（免費下載）GB/T 3667.1-2016 交流電動機電容器 第1部分：總則 性能、試驗和額定值 安全要求 安裝和運行導則
1 范圍和目的
1 范圍和目的
本部分適用于擬連接到由頻率為100Hz及以下的單相系統(tǒng)供電的異步電動機繞組的電動機電容器，以及與三相異步電動機連接從而使這種電動機可以由單相系統(tǒng)來供電的電容器。
本部分適用于浸漬或不浸漬的電容器。這些電容器用紙、塑料薄膜或兩者復合作為介質(zhì)，采用金屬化或金屬箔電極，額定電壓為660V及以下。
電動機起動電容器將納入GB／T 3667.2中。
注：本部分不適用于下列電容器：
——標稱電壓1000V及以下交流電力系統(tǒng)用自愈式并聯(lián)電容器(見IEC 60831-1)；
——標稱電壓1000V及以下交流電力系統(tǒng)用非自愈式并聯(lián)電容器(見IEC 60931-1)；
——標稱電壓1000V以上交流電力系統(tǒng)用并聯(lián)電容器(見IEC 60871-1)；
——在頻率為50kHz下運行的感應加熱裝置用電容器(見IEC 60110-1)；
——串聯(lián)電容器(見IEC 60143)；
——耦合電容器及電容分壓器(見IEC 60358)；
——電力電子回路用電容器(見IEC 61071)；
——熒光燈和放電燈用小型交流電容器(見IEC 61048)；
——抑制無線電干擾用電容器；
——擬用于各種電氣設備中作為其部件的電容器；
——擬在疊加有直流電壓的交流電壓下使用的電容器。
本部分目的是：
a) 闡述關于性能、試驗和額定值的統(tǒng)一規(guī)則。
b) 闡述特定的安全規(guī)則。
c) 提供安裝和運行導則。
2 規(guī)范性引用文件
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB 4208-2008 外殼防護等級(IP代碼)(IEC 60529：2001，IDT)
ISO 4046-4：2002 紙、紙板、紙漿及其術語 詞匯 紙和紙板的等級和加工產(chǎn)品(Paper，board，pulps and related terms-Vocabulary-Paper and board grades and converted products)
IEC 60062 電阻器和電容器的標志代碼(Marking codes for resistors and capacitors)
IEC 60068-2(所有部分) 環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法(Environmental testing-Part 2：Tests)
IEC 60068-2-6 環(huán)境試驗 第2-6部分：試驗方法 試驗Fc：振動(正弦)[Environmental testing-Part 2-6：Tests-Test Fc：Vibration(sinusoidal)]
IEC 60068-2-20 環(huán)境試驗 第2-20部分：試驗方法 試驗T：帶導線裝置的可焊接性和焊接熱抵抗性的試驗方法(Environmental testing-Part 2-20：Tests-Test T：Test methods for solderability and resistance to soldering heat of devices with leads)
IEC 60068-2-21 環(huán)境試驗 第2-21部分：試驗方法 試驗U：引出端及整體安裝件強度(Envi-ronmental testing-Part 2-21：Tests-Test U：Robustness of terminations and integral mounting de-vices)
IEC 60068-2-78 環(huán)境試驗 第2-78部分：試驗方法 試驗Cab：恒定濕熱試驗(Environmental testing-Part 2-78：Tests-Test Cab：Damp heat，steady state)
IEC 60112 固體絕緣材料耐電痕化指數(shù)和相比電痕化指數(shù)的測定方法(Method for the determi-nation of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials)
