GB T 17702-2013 电力电子电容器.pdf

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1、道昌ICS 31.060.70 K 42 和国国家标准共中华人民GB/T 1TI02-2013/IEC 61071 :2007 代替GB/T17702. 1-1999, GB/T 17702. 2一1999电力电子电容器Capacitors for power eledronics 2013-07-01实施(lEC 61071 :2007 ,IDT) 2013-0207发布发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会瓦什;的可向GB/T 17702-20 13/IEC 61071 :2007 目次前言.皿1 范围.2 规范性引用文件3 术语和定义.2 4 使用条件.7 4

2、. 1 正常使用条件.7 4.2 非正常使用条件.7 5 质量要求和试验.8 5.1 试验要求.8 5.2 试验分类.8 5.3 电容和tan8测量(例行试验). . . . 5.4 电容器损耗角正切(tan8)测量(型式试验)5. 5 端子间的电压试验.5.6 端子与外壳间的交流电压试验.10 5. 7 内部放电器件试验.5.8 密封性试验.115.9 冲击放电试验.115.10 热稳定性试验.5.11 自愈性试验.12 5.12 谐振频率测量.12 5.13 环境试验.12 5.14 机械试验.135. 15 耐久性试验5. 16 破坏试验.155.17 内部熔丝的隔离试验.18 6 过负

3、荷.206.1 最高允许电压.20 7 安全要求. . 21 7.1 放电器件.21 7.2 外壳连接.21 7.3 环境保护.21 7.4 其他安全要求. 21 8 标志.21 8.1 单元的标志. 21 9 安装和运行导则.22 9.1 总贝tl.22GB/T 17702-20 13/IEC 61071 :2007 9.2 额定电压的选取.22 9.3 运行温度.22 9.4 特殊使用条件.23 9.5 过电压.23 9.6 过电流.24 9.7 投切和保护装置.24 9.8 爬电距离和间隙的选取.24 9.9 连接件.24 9.10 电容器的并联连接.24 9.11 电容器的串联连接.2

4、5 9. 12 磁损耗和涡流.25 9.13 电容器内部的内部熔丝和隔离器的保护导则.25 9.14 元保护的电容器导则.25 附录A(资料性附录)波形.26 附录B(规范性附录具有作为频率函数的正弦电压并在最高温度()m皿)下的电容器运行限值28附录C(规范性附录)谐振频率测量方法一一示例.30 参考文献.32 图1破坏试验电路.16 图2直流电源N一一类型1. 17 图3直流电源N一一类型2. 18 图A.1波形及其回路示例. 26 图B.1电源条件.28 图C.1测量回路.30 图C.2电容器端电压和电源频率之间的关系曲线.30 图C.3放电电流波形.31 表1端子间的试验电压.10 表

5、2端子的强度试验.13 表3耐久性试验u表4破坏试验与系统安全类型的性能关系.15 表5最高允许电压.20 E GB/T 17702-2013/IEC 61071 :2007 前占百本标准按照GB/T1. 1-2009给出的规则起草。本标准代替GB/T17702. 1-1999(电力电子电容器第1部分z总则和GB/T17702. 2-1999 电力电子电容器第2部分z熔丝的隔离试验、破坏试验、自愈性试验及耐久性试验的要求。本标准与GB/T17702. 1-1999和GB/T17702. 2-1999相比主要差异如下z一一合并了GB/T17702. 1-1999和GB/T17702. 2-199

6、9的内容;一一修改了范围的内容(见第1章，GB/T17702.1一1999的第1章h一一修改了规范性引用文件的内容(见第2章，GB/T17702.1-1999的第2章); 一一增加了隔离金属化设计、特殊非隔离金属化设计、强制冷却电容器的出口液体温度、强制冷却电容器的人口液体温度、串联电阻、最大损耗功率和最大电流下的最大频率的术语和定义(见第3章); 一一删除了内部隔离器、外部熔断器的定义(见GB/T17702.2-1999的1.3); 删除了验收试验(见GB/T17702.1-1999的2.2.3); 增加了端子的机械试验(见5.14.1);一一增加了破坏试验中破坏试验与系统安全类型的性能关系

