TIÊU CHUẨN QUỐC\r\nGIA

TCVN 8083-2:2013

IEC 60831-2:1995

TỤ\r\nĐIỆN CÔNG SUẤT NỐI SONG SONG LOẠI TỰ PHỤC HỒI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU\r\nCÓ ĐIỆN ÁP DANH ĐỊNH ĐẾN VÀ BẰNG 1000V – PHẦN 2: THỬ NGHIỆM LÃO HÓA, THỬ NGHIỆM\r\nTỰ PHỤC HỒI VÀ THỬ NGHIỆM PHÁ HỦY

Shunt power capacitors\r\nof the self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and\r\nincluding 1000V – Part 2: Ageing test, self-healing test and destruction test

Lời nói đầu

TCVN 8083-2:2013 hoàn toàn tương đương với\r\nIEC 60831-2:1995;

TCVN 8083-2:2013 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc\r\ngia TCVN/TC/E1 Máy điện và khí cụ điện biên soạn, Tổng cục Tiêu\r\nchuẩn Đo lượng Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ Tiêu chuẩn TCVN 8083 (IEC 60831) Tụ\r\nđiện công suất nối song song dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh\r\nđịnh đến và bằng 1000V gồm các phần sau:

TCVN 8083-1:2009 (IEC 60831-1:2002), Phần 1:\r\nYêu cầu chung

TCVN 8083-2:2013 (IEC 60831-2:1995), Phần 2:\r\nThử nghiệm lão hóa, thử nghiệm tự phục hồi và thử nghiệm phá hủy.

TỤ ĐIỆN CÔNG SUẤT NỐI\r\nSONG SONG LOẠI TỰ PHỤC HỒI DÙNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU CÓ ĐIỆN ÁP DANH\r\nĐỊNH ĐẾN VÀ BẰNG 1000V – PHẦN 2: THỬ NGHIỆM LÃO HÓA, THỬ NGHIỆM TỰ PHỤC HỒI VÀ\r\nTHỬ NGHIỆM PHÁ HỦY

Shunt power\r\ncapacitors of the self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up\r\nto and including 1000V – Part 2: Ageing test, self-healing test and destruction\r\ntest

Mục 1: Qui định chung

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các tụ điện thuộc\r\nphạm vi áp dụng của IEC 60831-1 và đưa các yêu cầu đối với thử nghiệm lão hóa,\r\nthử nghiệm tự phục hồi và thử nghiệm phá hủy.

CHÚ THÍCH: Việc đánh số điều và điều nhỏ\r\ntrong tiêu chuẩn này tương ứng với IEC 60831-1.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn dưới đây là cần thiết\r\nđể áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu có ghi năm công bố, chỉ áp dụng\r\ncác bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố, áp dụng bản mới\r\nnhất (kể cả các sửa đổi).

IEC 60241:1968, Fuses for domestic and\r\nsimilar purpeses (Cầu chảy dùng trong nhà và các mục đích tương tự)

IEC 60831-1:1988[1],\r\nShunt power capacitors of the self-healing type for a.c systems having a rated\r\nvoltage up to and including 660V – Part 1: General – Performance, testing and\r\nrating – Safety requirements – Guide for installation and operation (Tụ điện\r\ncông suất nối song song kiểu tự phục hồi dùng cho hệ thống điện có điện áp danh\r\nđịnh đến và bằng 660V – Phần 1: Qui định chung – Tính năng, thử nghiệm và thông\r\nsố đặc trưng – Yêu cầu an toàn – Hướng dẫn lắp đặt và vận hành) Amendment\r\n1:1991 và Amendment 2: 1993.

IEC 60871-1:1987[2],\r\nShunt capacitors for a.c. power systems having a rated voltage above 660V –\r\nPart 1: General – Performance, testing and rating – Safety requirements – Guide\r\nfor installation and operation (Tụ điện công suất nối song song dùng cho hệ\r\nthống điện xoay chiều có điện áp danh định lớn hơn 660V – Phần 1: Qui định\r\nchung – Tính năng, thử nghiệm và thông số đặc trưng – Yêu cầu an toàn – Hướng\r\ndẫn lắp đặt và vận hành)