IEC 60309-1：2012 工業(yè)用插頭插座和耦合器 第1部分：通用要求(Plugs，socket-outlets and couplers for industrial purposes-Part 1：General requirements)
IEC 60695-2-10 著火危險試驗 第2-10部分：灼熱絲／熱絲基本試驗方法 灼熱絲裝置和通用試驗方法(Fire hazard testing-Part 2-10：Glowing／hot—wire based test methods-Glow-wire apparatus and common test procedure)
IEC 60695-2-11 著火危險試驗 第2-11部分：灼熱絲／熱絲基本試驗方法 成品的灼熱絲可燃性試驗方法(Fire hazard testing-Part 2-11：Glowing／hot-wire based test methods-Glowwire flamma-bility test method for end products)
3 術語和定義
3.1
電動機運行電容器 motor running capacitor
一種用來與電動機輔助繞組相連接，以幫助電動機起動并改善在運行狀況下的轉(zhuǎn)矩的電力電容器。
注：運行電容器通常與電動機繞組永久性連接，并在電動機整個運行期間均處于回路中。在起動期間，如果電動機電容器與起動電容器并聯(lián)，則有助于電動機的起動。
3.2
電動機起動電容器 motor starting capacitor
一種向電動機輔助繞組提供超前電流，且當電動機一旦正常運轉(zhuǎn)，即從電路中斷開的電力電容器。
3.3
金屬箔電容器 metal foil capacitor
一種電極由介質(zhì)隔開的金屬箔或金屬帶構(gòu)成的電容器。
3.4
金屬化電容器 metallized capacitor
一種其電極是由蒸鍍在介質(zhì)上的金屬層所構(gòu)成的電容器。
3.5
自愈式電容器 self-healing capacitor
一種在介質(zhì)局部擊穿后其電氣性能可迅速且實質(zhì)上自行恢復的電容器。
3.6
隔離膜電容器 The segmented film capacitor
在至少一層金屬化膜涂層上具有重復圖案的金屬化電容器，設計成用來隔離電介質(zhì)上發(fā)生局部擊穿的電容器部分。
3.7
電容器的放電器件 discharge device of a capacitor
一種可裝于電容器內(nèi)部或外部的器件，當電容器從電網(wǎng)斷開后能在給定的時間內(nèi)將引出端子間的電壓降低到接近于零。
3.8
連續(xù)運行 continuous operation
在電容器的正常壽命期內(nèi)無時間限制的一種運行。
3.9
運行等級 class of operation
設計電容器時采用的運行等級，即在額定負荷條件、額定電壓、規(guī)定溫度和額定頻率下最小的預期累計壽命。
注1：已經(jīng)預見的四種等級
A級-30000h；
B級-10000h；
C級-3000h；
D級-1000h。
這些運行等級表示在電容器壽命期間可能故障概率不超過3％。
考慮的故障有：短路、斷路、液體滲漏、電容變化超過額定公差范圍的10％。
電容器可以有不止一個與電壓相對應的運行等級。
注2：運行等級是統(tǒng)計值(大數(shù)定律)：取自一個有限數(shù)量的數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)換為整體數(shù)量的數(shù)據(jù)或甚至一批電容器的數(shù)據(jù)是不可能的。購買方和制造方應對實際故障率可能大于3％這一事項達成一致意見。
3.10
最低允許電容器運行溫度 minimum permissible capacitor operating temperature
在投入瞬間，電容器外殼表面的最低允許溫度。
3.11
最高允許電容器運行溫度 maximum permissible capacitor operating temperature
