雷擊對電容器之影響

技術支援

在配電系統中常裝置電力電容器用於改善負載功率因數,因一般負載均屬電感性,對異常電壓及諧波(Harmonic)電壓,具有高阻抗性,而電容器則對異常電壓及諧波電壓具有低容抗性。

因此當系統受雷電波擊(lightning strike)時,其發生之異常電壓及電流常由電容器吸收,而使電容器受到嚴重損傷

異常電壓損害

異常電壓超出電容器額定時,破壞電容器絕緣。當電容器絕緣被破壞時,常造成電容器內部元件短路,或瞬間破裂。

突波電流損害

雷擊時於異常電壓發生時常伴隨突波電流發生,電容器Q=CV,Q﹕電荷量,C﹕靜電容量,V﹕電壓;當Q值甚大時,於瞬間電容器承受不了,容易造成電容器爆裂,而產生電弧(electric arc)。

欲防止上述電容器受雷擊之損害,通常於受電點裝置避雷器,並於受電盤高壓側裝置突波吸收電容器(Surge Absorbing Capacitors)。

高壓突波吸收電容器

該突波吸收電容專為承受比發電機等設備更高的耐壓而設計,用以保護設備免受陡峭突波電壓的衝擊。


1. 環境條件

a. 安裝地點:室內/室外

b. 周圍環境溫度:
 -20°C ~ +40°C(每日平均溫度:低於 35°C)

c. 海拔高度:低於 1,000 公尺

2. 特性

a. 電容量公差:
 額定電容量的 -5% ~ +10%
 (各相位偏差在 ±3% 以內)

b. 溫升:在 35°C 環境時低於 25°C

c. 絕緣電阻:端子對外殼大於 1,000 兆歐(MΩ)

d. 油密封性:在 80°C 無漏油

e. 殘留電感:如下


線電壓 耐壓測試條件
AC 測試電壓 (50/60Hz) DC 測試電壓
3300V 16kV(1 分鐘) 45kV(10 秒)
6600V 22kV(1 分鐘) 60kV(10 秒)
11000V 28kV(1 分鐘) 90kV(10 秒)
22000V 50kV(1 分鐘) 150kV(10 秒)

3. 外殼顏色: MUNSELL 7.5Y 7/2

4. 標準: 參考 JIS C4902(目前全球尚無針對吸衝電容器的專用標準)

5. 內部接線



6.突波吸收電容器的原理與效果
當突波吸收電容器並聯於旋轉機械等設備時,眾所周知,該電容器能吸收行波,從而降低行波電壓。
其效果如圖1與圖2所示。  


where

Vp:p 點的電壓

E₀:行波的絕對值
  V₀ = E₀ H(t)

C:電容量

Z:線路的衝擊阻抗

P: d/d t

α: (R + L) CRZ

R:迴轉機械等設備的集中等效電阻