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将电容进行放电的原因是电容在运行断电后，内部会储存电量，所以要想办法将其电荷放尽，否则容易发生触电事故。常用的高压电容器应该是如何进行放电的了，今天分享三种方法。 一般电容器放电只要使电容的正负两极短接即可。而高压电容一般不要直接短路放电，以免烧坏电容的接点，（同时声响也令人不寒而栗）可以选择适当的电阻或用台灯、电烙铁、或万用表的相关电压档位等负载较大的用电器进行放电，时间可以稍微长一点，还可以多次进行这样的处理，直到放完了事。 高压电容器放电具体步骤 方法一： ①首先的拔掉电器的电源。 ②使用一只 20 ， 000 欧姆、 2 瓦特的电阻器，这种接线部件可以在大多数电子用品商店买到，价格很便宜。 ③将电阻器的探针与电容器的接线端连在一起，为高压电容器放电。 ④如果电容器 https://www.misumi.com.cn/seojingtai/dianrongqi.html 有三个接线柱，请将电阻器与某个靠外的接线柱和中央接线柱连接，然后与剩下的那个靠外的接线柱和中央接线柱连接。 方法二： ①将电阻的一头接上一只表笔，另一头接个鳄鱼夹，用绝缘胶带缠好接头。 ②鳄鱼夹夹在地线上，用表笔去接电容另一极，样放电不会有火花。 ③需要注意的是如果连续对很多电容放电的话电阻会发热，可以选瓦数大一点的。 方法三： ①灯泡放电，与方法二类似，用 100-200 瓦灯泡即可。 ②用 60-80W 的烙铁放电，方法类似。 ③绝缘起搭铁放电。 在日常的维修中我们要考虑高压电容器的放电问题，若维修过程中放电不彻底，容易发生触电事故。电容在运行断电后，推荐使用鳄鱼夹放电，不但安全而且没有电火花，选择电阻大点的鳄鱼夹速度又快又好，当然电阻小的也能放电，时间稍长，可以分几次放电。浏览米思米官网 https:// www.misumi.com.cn / 学习更多电工知识

在开关电源的设计中， PCB 布局设计与电路设计同样重要。合理的布局可以避免电源电路引起的各种问题。不合理的布局可能导致输出和开关信号叠加引起噪声增加、调节性能恶化、稳定性欠佳等。采用恰当的布局可以避免这些问题的发生。 1.DC-DC 的环流 图 1 ：开关元件 Q1 导通时的电流路径 如图 1 的红色线表示开关元件 Q1 导通时流过的主要电流和路径以及方向。 Cbypass 是高频用去耦电容器， CIN 是大容量电容器。开关元件 Q1 导通的瞬间，流过急剧的电流，其大部分由 Cbypass 提供，其次由 CIN 提供，缓慢变化的电流则由输入电源提供。 图 2 ：开关元件 Q1 关断时的电流路径 图 2 的红色线表示开关元件 Q1 关断时的电流路径。续流二极管 D1 导通，电感器 L 中蓄积的能量会释放到输出侧。因为降压转换器的输出拓扑结构中串联了电感，所以输出电容器的电流虽然上下波动，但比较平滑。 图 3 ：电流差分、布局方面的重要路径 图 3 的红色线表示图 24-1 和图 24-2 的差分。开关元件 Q1 从关断到开通，从开通到关断切换时，红色线部分的电流都会急剧变化。由于这个变化很快，所以会出现含有较多高次谐波的波形。该差分系统在 PCB 布局时是重要之处，需要给予最大限度的重视。 2.PCB 布局要点 PCB 布局要点大致如下： 1 ：将输入电容器，续流二极管和 IC 芯片放置在 PCB 的同一个面上，并尽可能靠近 IC 芯片放置。 2 ：为改善散热条件可以考虑加入散热过孔阵列。 3 ：电感可使来自开关节点的辐射噪声最小化，重要程度仅次于输入电容，需要放置在 IC 的附近处，电感布线的铜箔面积不要过大。 4 ：输出电容器尽量靠近电感器放置。 5 ：反馈路径的布线尽量远离电感器、续流二极管等噪音源。 3. 输入电容器的布局 设计布局时，首先应放置最重要的部件：输入电容器和续流二极管。在设计电流较小的电源（ Iout≤1A ）时，需要的输入电容也比较小，有时一个陶瓷电容器可以同时作为 CIN 和 Cbypass 来使用。这是因为陶瓷电容器的电容值越小，频率特性越好。但是，由于不同陶瓷电容器的频率特性不同，使用前确认好实际使用产品的频率特性。 图 4 ：陶瓷电容的频率特性 CIN:1µF 50V X5R 10µF 50V X5R CBY:0.1µF 50V X7R 0.47µF 50V X7R 如图 4 所示，当使用大容量电容器作为 CIN 时，一般而言其频率特性并不好，所以通常需要与 CIN 并联配置一颗频率特性优异的高频去耦电容器 Cbypass ， Cbypass 通常使用表面贴装型的叠层陶瓷电容器（ MLCC ），一般选择 X5R 或 X7R 型，容值为 0.1μF ～ 0.47μF 的电容。 