计算而得gCs=Cp (1十Rs-Rp z C R pP 1+z CR P P 建议要把测量时的连接所介入的电容量和电感量，尽量减少(减小长度)，同时要把糯合电容器的电容量减小3特写IJ要注意屏蔽测Ef设备，必要时，还要屏蔽接线。如果测量装置的杂散容量和感量，有明显影响，在计算测量结呆时，也应允许。在测量电容时，介入了不可控制的杂散坠，可能会造成严重误差。Rm Cm 一/1 图B1量糯合T d丛G B C为被视糯合电容器合电容器的等效串联电阻Cs为搞合也容器离频币联电容量B bt为低压端子B ht为高压端子Cm也可谓测量电容ilifRm为可调测量电阻C为高颁发生器T为混合(差接)变压器V为电压表或其他信号检测器Bnt C 节Rs 宁Cs i D . E 高量和等效串联电阻电桥测量法15