tc
在運行期間，電容器外殼表面最熱區(qū)域的最高允許溫度。
3.12
電容器的額定電壓 rated voltage of a capacitor
UN
設計電容器時采用的交流電壓的方均根值。
3.13
電容器的額定頻率 rated frequency of a capacitor
fN
設計電容器時采用的最高頻率。
3.14
電容器的額定電容 rated capacitance of a capacitor
CN
設計電容器時采用的電容值。
3.15
電容器的額定電流 rated current of a capacitor
IN
設計電容器時在額定電壓和額定頻率下的交流電流的方均根值。
3.16
電容器的額定容量 rated output of a capacitor
QN
由額定電容、額定頻率和額定電壓(或電流)計算得出的無功功率。
3.17
電容器的損耗 capacitor losses
電容器所消耗的有功功率。
注：除非另有說明，電容器的損耗應理解為包括作為電容器組成部分的熔絲和放電電阻的損耗。
3.18
電容器的損耗角正切 tangent of loss angle(tan delta)of a capacitor
tanδ
在規(guī)定的正弦交流電壓和頻率下，電容器的等值串聯(lián)電阻與容抗之比值。
3.19
容性泄漏電流(僅適用于金屬外殼的電容器) capacitive leakage current(only for capacitors with a metal case)
當電容器由具有中性點接地的交流電源系統(tǒng)施加電壓時，在連接于金屬外殼與地之間的導體中流過的電流。
3.20
電容器類型 type of capacitor
當電容器具有相似的結(jié)構(gòu)形式、相同的結(jié)構(gòu)、相同的額定電壓、相同的氣候類別及相同的運行方式時，被認為是同類型的。同類型電容器僅可以在額定電容和尺寸上不同。引出端子和安裝件之間的較小差異是允許的。
注：相同結(jié)構(gòu)包括介質(zhì)材料、介質(zhì)厚度以及外殼類型(金屬或塑料)等相同。
3.21
電容器式樣 model of capacitor
當電容器是相同的結(jié)構(gòu)且在公差范圍內(nèi)具有相同功能特征和尺寸特征，并因此可互換時，被認為是同式樣的。
3.22
安全防護等級 class of safety protection
安全防護等級用下列四種代碼中的一種來表示，并標志在電容器上。
3.22.1
(S0)安全防護等級 (S0) class of safety protection
該安全防護等級表示該類電容器無專門的故障保護。
注1：以前被稱作P0。
3.22.2
(S1)安全防護等級 (S1) class of safety protection
該安全防護等級表示該類型電容器設計成失效時可呈開路狀態(tài)或短路狀態(tài)，并且具有防火和防爆保護。
注1：合格與否以5．16．3和5．16．5所述的試驗來檢驗。
注2：以前被稱作P1。
3.22.3
(S2)安全防護等級 (S2) class of safety protection
該安全防護等級表示該類型電容器設計成失效時僅呈開路狀態(tài)，并且具有防火和防爆保護。
注1：合格與否以5．16．3和5．16．5所屬的試驗來檢驗。
注2：以前被稱作P2。
3.22.4
(S3)安全防護等級 (S3) class of safety protection
該安全防護等級表示的電容器為3．6定義的隔離膜結(jié)構(gòu)。
注：要求該類型電容器在小的剩余電容(＜1％CN)下失效，并且具有防火和防爆保護。合格與否以5．16．4和5．16．6所述的試驗來檢驗。
4 使用條件
4.1 正常使用條件
本部分對擬在下列條件下使用的電容器給出了要求：
a) 海拔：不超過2000m。
b) 施加電壓時電容器上的剩余電壓：應不超過額定電壓的10％(見7.4的注)。
c) 污穢：本部分范圍所包括的電容器是為在輕度污穢的大氣下運行而設計的。
注：IEC尚未確定“輕度污穢”的定義。一旦IEC確定了此定義，即將其納入本部分。
d) 運行溫度：在—40℃和＋100℃之間(見3.10和3.11)。
