ZESPÓŁ SZKÓŁ ZAWODOWYCH NR 1 W DZIAŁDOWIE

PRACOWNIA ELEKTRYCZNA

ĆWICZENIE 34

BADANIE KONDENSATORÓW

I. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się ze sposobami badania kondensatorów, wynikającymi z przepisów Polskiej Normy:

- PN-EN 60931-1:2000 Kondensatory niesamoregenerujące do równoległej kompensacji mocy biernej w sieciach elektroenergetycznych prądu przemiennego o napięciu znamionowym do 1 kV włącznie;

- PN-EN 61071:2007 Kondensatory do urządzeń energoelektronicznych.

II. Treść ćwiczenia

Przepisy eksploatacji wymagają przeprowadzenia w ramach przeglądów następujących pomiarów:

- Temperatury;

- rezystancji izolacji między biegunami, a obudową;

- napięcia zasilającego;

- prądu poszczególnych faz baterii wraz z oceną równomierności ich obciążenia;

- ciągłości obwodów rozładowania.

W przypadkach asymetrii prądów lub napięć przepisy wymagają pomiaru pojemności kondensatorów. Wyniki kontroli i pomiarów uznaje się za pozytywne w niżej wyszczególnionych przypadkach:

- Różnica pojemności kondensatora w stosunku pojemności do wartości pojemności pomierzonej przy przyjmowaniu do eksploatacji nie przekracza:

3% dla kondensatorów o napięciu wyższym niż 1kV;

15% dla kondensatorów o napięciu do 1 kV.

- Różnica pojemności poszczególnych faz baterii w odniesieniu do fazy o największej pojemności nie przekracza:

5% dla kondensatorów łączonych w gwiazdę;

15% dla kondensatorów łączonych w trójkąt.

1. Pomiar rezystancji izolacji

Zmierzyć rezystancję izolacji między połączonymi biegunami kondensatora, a jego obudową.

Rezystancja nie powinna być mniejsza niż:

- 2000MΩ dla kondensatorów powyżej 1kV (omomierz 2,5kV);

- 200MΩ dla kondensatorów do 1kV (omomierz 1kV).

Wyniki pomiarów wpisz do tabeli 1

UWAGA !!! nie mierzyć rezystancji izolacji między biegunami - ładuje się kondensator.

2. Sprawdzanie obwodów rozładowania

Zmierzyć rezystancję oporników rozładowawczych omomierzem niskonapięciowym.

Włącz kondensator na napięcie znamionowe z przyłączonym do jego biegunów woltomierzem (o bardzo dużej rezystancji). Zmierzyć czas, po którym napięcie na kondensatorze spadnie do wartości 50V. Przepisy wymagają, aby napięcie na zaciskach kondensatora nie było wyższe niż 50V po czasie:

- 1 min dla kondensatorów do 1kV;

- 5 min dla kondensatorów do 1kV.

Baterie (człony) włączone samoczynnie po czasie krótszym niż ww. muszą być rozładowanie do napięcia nieprzekraczającego 0,1Un. Wyniki pomiarów wpisz do tabeli 2.

3. Pomiar pojemności

(NIE WYKONUJEMY) Pomiar pojemności kondensatorów wysokiego napięcia powyżej 1kV, które mają dwa bieguny izolowane lub tylko jeden (rys nr 1) jest prosty. Przy pomiarze metodą techniczną

U

106 ⋅ I

I

X =

C =

= 3185

I

U

ω

U

Rysunek 1

Jednostki kondensatorowe:

a) trójfazowa,

b) jednofazowa, izolowana dwubiegunowo,

c) jednofazowa, izolowana jednobiegunowo.

(WYKONUJEMY) W przypadku kondensatorów do 1kV, które zazwyczaj połączone są w trójkąt, pomiar pojemności jednej fazy jest bardziej złożony (rys nr 2).

Zwieramy CL2 i mierzymy pojemność.

C = C

+ C

1

1

L

L 3

Zwieramy CL3 – mierzymy

C = C

+ C

2

1

L

L 2

Zwieramy CL1 – mierzymy

C = C

+ C

3

L 2

L 3

Rozwiązując układ 3 równań otrzymujemy wartość pojemności każdej z faz

C + C − C

C + C − C

C + C − C

1

2

3

C

=

2

3

1

C

=

3

1

2

C

=

1

L

2

L 2

2

L 3

2

Pojemność całkowita kondensatora (3 faz)

C + C + C

1

2

3

C =

2

Rysunek 2

Pomiar pojemności poszczególnych faz kondensatora trójfazowego, trójbiegunowego, połączonych w trójkąt.

III. Wykaz przyrządów i elementów obwodu, przydatne wzory: Kondensatory, miernik rezystancji izolacji, woltomierz, amperomierz, autotransformator, miernik pojemności.

IV. Wyniki pomiarów

Tabela 1.

Kondensator 1 Kondensator 2 Kondensator 3 Kondensator 4 Kondensator 5

Rizolacji

dobra/zła

Tabela 2.

Kondensator 1 Kondensator 2 Kondensator 3 Kondensator 4 Kondensator 5

t [s]

dobry/zły

Tabela 3.

Kondensator 1

Kondensator 2 Kondensator 3

U [V]

I [A]

C [µF]

Ccał [µF]

C>1kV [µF]

V. Pytania kontrolne

1. Co to pojemność kondensatora i od czego zależy?

2. Opisz dwie dowolne metody pomiaru pojemności kondensatorów.

3. Jakie wyróżnić możemy rodzaje kondensatorów, opisz ich własności i zastosowanie?

4. Jak oblicza się pojemność kondensatorów połączonych szeregowo i równolegle.

VI. Opracowanie i wnioski

W sprawozdaniu umieścić wszystkie schematy tworzonych układów pomiarowych, zanotować dane mierników i przyrządów pomiarowych, przerysować i uzupełnić tabele pomiarowe. Umieścić wszystkie obliczenia. Odpowiedzieć na pytania kontrolne.