7、、直流电容器试验程序的试验方法，删除了破坏试验的试验要求(见表4、5.16.3,GB/T 17702.2-1999的2.3.3，2.3.4); 增加了元保护的电容器导则(见9.14);一一删除了原标准GB/T17702. 2二1999中附录C和附录D(见GB/T17702.2-1999的附录C、附录D)。本标准使用翻译法等同采用IEC61071 :2007(电力电子电容器以英文版)。与本标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下:一一GB31 1. 1-2013 绝缘配合第1部分定义、原则和规则(lEC60071-1: 2006和IEC 60071-1 1号修订:2010，MOD

8、)一-GB/T311.2-2013绝缘配合第2部分z使用导则(lEC60071-2:1996 ,MOD) 一-GB14048. 1-2006低压开关设备和控制设备第1部分:总则(lEC60947-1 :2001 , MOD) 一-GB/T2423.10-2008 电工电子产品环境试验第2部分z试验方法试验Fc:振动(正弦)(lEC 60068-2-6: 1995 ,IDT) 一-GB/T2423. 22-2002电工电子产品环境试验第2部分z试验方法试验N:温度变化(lEC 60068-2-14: 1984, IDT) 一-GB/T2423. 28-2005 电工电子产品环境试验第2部分z试验

9、方法试验T:锡焊CIEC 60068-2-20: 1979 , IDT) GB/T 2423. 60-2008 电工电子产品环境试验第2部分=试验方法试验U:引出端及整体安装件强度。EC60068-2-21: 2006 , IDT) 一-GB/T2423. 3-2006 电工电子产品环境试验第2部分z试验方法试验Cab:恒定湿热试验CIEC60068-2-78:2001 ,IDT) 一-GB13539.1-2008低压熔断器第1部分z基本要求(lEC60269-1 :2006,IDT) 一-GB/T16935. 1-2008 低压系统内设备用的绝缘配合第1部分z原理、要求和试验(lEC 606

10、64-1 : 2007 , IDT) 一-GB/T5169.11-2006 电工电子产品着火危险试验第11部分z灼热丝/热丝基本试验方法皿GB/T 17702-2013/IEC 61071 :2007 成品的灼热丝可燃性试验方法(lEC60695-2-11 :2000,IDT) GB/T 5169. 12-2006 电工电子产品着火危险试验第12部分z灼热丝/热丝基本试验方法材料的灼热丝可燃性试验方法(lEC60695-2-12:2000 ,IDT) 本标准对IEC61071 :2007中一些编辑性错误进行了修改za) 5.5.1中所引用的条款(见3.27)错误，应为(见3.26.2)，本标准

11、修改为(见3.26.2);b) 5.15.4中引用的条款按照第5章所述错误，应为按照5.15.2所述，本标准修改为按照5.15.2所述气c) 5.15.5中引用的条款第5章和第7章中错误，应为5.15.2和5.15.4中，本标准修改为5.15.2和5.15.4中;d) 5.16.3中如果电容器由过压力检测器保护，则使用由过压力检测器控制的断路器而不是图2中的熔断器。错误，应为圈1中的熔断器，本标准修改为国1中的熔断器气e) 在附录C的图C.2中，IEC原文为叭和VZmin，有误，应为叭和U2min，本标准修改为Uz和UZmin。为便于使用，本挥准做了下列编辑性修改z按照GB/T1. 1. -2

12、009的要求，对一些编排和书写格式进行了修改z用小数点代替原IEC标准中作为小数点的逗号，;删除了IEC61071 :2007的前言;一一将一些适用于国际标准的表述改为适用于我国标准的表述。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国电力电容器标准化技术委员会CSAC/TC4日归口。本标准负责起草单位z西安高压电器研究院有限责枉公司。本标准参加起草单位z西安西电电力电容器有限责任公司市宁波新容电器科技有限公司、深圳市三和电力科技有限公司、桂林电力电容器有限责任公司、捎博莱宝电力电容器有限公司、上梅永锦电气集团有限公司、

13、指月集团有限公司、人民电器集团有限公司。本标准主要起草人:赵鑫、田恩文、高琪、贺满潮、杨佩侠、陈才明、沈文琪、房金兰、吕韬、王瑜娟、严焕玲、刘菁、孟影、吴俊丽、魏玲艳、李兆林、马峰、赵福庆、王培波、包启树。W 本标准所代替标准的历次版本发布情况为z-GB/T 17702. 1- 1999; -一-GB/T17702. 2一19B9GB/T 17702-2013/IEC 61071 :2007 电力电子电容器范围本标准适用于电力电子设备的电容器。使用这些电容器的系统运行频率通常低于15kHz，而脉冲频率则可能达到运行频率的5倍10倍。本标准把作为部件安装在壳体中的电容器区分为交流电容器和直流电容