優(yōu)先的最低和最高允許電容器運行溫度如下：
——最低溫度：—40℃，—25℃，—10℃和0℃；
——最高溫度：55℃，70℃，85℃和100℃。
電容器應適于在低至—25℃或最低運行溫度(取較低者)下運輸和貯存，對其質(zhì)量不得有不利的影響。
e) 濕熱嚴酷度：在4天和56天之間，優(yōu)先的嚴酷度為21天。
(濕熱嚴酷度應從IEC 60068-2-78所列值中選取，即：4天、10天、21天和56天)。
電容器按氣候類別分類，每一氣候類別用最低和最高允許電容器運行溫度和濕熱嚴酷度來表示，即10／70／21表示最低和最高允許電容器運行溫度為—10℃和70℃，濕熱嚴酷度為21天。
4.2 優(yōu)先電容偏差
優(yōu)先電容偏差為：±5％，±10％和±15％。
允許采用不對稱偏差，但偏差不得超過15％。
5 質(zhì)量要求和試驗
5.5 損耗角正切測量
損耗角正切的限值及測量頻率應由制造方規(guī)定。
5.6 外觀檢查
產(chǎn)品狀況、加工工藝、標志及表面處理應良好，標志在電容器壽命期內(nèi)應清晰。
5.7 引出端子間的電壓試驗
在型式試驗時，應對電容器進行表2中規(guī)定的交流電壓試驗。試驗應在額定頻率的近似正弦波電壓下進行。可在50Hz或60Hz下進行試驗。
制造方也可選擇用較高頻率進行試驗。
表2 試驗電壓
| 運行方式 | 電容器類型 | 試驗電壓與額定電壓之比 | 型式試驗時間s |
| 連續(xù) | 非自愈式電容器 | 2.15 | 60 |
| 自愈式電容器 | 2.0 | 60 |
對于例行試驗，表2中的試驗時間可由60s減少到2s。
應不發(fā)生閃絡或永久性擊穿，對于金屬化電容器可以發(fā)生自愈。
當電容器是由多個部分組成的，則每一部分均應按表2單獨進行試驗。
5.8 引出端子與外殼間的電壓試驗
電容器應能承受施加于引出端子(連接在一起)與外殼之間的、盡可能接近額定頻率的、方均根值為如下規(guī)定的近似正弦波交流電壓，歷時60s，應不發(fā)生擊穿：
2UN＋1000V，但不得低于2000V。
如果電容器外殼為絕緣材料，則在型式試驗時，試驗電壓應施加在引出端子與金屬支架之間(若有時)，或加在引出端子與緊緊地包在外殼表面的金屬箔之間；在例行試驗時，試驗電壓應加在引出端子與金屬件之間(若有時)。
如果外殼全部是由絕緣材料制成的，則無需進行本項目的例行試驗。
試驗期間，應不發(fā)生介質(zhì)擊穿或閃絡。
對于例行試驗，試驗時間可由60s減少到2s。
5.9 電容測量
電容應采用能排除由諧波引起的誤差的方法進行測量。
測量精度應高于電容總偏差范圍的5％，對于型式試驗測量誤差應不超過0.2％。
型式試驗和例行試驗均應在額定頻率及0.9倍～1.1倍額定電壓下進行。
如果能夠證明測得的電容與真實值的偏差不大于0.2％，則允許采用其他測量電壓和頻率。
5.10 尺寸檢查
外殼、引出端子和安裝件的尺寸應符合圖樣所標明的尺寸，應在允許偏差范圍內(nèi)。
另外，應檢查表5所列最小爬電距離和電氣間隙。
5.12 密封性試驗
如果制造方能保證電容器在tc＋10℃下不含有液體物質(zhì)，則不必做此項試驗。
將電容器放置在最易發(fā)現(xiàn)滲漏的位置，且環(huán)境溫度高于最高允許電容器運行溫度10℃±2℃，持續(xù)時間足以使電容器各個部位均達到該溫度。
在冷卻之前，電容器應在此溫度下再保持1h，不應出現(xiàn)滲漏。
如果電容器配備端子罩，則密封性試驗應最好在固定罩子之前進行。罩子應以不破壞密封的方法固定。
在密封性試驗后，應檢查電容器有無液體滲漏和外殼變形。
允許液體濕潤表面，但不能成滴。
5.14 濕熱試驗
試驗前應測量電容(見5.9)。
本試驗應按IEC 60068-2-78的規(guī)定進行。
應采用標志上標明的嚴酷等級。試驗期間，不應對試品施加電壓和進行測量。
在濕熱周期后，應將電容器放置于標準大氣條件下恢復不少于1h，不多于2h?；謴秃髴⒓窗?.9測量電容。
試驗后，電容變化應小于0.5％。
5.15 自愈性試驗
自愈式電容器應具有良好的自愈性能。通過下述試驗來檢驗合格與否。
本試驗僅對標有
或SH標志的電容器進行。
試驗前后應測量電容(見5.9)。
電容器應耐受5.7所述的試驗，試驗時間在表2中給出。