图 5 ：理想的输入电容器的布局 如果 Cbypass 、 IC 的 VIN 引脚与 GND 引脚的距离较远，受布线寄生感抗的影响会产生电压噪声 / 振铃，所以尽量缩短二者之间的布线距离。降压转换器的应用中，即使将 Cbypass 放置在离 IC 最近的位置， CIN 的地上也存在着数百 MHz 的高频。因此建议 CIN 的接地和输出电容器 Cout 的接地要距离 1cm ～ 2cm 进行布局。 图 6 ： CBYPASS 放在与 IC 相同面的最近处时 CIN 放置在距离 2cm 处也不会有太大的问题。 图 7 ：将 CIN 放在 IC 的背面纹波电压可能会增大 图 8 ：不理想的输入电容布局受过孔和电感的影响噪声会增加 4. 续流二极管的布局 二极管 D1 要放置在与 IC 同一层且最靠近 IC 引脚的位置，图 24-9 是 Cbypass 、 CIN 及二极管 D1 的理想布局。如果 IC 引脚到二极管的距离过长，由布线的寄生电感引起的噪音毛刺会叠加到输出上。续流二极管要使用最短且较宽的布线，直接连接到 IC 的开关引脚和 GND 引脚。如果借助过孔和底层连接，受过孔寄生电感的影响，毛刺噪声将增加，因此续流二极管的布线绝对不能借助过孔。 图 9 ：理想的续流二极管布局 图 10 还展示了其他不合理的布局，续流二极管与 IC 的开关引脚及 GND 引脚距离较远，这会导致布线上的寄生电感增加从而导致噪音毛刺变大。为了改善布局不当产生的毛刺噪声，有时可能会追加 RC 缓冲电路作为应急处理。 图 10 ：不理想的续流二极管布局 如图 11 所示缓冲电路需要放置在 IC 的开关引脚和 GND 引脚的近处。即使放置在二极管的两端，也不能吸收由于布线的寄生电感产生的毛刺噪声（图 12 ）。 图 11 ：理想的缓冲电路布局 图 12 ：不理想的缓冲电路布局 5. 热焊盘 PCB 的铜箔虽然有助于散热，但因为厚度不够，超过一定面积就无法得到与面积相当的散热效果。利用基板散热是通过基板的板材实现的，使用散热过孔，能够有效地将热传递到基板的另一面并大幅降低热阻。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

电容降压的工作原理并不复杂。阻容降压的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。同时在电容器上串联一个阻性元件，则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。 因此，电容降压实际上是利用容抗限流，而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。 例如，在 50Hz 的工频条件下，一个 1uF 的电容所产生的容抗约为 3180 欧姆。当 220V 的交流电压加在电容器的两端，则流过电容的最大电流约为 70mA 。虽然流过电容的电流有 70mA ，但在电容器上并不产生功耗，因为如果电容是一个理想电容，则流过电容的电流为虚部电流，它所作的功为无功功率。 根据这个特点，我们如果在一个 1uF 的电容器上再串联一个阻性元件，则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。例如，我们将一个 110V/8W 的灯泡与一个 1uF 的电容串联，在接到 220V/50Hz 的交流电压上，灯泡被点亮，发出正常的亮度而不会被烧毁。因为 110V/8W 的灯泡所需的电流为 8W/110V=72mA ，它与 1uF 电容所产生的限流特性相吻合。 同理，我们也可以将 5W/65V 的灯泡与 1uF 电容串联接到 220V/50Hz 的交流电上，灯泡同样会被点亮，而不会被烧毁。因为 5W/65V 的灯泡的工作电流也约为 70mA 。因此，电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。 图 1 为阻容降压的典型应用， C1 为降压电容， R1 为断开电源时 C1 的泄放电阻， D1 为半波整流二极管； D2 在市电的负半周为 C1 提供放电回路，否则电容 C1 充满电就不工作了， Z1 为稳压二极管， C2 为滤波电容。输出为稳压二极管 Z1 的稳定电压值。 图 1 在实际应用中，可以用 2 图代替图 1 ，这里用了 Z1 正向特性和反向特性，其反向特性（也就是其稳压特性）来稳定电压，其正向特性用来在市电负半周给 C1 提供放电回路。 图 2 在较大电流的应用中，可以用全波整流，如图 3 。 