14、器。本标准涵盖了极广泛的电容器技术应用，如z过电压保护、直流和交流滤波、开关回路、直流储能、辅助逆变器等。本标准不适用于z一一在40Hz 24 000 Hz频率之间运行的感应加热装置用电容器(见IEC60110-1和IEC60110-2); 电动机及其类似应用的电容器(见IEC60252-1和IEC60252-2) ; 在电路中抑制电网中的一种或多种谐波用电容器s一一荧光灯和放电灯用的小型交流电容器(见IEC61048和IEC61049); 一一抑制元线电干扰用的电容器(见IEC60384-14) ; 一一标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器(见IEC60871-1和IEC60871

15、-2); 标称电压1000V及以下交流电力系统用自愈式并联电容器见IEC60831-1和IEC60831-2); 二标称电压1000V及以下交流电力系统用非自愈式并联电容器(见IEC60931-1和IEC60931-2); 一一电力电路的电子电容器;一一电力系统用串联电容器(见IEC60143); 一一藕合电容器及电容分压器见IEC60358); 微波炉电容器(见IEC61270-1) ; 一一轨道交通用电容器(见IEC61881)。应用示例在9.1中给出。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版

16、本(包括所有的修改单)适用于本文件。IEC 60068-2-6环境试验第2-6部分:试验试验Fc:振动(正弦波)Environmental testing Part 2-6: Tests-Test Fc: VibrationCsinusoidal) IEC 60068-2-14环境试验第2-14部分z试验试验N:温度的改变CEnviromental testing Part 2-14: Test-Test N: Change of temperature) IEC 60068-2-20环境试验第2-20部分E试验试验T:带导线装置的可焊接性和焊接热抵抗性的试验方法CEnviromentalte

17、sting-Part 2-20: Test-Test T: Test methods for solderability and re sistance to soldering heat of devices with leads) IEC 60068-2-21 环境试验第2-21部分z试验试验U:引出端及整体安装件强度CEnviromental testing-Part 2-21: Test-Test U: Robustness of termination and integral mounting devices mounting devices) 1 GB/T 17702-2013月

18、EC61071 :2007 IEC 60068-2-78环境试验第2-78部分z试验试验箱z湿热、稳态(Enviromentaltesting-Part 2-78:Tests:Test Cab:Damp heat,steady state) IEC 60071-1绝缘配合第1部分z定义、原理和规则(Insulationcoordination-Part 1: Defini tions, principle and rules) IEC 60071-2 绝缘配合第2部分z使用导则(Insulationcoordination-Part 2: Application guide) IEC 6026

19、9-1低压熔断器第1部分z一般要求(Low-voltagefuses-Part 1: General require ments) IEC 60664-1 低压系统内设备的绝缘配合第1部分z原则、要求和试验。nsulationcoordination for equipment with low-voltage systems - Part 1: Principes, requirements and tests) IEC 60695-2-11 着火危险试验第2-11部分二基于灼热/发热丝的试验方法最终产物灼热丝易燃性试验(Firehazard testing-Part 2-11: Glowi

20、ng/hot-wire based test methods: Glow-wire flamma bility test method for end-produets) IEC 60695-2-12着火信险试验第2-12部分z基于灼热/发热丝的试验方法材料的灼热丝可燃性指数(GWFI)试验方法Firehazard testing-Part 2-12: Glowing/hot-wire based test methods: Glow-wire flamm.ability indcx(GWFI)tcst mcthod for matcriaIsJ IEC 609471 低压开关设备和控制设备第

21、1部分:总则CLow-voltage switchgear and con trolgear-Part 1 : Gcneral rules) 3 术语和定义3. 1 下列术语和定义适用于本文件。电容器元件(或元件)capacitor elementCor element) 由电介质和被它隔开的两个电极所构成的部件。注2改写GB/T2900.1萨1996，定义3.1. 1. 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 2 电窑器单元(或单元)c叩acitorunit(or unit) 由一个或多个电容器元件组装子同一外壳中并有引出端子的总装体。注s改写GB/T2900.16-19时，定义2.2.1.