如果在這一時間內(nèi)發(fā)生的自愈性擊穿少于5次，則應以不大于200V／min的速度升高電壓，直到自試驗開始起發(fā)生5次自愈性擊穿為止，或者直到電壓達到最高值3.5UN為止。
然后，電壓應降至發(fā)生第5次自愈性擊穿時電壓的0.8倍，或電壓最高值的0.8倍，并保持10s。在此期間，應允許在每個電容器內(nèi)再發(fā)生一次額外的自愈性擊穿。
如果電容器滿足以下兩項要求，則應認為其通過了此項試驗：
a) 電容變化＜0.5％；
b) RC≥100s。
試驗期間的自愈性擊穿可用示波器、聲響法或高頻試驗法來探測。
6 過負荷
6.1 最高允許電壓
無論其運行方式如何，金屬箔和金屬化電容器均應適于在引出端子間電壓方均根值不超過1.1倍額定電壓的異常條件下長期運行，該電壓不包括由于電容器投入和從回路切除所引起的瞬態(tài)電壓(見9.2，9.3和9.5)，但包括諧波及電源電壓波動的影響。
在高于額定電壓下的運行將縮短電容器的預期壽命。
6.2 最大允許電流
電容器應適于在電流方均根值不超過1.30倍的該電容器在額定正弦電壓和額定頻率產(chǎn)生的電流下運行，不包括暫態(tài)電流。
考慮到電容偏差，最大允許電流可達1.30倍額定電流乘以實測電容值與額定電容值之比。
6.3 最大允許無功容量
由在超過額定值的電壓和電流(仍然在6.1和6.2所列限值內(nèi))下運行所導致的過負荷應不超過1.35倍額定容量。
考慮到電容偏差，最大允許容量可達1.35倍額定容量乘以實測電容值與額定電容值之比。
注：應注意到，電容器即使在上述規(guī)定的限值內(nèi)過負荷運行，仍會對這些電容器的壽命產(chǎn)生不利的影響。
7 安全要求
7.1 爬電距離和電氣間隙
引出端子絕緣外表面的爬電距離以及與絕緣線狀引出端子連接的外部件之間的間隙，或這些帶電部件與電容器金屬外殼之間的間隙，若有時，應不小于表5所示的最小值。
表5 最小爬電距離和電氣間隙 單位為毫米
這些最小距離應僅適用于具有或不具有外部連接線的引出端子，不適用于內(nèi)部的爬電距離和電氣間隙。
應滿足對特殊使用的要求。
任何小于1mm寬的槽對爬電距離起作用的應只是其寬度。
任何小于1mm的空氣間隙在計算總空氣路徑時應予以忽略。
爬電距離為沿絕緣材料表面測得的在空氣中的距離。
7.2 引出端子和連接電纜
引出端子和不可拆開的連接電纜應具有能安全承載電容器電流的導體截面，并應有足夠的機械強度。導體的最小截面積應為0.5mm2，絕緣導線的電壓和溫度的額定值應與電容器相符。
制造方應提供證明隨電容器供貨的電纜足以承載在整個規(guī)定的電容、溫度、電壓范圍內(nèi)的電流的資料。
7.3 接地連接
如果電容器的金屬外殼擬連接到地或中性線上，則應提供能有效連接的方法。通過提供未油漆的金屬外殼的電容器，或預備一個接地端子、一個接地導體或一個與外殼可靠電氣連接的金屬架可以實現(xiàn)。
無論采用何種連接，均應用符號“
”清楚地標志接地連接。
當金屬外殼裝有一個螺栓，電容器通過該螺栓牢固地固定到金屬架上，且其間沒有插入絕緣材料，金屬架可靠地與地連接時，則應認為螺栓有效接地連接。
7.4 放電器件
在很多場合中不需要放電器件，例如，當電容器永久地與電動機繞組相連接時，或?qū)㈦娙萜鞣胖迷诓灰捉佑|的位置時。
當規(guī)定有放電器件時，其應自斷開電容器的瞬間起在1min內(nèi)將引出端子上的電壓從額定電壓的峰值降低到50V或更低。
注：有時規(guī)定有放電器件不是出于安全原因，而是為了防止電容器遭受過電壓。這種過電壓可能在將一個已斷開但仍充有電荷的電容器再次連接到另一不同極性的電容器上時發(fā)生。
8 標 志
8 標 志
在電容器上應標志以下信息：
a) 制造方名稱，縮寫名稱或商標；
b) 產(chǎn)品類型標志；
c) 額定電容(CN)，μF和偏差，％；
d) 額定電壓(UN)，V；
e) 備用；
f) 額定頻率(fN)，Hz(當不是50Hz時)；
g) 氣候類別，例如：25／85／21(見4.1)；
h) 制造日期(可用代碼)；
i) 以
或SH表示自愈式電容器；
j) 放電器件，若有時應寫出全名或以符號
表示；
k) 安全防護等級，例如：S0，S1，S2，S3；
l) 認證標志；
m) 填充材料，說明所使用的液體(干式電容器不標)；
n) 運行等級或壽命，放在緊靠電壓的位置；