Amendment 1:1991

IEC 60931-1:1989[3],\r\nShunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c. systems havign a\r\nrated voltage up to and including 660V – Part 1: General – Performance, testing\r\nand rating – Safety requirements – Guide for installation and operation (Tụ\r\nđiện công suất nối song song dùng cho hệ thống điện xoay chiều có điện áp danh\r\nđịnh đến và bằng 660V – Phần 1: Qui định chung – Tính năng, thử nghiệm và thông\r\nsố đặc trưng – Yêu cầu an toàn – Hướng dẫn lắp đặt và vận hành)

Amendment 1:1991

Mục 2: yêu cầu về\r\nchất lượng và thử nghiệm

17. Thử nghiệm hóa

17.1. Ổn định

Nhiệt độ của vỏ bọc trong quá trình thử\r\nnghiệm lão hóa phải là nhiệt độ trung bình cao nhất trong 24h (xem Bảng 1, IEC\r\n60831-1) cộng với chênh lệch giữa nhiệt độ đo được của vỏ bọc và nhiệt độ không\r\nkhí làm mát ghi được ở cuối thử nghiệm ổn định nhiệt được thực hiện trên khối\r\nđồng nhất.

Hai phương pháp thử nghiệm được nêu dưới đây\r\nnhằm đảm bảo rằng nhiệt độ vỏ bọc của tụ điện được duy trì không đổi trong suốt\r\nthử nghiệm.

Hai phương pháp này được coi là tương đương\r\nnhau.

Tụ điện không được che kín thì phải được thử\r\nnghiệm trong không khí có lưu thông cưỡng bức.

17.1.1. Thử nghiệm trong không khí có lưu\r\nthông cưỡng bức

Tụ điện phải được lắp đặt trong hộp trong đó\r\nkhông khí gia nhiệt được lưu thông với vận tốc sao cho sự thay đổi nhiệt độ tại\r\nđiểm bất kỳ trong hộp không được vượt quá ±\r\n2^oC. Phần tử nhạy của bộ điều nhiệt điều chỉnh nhiệt độ trong hộp tụ\r\nđiện phải được đặt trên bề mặt của vỏ tụ tại điểm có chiều cao 3/4.

Tụ điện phải được đặt theo tư thế thẳng đứng\r\nvới các đầu nối hướng lên trên.

Khi nhiều tụ điện được thử nghiệm cùng nhau,\r\nchúng phải được đặt cách nhau một khoảng thích hợp để có đủ sự đồng đều về\r\nnhiệt độ.

Sau khi đặt tụ điện trong hộp chưa được gia\r\nnhiệt, bộ điều nhiệt phải được đặt ở nhiệt độ bằng với nhiệt độ chỉ ra trong\r\n17.1.

Sau đó, khi chưa đóng điện cho tụ điện, hộp\r\nphải đạt được sự ổn định nhiệt, sự ổn định nhiệt được coi là đạt được khi nhiệt\r\nđộ vỏ tụ điện đạt đến nhiệt độ qui định với dung sai là ± 2^oC.

Sau đó tụ điện được đóng điện với điện áp qui\r\nđịnh trong điểm a) của 17.2.

17.1.2. Thử nghiệm trong bể chất lỏng

Khối tụ điện được ngâm trong bình chứa đổ đầy\r\nchất lỏng, mà bằng cách gia nhiệt thích hợp, được giữ ở nhiệt độ qui định trong\r\n17.1 trong suốt thời gian thử nghiệm.

Nhiệt độ này được duy trì với sự thay đổi lớn\r\nnhất cho phép là ± 2^oC.

Cần thận trọng để đảm bảo rằng nhiệt độ các\r\nvùng xung quanh tụ điện cũng nằm trong các giới hạn này.

Tụ điện không được đóng điện cho đến khi nó\r\nđạt đến nhiệt độ của bể chất lỏng.

Sau đó tụ điện được đóng điện với điện áp qui\r\nđịnh trong điểm a) của 17.2.

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp cách điện của đầu\r\nnối hoặc cách điện của cáp gắn cố định với tụ điện là vật liệu có thể bị hỏng\r\ndo chất lỏng gia nhiệt, thì cho phép tụ điện được bố trí theo cách sao cho các\r\nđầu nối hoặc cáp này chỉ vừa nhô lên khỏi bề mặt của chất lỏng.

17.2. Trình tự thử nghiệm

Trước khi thử nghiệm, điện dung phải được đo\r\nnhư qui định trong 7.1 của IEC 60831-1.