22、电睿器组capacitor bank 连接在一起共同起作用的若干电容器单元。注2改写GB/T2900. 16-1996，定义2.2.3.电窑器capacitor 在不需要表明其是元件、单元或电容器组时的一个通用术语。电容器设备capacitor equipment 用于连接到电力电子设备上的电容器单元及其附件的总装体。电力电子电窑器capacitor for power electronics 用于电力电子设备中并能在正弦和非正弦的电流和电压下连续运行的电力电容器。3. 7 3.8 3.9 GB/T 17702-20 13/IEC 61071 :2007 金属锚电容器(非自愈式)metal-f

23、oil capacitor(non-self-healing) 其电极通常由被电介质隔开的金属锚组成的电容器。注:在电介质被击穿的情况下，电容器不能自行恢复。自愈式金属化电介质电容器self-healing metallized dieletric capacitor 其至少一个电极是由粘附在电介质上的金属组成的电容器。注=在电介质被局部击穿的情况下，电容器的电气属性能够快速且基本上自行恢复，交流电容器a. c. capacitor 主要设计用于交流电压下运行的电容器。注z只有在电容器制造商授权的情况下，交流电容器才可在接近于额定值的直流电压下使用。3. 10 直流电容器d. c. capac

24、itor 主要设计用于直流电压下运行的电容器。注2只有在电容器制造商授权的情况下，直流电容器才可在规定的交流电压下使用。3.11 模型电容器model capacitor 在不降低电气、热和机械条件的严酷等级的前提下，在电气试验中模拟电容器单元或模拟元件。注1:模拟单元可以与完整单元有不同尺寸。注2:应考虑应力总和，例如温度、机械条件和电的应力总和。3. 12 内部(元件熔丝internal (element) fuse 连接在电容器单元内部，与一个元件或一组元件相串联的熔丝。注g改写GB/T2900.16-1996，定义3.1.4. 3. 13 安全器件safety devices 3. 1

25、3. 1 过压力隔离器overpressure disconnector 在电容器内部过压力异常增加时，为开断电流通路而设计的内部隔离器件。3. 13.2 过压力栓测器overpressure detector 设计用于检测内部压力异常增加，操作一个电气开关并间接切断电流通路的器件。3. 13.3 隔离金属化设计配gmentedmetallization desi伊通过一种设计方式使电介质上的金属层小部分在局部短路或击穿的情况下被隔离，以便在损失微小电容值的情况下恢复其全部功能。3. 13.4 特殊非隔离金属化设计special unsegmented metallization d回ign使

26、电介质上的金属层通过一种方式成形，在电压低于Us时能安全地自愈，除微小电容损失外，在运行中仍具有单元的全部功能。3. 14 电容器放电器件discharge device of a capacitor 一种可组装在电容器内部，当电容器从电网中断开后，在给定时间内能够将端子间电压实际降低至GB/T 17702-2013/IEC 61071 :2007 零的器件。注z改写GB/T2900.161996，定义3.1.16.3. 15 额定交流电压rated a. c. voltage UN 设计电容器时所采用的反转型波形的任一极性的最高运行峰值周期电压。注1:波形可有多种形状，示例见附录A。注2:波

27、形的平均值可以是正值或负值。注3:尤其要注意额定交流电压并不是方均根值。3.16 额定直流电压rated d. c. voltage UNIlC 设计电容器时所采用的非反转型波形的任一极性的可连续运行的最高运行峰值电压。注1:对于门极可关断晶闸管(GTO)，姐尼电容器可被视作纹波电压等于额定直流电压UN配=U，的直流电容器。至于反转电压(U.)，应由用户和制造商协商。注2:如果反转电压较小(小于10%)，可将电压波形视为非反转的，出于试验目的，应通过反转电压U，.来提高UNDC和U，.3. 17 敏波电压ripple voltage Ur 单向电压的峰到峰交流分量。3. 18 非周期冲击电压n

28、on-recurrent su咆.evoltage U. 由切换或系统中任何其他扰动所感应的峰值电压，此电压只允许持续比基本周期短的时间和出现有限的次数。3. 19 3.20 3.21 3.22 绝缘电压insulation voltage Ui 为电容器端子对壳或对地之间的绝缘而设计的正弦电压的方均根值。最大峰值电流maximum peak current I 在连续运行中出现的最大重复峰值电流。最大电流maximum c町rent1, 连续运行时的最大方均根电流。最大冲击电流maximum su唔ecuent L 由切换或系统中任何其他扰动所感应的非重复峰值电流，此电流只允许持续比基本周期