o) 規(guī)范(標準)代號。
如果電容器的體積太小以至于沒有足夠的空間進行標志，則項a)、b)、c)、d)、g)、h)、i)、k)、l)、n)應予標志，其他項可省略。此外，項c)可按照IEC 60062以標準代碼的形式來標志，但是，只要有足夠的空間還是應以明確的文字標識額定電容和電容偏差。
在電容器上省略的信息應在外包裝箱上或附隨的注意事項上進行標示。
9 安裝和運行導則
9.1 總則
與大多數(shù)電氣設備不同，電動機電容器不作為獨立設備與電力系統(tǒng)連接，在每一種情況下，電容器均與電動機的輔助繞組串聯(lián)連接，并且也可能與電動機或其他設備直接接觸，故電動機和這些其他設備的特性對電容器的運行情況產(chǎn)生很大影響。
對接有電動機電容器最重要的影響如下：
——在電動機電容器與單相感應電動機的輔助繞組串聯(lián)連接時，在運行轉(zhuǎn)速下，電容器引出端子的電壓通常遠高于電源電壓；
——當與電動機直接接觸時，電容器不僅遭受電動機的振動應力，而且受到來自通電繞組和鐵心的熱應力。此外，與該設備有關的其他熱源，亦可升高電容器的溫度。
大多數(shù)接有電容器電動機，當然也包括電容器，都是頻繁地投切操作的。在投切試驗中已發(fā)現(xiàn)，電容器的引出端子上經(jīng)常產(chǎn)生高的瞬變量，為能耐受這些瞬變量，應注意確保其不超過制造方要求的規(guī)定值。
9.4 檢驗瞬態(tài)值
在投切電動機的某些情況下，或在投切運行電容器兩端接有起動電容器時，可能會產(chǎn)生大的涌流或瞬態(tài)過電壓。為防止電容器過早損壞，用戶應以適當?shù)脑囼瀬泶_定其不超過制造方規(guī)定的最高瞬態(tài)電壓值和最大dv／dt值。在有些情況下，可能需要考慮將放電電阻或串聯(lián)電阻接入電動機回路以限制電壓和電流的沖擊。
在有些場合，可能需要增加電阻來降低峰值電流，使其處于電容器設計的額定值以內(nèi)。
9.5 泄漏電流
容性泄漏電流對電動機使用通常并不重要。但當使用在要求對地低泄漏的場合時，用戶應提出具體要求。
附錄 A 試驗電壓
附錄 A 試驗電壓
電壓試驗按相關條款規(guī)定的交流電源進行。該電源在規(guī)定的任何試驗時間內(nèi)均應能足以保持所要求的試驗電壓，偏差為±2.5％；但對于耐久性試驗，偏差為±2％。
交流電壓試驗用50Hz或60Hz頻率進行，電壓波形盡量不含諧波，以確保當其施加到電容器上時，得到的電流不超過相應的正弦電壓波形下電流值的110％。
參考文獻
參考文獻
補充的有用資料可在以下標準中找到：
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[2] IEC 60143-1：2004，Series capacitors for power systems-Part 1：General
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[8] IEC 60871-1：2014，Shunt capacitors for a.c.power systems having a rated voltage above 1000 V-Part 1：General
[9] IEC 60931-1：1996，Shunt power capacitors of the non-self-healing type for a.c.systems hav-ing a rated voltage up to and including 1000 V-Part 1：General-performance testing and rating-Safe-ty requirements-Guide for installation and operation
[10] IEC 61048：2006，Auxiliaries for lamps-Capacitors for use in tubular fluorescent and other discharge lamp circuits--General and safety requirements
[11] IEC 61071：2007，power electronic capacitors