图 3 在小电压全波整流输出时，最大输出电流即为： 容抗 Xc=1/ （ 2 π fC ） 电流 Ic = U/Xc=2 π fCU 使用电容降压时要注意以下几点： 1 ）根据负载电流和交流工作频率选择合适的电容器，而不是依据负载的电压和功率。 2 ）限流电容器必须是无极性电容器，不得使用电解电容器。电容电压必须在 400V 以上，最理想的电容器是铁壳油浸电容器。 3 ）电容降压器不能在大功率条件下使用，因为它不安全。 4 ）电容降压器不适用于动态负载条件。 5 ） 5. 电容降压器不适用于容性和感性负载。 6 ）当需要直流操作时，应尽量采用半波整流。不建议使用桥式整流器。而要满足恒载的条件。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

什么是功率因数补偿？什么是功率因数校正？ 功率因数补偿：在上世纪五十年代，已经针对具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相（图 1 ）从而引起的供电效率低下提出了改进方法（由于感性负载的电流滞后所加电压，由于电压和电流的相位不同使供电线路的负担加重导致供电线路效率下降，这就要求在感性用电器具上并联一个电容器用以调整其该用电器具的电压、电流相位特性，例如：当时要求所使用的 40W 日光灯必须并联一个 4.75 μ F 的电容器）。 用电容器并连在感性负载，利用其电容上电流超前电压的特性用以补偿电感上电流滞后电压的特性来使总的特性接近于阻性，从而改善效率低下的方法叫功率因数补偿（交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值 cos φ表示）。 图 1 在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形 而在上世纪 80 年代起，用电器具大量的采用效率高的开关电源，由于开关电源都是在整流后用一个大容量的滤波电容，使该用电器具的负载特性呈现容性，这就造成了交流 220V 在对该用电器具供电时，由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。 滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值 ( 纹波峰值 ) 相差并不多。根据整流二极管的单向导电性，只有在 AC 线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当 AC 输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。 也就是说，在 AC 线路电压的每个半周期内，只是在其峰值附近，二极管才会导通。虽然 AC 输入电压仍大体保持正弦波波形，但 AC 输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲，如图 2 所示。这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份，引起线路功率因数严重下降。 在正半个周期内（ 1800 ），整流二极管的导通角大大的小于 1800 甚至只有 300 － 700 ，由于要保证负载功率的要求，在极窄的导通角期间会产生极大的导通电流，使供电电路中的供电电流呈脉冲状态，它不仅降低了供电的效率，更为严重的是它在供电线路容量不足，或电路负载较大时会产生严重的交流电压的波形畸变（图 3 ），并产生多次谐波，从而，干扰了其它用电器具的正常工作（这就是电磁干扰－ EMI 和电磁兼容－ EMC 问题）。 图 2 自从用电器具从过去的感性负载（早期的电视机、收音机等的电源均采用电源变压器的感性器件）变成带整流及滤波电容器的容性负载后，其功率因素补偿的含义不仅是供电的电压和电流不同相位的问题，更为严重的是要解决因供电电流呈强脉冲状态而引起的电磁干扰（ EMI ）和电磁兼容（ EMC ）问题。 这就是在上世纪末发展起来的一项新技术（其背景源于开关电源的迅速发展和广泛应用）。其主要目的是解决因容性负载导致电流波形严重畸变而产生的电磁干扰 (EMl) 和电磁兼容 (EMC) 问题。所以现代的 PFC 技术完全不同于过去的功率因数补偿技术，它是针对非正弦电流波形畸变而采取的，迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹，并使电流和电压保持同相位，使系统呈纯电阻性技术（线路电流波形校正技术），这就是 PFC （功率因数校正）。 