29、短的时间和出现有限的次数。4 GB/T 17702-20 13/IEC 61071 :2007 vd e mo m率回复，重阳的阳冲脉率流频电冲期脉儿周。34t 33.24 电流脉冲宽度current pulse width T 电容器从一个电压值充电或放电到另一个电压值时的电流通过时间。注g脉冲电流波形示例见附录A.3.25 谐振频率resonance frequency f , 当电容器的阻抗达到最小值时的最低频率。3.26 工作周期duty cycle 3.26. 1 连续工作continuous duty 电容器大部分时间处于热平衡状态的运行时间。3.26.2 间歇工作intermit

30、tent duty 不连续的工作或在以通/断或高/低周期及其持续时间来表示的变动负荷下的运行。3.27 最高运行温度highest operating temperature 在热平衡状态下电容器外壳最热点的温度。3.28 最低运行温度lowest operating temperature 8tnin 电容器可通电的最低电介质温度。3.29 外壳温升container temperature rise 6.8，回国外壳最热点温度和玲却空气温度之差。3.30 冷却空气温度cooling-air temperature 8.mb 在稳定状态条件下，在电容器最热位置的两单元之间的中点所测得的冷却空

31、气的温度。注2如果只涉及一个单元，则为距电容器外壳大约0.1m和距基底三分之二高度处所测得的温度。3.30.1 强制冷却电容器的出口液体温度outlet f1uid temperature for forced-cooled capacitors 当冷却液体离开电容器时，在其最热点处测量的温度。3.30.2 强制冷却电容器的入口班体温度inlet f1uid temperature for forced-cooled capacitors 在液体人口通道中间且不被电容器热损耗影响的点处所测得的冷却液体温度。5 GB/T 17702-20 13/IEC 61071 :2007 3.31 最高运行

32、温度maximum operating temper皿ure(max 电容器可以运行的外壳最高温度。3.32 稳定就态条件steady-state conditions 电容器在恒定的输出和恒定的冷却空气温度下所达到的热平衡。3.33 电容器的损耗capacitor losses 电容器所消耗的有功功率。GB/T 2900.16-1996，定义2.3.22J注2除非另有说明，电容器的损耗应理解为包括作为电容器组成部分的熔丝和放电电阻器的损耗。在高频下，电容器的损耗主要是由连接件、接触点和电极产生的损耗。3.34 电容器的损耗角正切tangent of the loss angle of a c

33、apacitor tan 在规定的正弦交流电压、频率和温度下电容器的等效串联电阻和容抗之间的比值。注:改写GB/T2900.16-1996，定义2.3.23.tan=R阳C=tand十RsC式中ztand一一电介质损起因数。3.35 电容器的等效串联电阻equivalent series resistance of a capacitor R.r 一个有效电阻，当串联连接于一个理想电容器、其电容值与所探讨的电容器的电容值相等时，在规定运行条件下，其产生的损耗功率与在电容器内消耗的有功功率相等。3.36 3.37 串联电阻seri四resistanceRs 在规定运行条件下电容器的导体有效欧姆电

34、阻。最大提辑功率maximum power loss Pmax 电容器可在最高外壳温度下运行的最大功率损耗。3.38 最大损耗功率和最大电流下的最高频率maximum frequency for maximum power loss and maxi-mum current 6 12 在电容器中最大电流(lm皿)下产生最大损耗功率CPmax)时的频率。注z关于对力的解释见附录B.GB/T 17702-20 13/IEC 61071 :2007 4 使用条件4. 1 正常使用条件本标准给出了拟在下述条件下使用电容器的要求。4. 1. 1 海拨除非必须考虑对流冷却和外部绝缘的影响，海拔不应超过1000 mD 注2如果海拔超过1000m，则应考虑海拔对于对流冷却和外绝缘的影响，4. 1.2 运行温度(皿电容器能够运行的外壳温度(8max)上限通常从45.C、55c、70c和85c中选取。不同的最高运行温度则应由制造商和用户协商。4. 1. 3 强制冷却下的运行温度如果拟以流动媒质对电容器进行强制冷却，应遵守4.1.2中规定的运行温度条件。考虑到流体带度，应对冷却流体的最低人口温度进行定义。规定冷却媒质的较高温度限值有两种方法，或采用人口冷却流体温度，或采用出口冷却流体温度。除非另有协议，选用哪种方法应由电容器制造商决定。