Trình tự thử nghiệm theo ba bước như sau:

a) Tụ điện phải được đóng điện với điện áp\r\nbằng 1,25U_N trong 750h.

b) Sau đó tụ điện phải chịu 1000 chu kỳ phóng\r\nđiện gồm:

- nạp điện cho tụ đến điện áp một chiều bằng\r\n2U_N;

- phóng điện cho tụ thông qua một điện cảm\r\nbằng:

Trong đó

Cáp dùng cho mạch điện bên ngoài và điện cảm\r\nphải có tiết diện thích hợp với dòng điện lớn nhất cho phép (xem Điều 21 của\r\nIEC 60831-1).

Thời gian của mỗi chu kỳ phải tối thiểu là\r\n30s.

c) Lặp lại điểm a).

Trong toàn bộ trình tự thử nghiệm, nhiệt độ\r\ncủa vỏ bọc phải được duy trì bằng nhiệt độ chỉ ra trong 17.1.

Trong trường hợp tụ điện ba pha, bước thứ\r\nnhất và bước thứ ba của trình tự thử nghiệm (điểm a) và điểm c)) phải được thực\r\nhiện với tất cả các pha đều được đóng điện ở điện áp 1,25U_N. Điều\r\nnày có thể đạt được bằng cách sử dụng nguồn ba pha, hoặc bằng cách dùng nguồn\r\nmột pha và điều chỉnh các đấu nối bên trong của tụ điện.

Tuy nhiên, bước thứ hai của trình tự thử\r\nnghiệm (điểm b) chỉ được thực hiện trên hai pha. Trong trường hợp nối sao, cần\r\nđiều chỉnh các đấu nối bên trong của tụ điện hoặc phải tăng điện áp từ 2U_N\r\nlên thành 2,31U_N.

17.3. Yêu cầu thử nghiệm

Trong suốt thử nghiệm, không được có phóng\r\nđiện đánh thủng, gián đoạn hoặc phóng điện bề mặt.

Sau khi kết thúc thử nghiệm tụ điện phải được\r\nđể nguội và nhiệt độ môi trường, và khi đó đo điện dung trong các điều kiện\r\ntương tự như trước khi thử nghiệm.

Thay đổi điện dung lớn nhất cho phép so với\r\ngiá trị đo được trước khi thử nghiệm phải là 3% lấy trung bình trên tất cả các\r\npha và 5% trên mỗi pha.

Thử nghiệm điện áp giữa đầu nối và vỏ chứa\r\nphải được thực hiện với các quy trình giống như quy định trong 10.1 của IEC\r\n60831-1

Thử nghiệm độ kín phải được lặp lại như qui\r\nđịnh trong Điều 12 của IEC 60831-1.

18. Thử nghiệm tự\r\nphục hồi

Thử nghiệm này có thể được thực hiện trên\r\nkhối tụ điện hoàn chỉnh, trên một phần tử tách rời hoặc trên một nhóm các phần\r\ntử là một phần của khối tụ điện, với điều kiện là phần tử hoặc các phần tử cần\r\nthử nghiệm là đồng nhất với các phần tử được sử dụng trong khối tụ điện và các\r\nđiều kiện của chúng là giống với các điều kiện mà chúng có trong khối tụ điện.\r\nViệc lựa chọn do nhà chế tạo thực hiện.

Tụ điện hoặc phần tử phải chịu điện áp xoay\r\nchiều bằng 2,15U_N trong 10s.

Nếu trong khoảng thời gian này xảy ra ít hơn\r\n5 lần phóng điện đánh thủng thì điện áp phải được tăng chậm cho đến khi xảy ra\r\n5 lần phóng điện đánh thủng tính từ khi bắt đầu thử nghiệm hoặc cho đến khi\r\nđiện áp đạt đến 3,5 lần điện áp danh định.

Nếu có ít hơn 5 lần phóng điện đánh thủng xảy\r\nra khi điện áp đạt đến 3,5U_N, thử nghiệm có thể được tiếp tục cho\r\nđến khi xảy ra 5 lần phóng điện đánh thủng hoặc có thể dừng thử nghiệm và được\r\nlặp lại trên các khối tụ điện hoặc các phần tử khác đồng nhất, nhà chế tạo có\r\nquyền lựa chọn cách thực hiện.

Trước và sau thử nghiệm, điện dung phải được\r\nđo và giá trị này không được có thay đổi đáng kể.