所以现代的 PFC 技术完成了电流波形的校正也解决了电压、电流的同相问题。 图 3 于以上原因，要求用电功率大于 85W 以上（有的资料显示大于 75W ）的容性负载用电器具，必须增加校正其负载特性的校正电路，使其负载特性接近于阻性（电压和电流波形同相且波形相近）。这就是现代的功率因数校正（ PFC ）电路。 容性负载的危害 下面的图 4 是不用滤波电容的半波整流电路，图 5 是用了大容量滤波电容的半波整流电路。我们根据这两个电路来分析两电路中电流的波形。 图 4 A 中 D 是整流管， R 是负载。图 4B 是该电路接入交流电时电路中电压、电流波形图 在 (00 ～ 1800)t0~t3 时间： t0 时间电压为零电流为零，在 t1 时间电压达到最大值电流也达到最大值，在 t3 时间电压为零电流为零。（二极管导通 1800 ） 在（ 1800 ～ 3600 ） t3~t4: 时间：二极管反偏无电压及电流。（二极管截止） 在 (3600 ～ 5400)t4 ～ t6 时间： t4 时间电压为零电流为零，在 t5 时间电压达到最大值电流也达到最大值，在 t6 时间电压为零电流为零。（二极管导通 1800 ） 结论：在无滤波电容的整流电路中，供电电路的电压和电流同相，二极管导通角为 1800 ，对于供电线路来说，该电路呈现纯阻性的负载特性。 图 5 图 5A 中 D 是整流管， R 是负载， C 是滤波电容。图 5B 是该电路接入交流电时电路中电压、电流波形图。 在 (00 ～ 1800)t0 ～ t3 时间： t1 时间电压为零电流为零，在 t1 时间电压达到最大值电流也达到最大值，因为此时对负载 R 供电的同时还要对电容 C 进行充电，所以电流的幅度比较大。在 t1 时间由于对电容 C 进行充电，电容上电压 Uc 达到输入交流电的峰值，由于电容上电压不能突变，使在 t1~t3 期间，二极管右边电压为 Uc ，而左边电压在 t2 时间电压由峰值逐渐下降为零， t1~t3 期间二极管反偏截止，此期间电流为零。（增加滤波电容 C 后第一个交流电的正半周，二极管的导通角为 900 ） 在 (1800 ～ 3600)t3 ～ t4 时间：二极管反偏无电压及电流。（二极管截止） 在 (3600 ～ 4100)t4 ～ t5 时间：由于在 t3~t4 时间二极管反偏，不对 C 充电， C 上电压通过负载放电，电压逐渐下降（下降的幅度由 C 的容量及 R 的阻值大小决定，如果 C 的容量足够大，而且 R 的阻值也足够大，其 Uc 下降很缓慢。）在 t4~t5 期间尽管二极管左边电压在逐步上升，但是由于二极管右边的 Uc 放电缓慢右边的电压 Uc 仍旧大于左边，二极管仍旧反偏截止。 在 (4100 ～ 5400)t5 ～ t7 时间： t5 时间二极管左边电压上升到超过右边电压二极管导通对负载供电并对 C 充电，其流过二极管的电流较大，到了 t6 时间二极管左边电压又逐步下降，由于 Uc 又充电到最大值，二极管在 t6~t7 时间又进入反偏截止。 结论：在有滤波电容的整流电路中，供电电路的电压和电流波形完全不同，电流波形，在短时间内呈强脉冲状态，二级极管导通角小于 1800 （根据负载 R 和滤波电容 C 的时间常数而决定）。该电路对于供电线路来说，由于在强电流脉冲的极短期间线路上会产生较大的压降（对于内阻较大的供电线路尤为显著）使供电线路的电压波形产生畸变，强脉冲的高次谐波对其它的用电器具产生较强的干扰。 怎样进行功率因素校正： 功率因素校正（ PFC ） 我们目前用的电视机由于采用了高效的开关电源，而开关电源内部电源输入部分，无一例外的采用了二极管全波整流及滤波电路，如图 6A ，其电压和电流波形如图 6B 图 6 A B 为了抑止电流波形的畸变及提高功率因数，现代的功率较大（大于 85W ）具有开关电源（容性负载）的用电器具，必须采用 PFC 措施， PFC 有；有源 PFC 和无源 PFC 两种方式。 目前部分厂家不使用晶体管等有源器件组成的校正电路。一般由二极管、电阻、电容和电感等无源器件组成，向目前国内的电视机生产厂对过去设计的功率较大的电视机，在整流桥堆和滤波电容之间加一只电感（适当选取电感量），利用电感上电流不能突变的特性来平滑电容充电强脉冲的波动，改善供电线路电流波形的畸变，并且在电感上电压超前电流的特性也补偿滤波电容电流超前电压的特性，使功率因数、电磁兼容和电磁干扰得以改善，如图 7 。 