CHÚ THÍCH 1: Phóng điện đánh thủng trong quá\r\ntrình thử nghiệm có thể được phát hiện bằng máy hiện sóng hoặc bằng thử nghiệm\r\nâm thanh hoặc thử nghiệm tần số cao.

Cụ thể, có thể sử dụng các thiết bị thử\r\nnghiệm phóng điện tự phục hồi như thể hiện trong Phụ lục A.

CHÚ THÍCH 2: Thử nghiệm được thực hiện trên\r\nmột phần của khối tụ điện có thể tạo thuận lợi cho việc phát hiện phóng điện\r\nđánh thủng tự phục hồi.

CHÚ THÍCH 3: Đối với tụ điện nhiều pha, điện\r\náp thử nghiệm cần được điều chỉnh tương ứng.

CHÚ THÍCH 4: Khi so sánh kết quả của phép đo\r\nđiện dung đạt được trước và sau thử nghiệm, cần tính đến hai yếu tố sau:

a) độ lặp lại của phép đo;

b) thực tế là sự thay đổi điện môi bên trong\r\ncó thể gây ra thay đổi nhỏ về điện dung mà không phương hại đến tụ điện.

19. Thử nghiệm phá\r\nhủy

19.1. Trình tự thử nghiệm

Thử nghiệm phải được thực hiện trên khối tụ\r\nđiện. Nếu cần phải ngắt điện trở phóng điện ra để tránh nổ tụ.

Cho phép sử dụng tụ điện đã qua thử nghiệm\r\nlão hóa.

Đối với các tụ điện nhiều pha, thử nghiệm chỉ\r\nđược thực hiện giữa hai đầu nối. Trong trường hợp đấu nối tam giác ba pha, hai\r\nđầu nối phải được nối tắt. Đối với đấu nối sao không được có đầu nối nào được\r\nnối tắt.

Nguyên tắc của thử nghiệm này nhằm đẩy mạnh\r\ncác hỏng hóc trong các phần tử bằng điện áp một chiều và sau đó kiểm tra đáp\r\nứng của tụ điện khi đặt điện áp xoay chiều.

Tụ điện phải được lắp đặt trong lò không khí\r\nlưu thông có nhiệt độ bằng với nhiệt độ không khí môi trường lớn nhất theo cấp\r\nnhiệt độ của tụ điện.

Khi tất cả các phần tử của tụ điện đạt đến\r\nnhiệt độ của lò thì phải thực hiện trình tự thử nghiệm sau với mạch điện cho\r\ntrên Hình 1.

a) Với cơ cấu đóng cắt lựa chọn được đặt ở vị\r\ntrí 1 và a tương ứng, nguồn điện áp xoay chiều được đặt ở 1,3U_N và\r\nghi lại dòng điện qua tụ điện.

b) Nguồn một chiều được đặt đến 10U_N.\r\nSau đó cơ cấu đóng cắt H được đặt ở vị trí 2 và điện trở biến thiên được điều\r\nchỉnh để có dòng điện ngắn mạch một chiều là 300mA.

c) Cơ cấu đóng cắt H được chuyển sang vị trí\r\n3, K được chuyển sang vị trí b để đặt điện áp thử nghiệm một chiều vào tụ điện\r\nvà được duy trì cho đến khi vôn mét chỉ thị xấp xỉ zero trong 3s đến 5s.

d) Sau đó K được đặt trở về vị trí a để đặt\r\nđiện áp thử nghiệm xoay chiều lên tụ điện trong khoảng thời gian 3 min và khi\r\nđó ghi lại giá trị dòng điện.

Có thể đạt được các điều kiện dưới đây:

- cả ampe mét I và vôn mét U đều chỉ giá trị\r\nzero. Trong trường hợp này phải kiểm tra lại cầu chảy. Nếu cầu chảy bị nổ thì\r\nphải đặt lại cầu chảy.Sau đó đặt điện áp xoay chiều lên tụ điện và nếu cầu chảy\r\nlại bị nổ thì dừng thử nghiệm. Nếu cầu chảy không bị nổ, tiếp tục qui trình gồm\r\nđặt vào tụ điện một điện áp một chiều và xoay chiều như qui định trong điểm c)\r\nvà d) chỉ sử dụng cơ cấu đóng cắt K;

- dòng điện chỉ thị bởi ampe mét I thấp hơn\r\n66% giá trị ban đầu và vôn mét U chỉ thị 1,3U_N. Trong trường hợp\r\nnày, dừng qui trình.

- dòng điện chỉ thị bởi ampe mét I lớn hơn\r\n66% giá trị ban đầu. Trong trường hợp này, tiếp tục qui trình (đặt điện áp một\r\nchiều-xoay chiều).

Khi qui trình bị dừng lại, tụ điện được để\r\nnguội về nhiệt độ môi trường và thực hiện thử nghiệm điện áp giữa đầu nối và vỏ\r\nchứa theo 10.1 của IEC 60831-1 bằng cách đặt điện áp xoay chiều 1500V.

Hình 1 – Mạch điện để\r\nthực hiện thử nghiệm phá hủy

Dòng điện ngắn mạch nhỏ nhất của máy phát\r\nxoay chiều phải là 2000A ở các đầu nối tụ điện.

Phải sử dụng cầu chảy chậm sau phù hợp với\r\nIEC 60241.

Dòng điện danh định I_F của\r\ncầu chảy phải được tính bằng công thức sau:

I_F = KI ± 10%, tính bằng ampe (A)

trong đó

Q = Q_N, tính bằng kilovar (kvar),\r\ntrong trường hợp tụ điện một pha;

Q = 2/3Q_N, tính bằng kilovar\r\n(kvar), trong trường hợp tụ điện ba pha nối tam giác với hai đầu nối được nối\r\nvới nhau hoặc tụ điện ba pha nối sao chỉ với hai đầu nối được nối. (Điều này là\r\nbởi vì điện áp thử nghiệm phải được điều chỉnh khi thực hiện thử nghiệm, xem\r\nchú thích dưới đây);

I = I_N, tính bằng ampe (A),\r\ntrong trường hợp tụ điện một pha hoặc tụ điện ba pha nối sao;

, tính bằng ampe\r\n(A), trong trường hợp tụ điện ba pha nối tam giác với hai đầu nối được nối với\r\nnhau.

Trong trường hợp bất kỳ, K không được nhỏ hơn\r\n2 và không được lớn hơn 10.

CHÚ THÍCH: Đối với tụ điện ba pha nối sao,\r\nđiện áp thử nghiệm một pha đặt lên hai đầu nối bất kỳ sẽ được điều chỉnh bởi hệ\r\nsố duy nhất . Đối với mức điện áp thử nghiệm 1,3 I_N,\r\nđiện áp điều chỉnh trong trường hợp này sẽ bằng (xấp\r\nxỉ 1,5 I_N).

19.2. Yêu cầu thử nghiệm

Khi kết thúc thử nghiệm, vỏ bọc của từng tụ\r\nđiện phải còn nguyên vẹn, ngoại trừ hoạt động bình thường của lỗ thông gió hoặc\r\như hại nhỏ của vỏ bọc (ví dụ nứt) là được phép với điều kiện thỏa mãn các yêu\r\ncầu sau:

a) Vật liệu lỏng thoát ra có thể làm ướt bề\r\nmặt tụ điện nhưng không được phép nhỏ thành giọt.

b) Vỏ tụ điện có thể bị biến dạng hoặc hỏng\r\nnhưng không vỡ;

c) Ngọn lửa và/hoặc các vật cháy đỏ không\r\nđược thoát ra từ các lỗ hở.

Điều này được kiểm tra bằng cách bọc tụ điện\r\ntrong mảnh vải gạc (vải thưa). Cháy hoặc nóng cháy vải gạc được coi là không\r\nđáp ứng tiêu chí này.

d) Kết quả của thử nghiệm điện môi giữa đầu\r\nnối và vỏ chứa với điện áp 1500V trong 10s phải thỏa đáng.

CHÚ THÍCH: Phát thải khói quá mức trong quá\r\ntrình thử nghiệm cũng có thể gây nguy hiểm.

Phụ\r\nlục A

(tham\r\nkhảo)

Thiết bị thử nghiệm phóng điện tự phục hồi

Cho phép sử dụng các phương pháp khác.

Hình A.1

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Mục 1: Qui định chung

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

Mục 2: Yêu cầu về chất lượng và thử nghiệm

17. Thử nghiệm lão hóa

18. Thử nghiệm tự phục hồi

19. Thử nghiệm phá hủy

Phụ lục A (tham khảo) – Thiết bị thử nghiệm\r\nphóng điện tự phục hồi