图 7 此电路虽然简单，可以在前期设计的无 PFC 功能的设备上，简单的增加一个合适的电感（适当的选取 L 和 C 的值），从而达到具有 PFC 的作用，但是这种简单的、低成本的无源 PFC 输出纹波较大，滤波电容两端的直流电压也较低，电流畸变的校正及功率因数补偿的能力都很差，而且 L 的绕制及铁芯的质量控制不好，会对图像及伴音产生严重的干扰，只能是对于前期无 PFC 设备使之能进入市场的临时措施。 有源 PFC 电路的原理 有源 PFC 则是有很好的效果，基本上可以完全的消除电流波形的畸变，而且电压和电流的相位可以控制保持一致，它可以基本上完全解决了功率因数、电磁兼容、电磁干扰的问题，但是电路非常的复杂，其基本思路是在 220V 整流桥堆后去掉滤波电容（以消除因电容的充电造成的电流波形畸变及相位的变化），去掉滤波电容后由一个“斩波”电路把脉动的直流变成高频（约 100K ）交流再经过整流滤波后，其直流电压再向常规的 PWM 开关稳压电源供电，其过程是； AC → DC → AC → DC 。 有源 PFC 的基本原理是在开关电源的整流电路和滤波电容之间增加一个 DC － DC 的斩波电路图 8 （附加开关电源），对于供电线路来说该整流电路输出没有直接接滤波电容，所以其对于供电线路来说呈现的是纯阻性的负载，其电压和电流波形同相、相位相同。斩波电路的工作也类似于一个开关电源。所以说有源 PFC 开关电源就是一个双开关电源的开关电源电路，它是由斩波器（我们以后称它为：“ PFC 开关电源”）和稳压开关电源（我们以后称它为：“ PWM 开关电源”）组成的。 图 8 斩波器部分（ PFC 开关电源） 整流二极管整流以后不加滤波电容器，把未经滤波的脉动正半周电压作为斩波器的供电源，由于斩波器的一连串的做 “开关”工作脉动的正电压被“斩”成图 9 的电流波形，其波形的特点是： 1 、电流波形是断续的，其包络线和电压波形相同，并且包络线和电压波形相位同相。 2 、由于斩波的作用，半波脉动的直流电变成高频（由斩波频率决定，约 100KHz ）“交流”电，该高频“交流”电要再次经过整流才能被后级 PWM 开关稳压电源使用。 3 、从外供电总的看该用电系统做到了交流电压和交流电流同相并且电压波形和电流波形均符合正弦波形，既解决了功率因素补偿问题，也解决电磁兼容（ EMC ）和电磁干扰（ EMI ）问题。 该高频 “交流”电在经过整流二极管整流并经过滤波变成直流电压（电源）向后级的 PWM 开关电源供电。该直流电压在某些资料上把它称为： B+PFC （ TPW-4211 即是如此），在斩波器输出的 B+PFC 电压一般高于原 220 交流整流滤波后的 +300V ，其原因是选用高电压，其电感的线径小、线路压降小、滤波电容容量小，且滤波效果好，对后级 PWM 开关管要求低等等诸多好处。黑为电压波形 红色虚线为电流包络波形 图 9 目前 PFC 开关电源部分，起到开关作用的斩波管（ K ）有两种工作方式： 1 、 连续导通模式（ CCM ）：开关管的工作频率一定，而导通的占空比（系数）随被斩波电压的幅度变化而变化 , 如图 10 ，图中 T1 和 T2 的位置是： T1 在被斩波电压（半个周期）的低电压区， T2 在被斩波电压高电压区， T1 （时间）＝ T2 （时间）从图中可以看到所有的开关周期时间都相等，这说明在被斩波电压的任何幅度时，斩波管的工作频率不变，从图 10 中可以看出；在高电压区和低电压区每个斩波周期内的占空比不同（ T1 和 T2 的时间相同，而上升脉冲的宽度不同），被斩波电压为零时（无电压），斩波频率仍然不变，所以称为连续导通模式（ CCM ）该种模式一般应用在 250W ～ 2000W 的设备上。 图 10 2 、 不连续导通模式（ DCM ）：斩波开关管的工作频率随被斩波电压的大小变化（每一个开关周期内“开”“关”时间相等。如图 11 ： T1 和 T2 时间不同，也反映随着电压幅度的变化其斩波频率也相应变化。被斩波电压为“零”开关停止（振荡停止），所以称为不连续导通模式（ DCM ），即有输入电压斩波管工作，无输入电压斩波管不工作。他一般应用在 250W 以下的小功率设备上。 图 11 （ 3 ）临界导通模式（ CRM ）或过渡模式（ TCM ）： 工作介于 CCM 和 DCM 之间，工作更接近 DCM 模式。在上一个导通周期结束后，下一个导通周期之前，电感电流将衰减为零，而且频率随着线路电压和负载的变化而变化。 优点：廉价芯片、便于设计，没有开关的导通损耗，升压二极管的选择并非决定性的； 缺点：由于频率变化，存在潜在的 EMI 问题，需要一个设计精确的输入滤波器。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。

电力电容器，用于电力系统和电工设备的电容器。任意两块金属导体，中间用绝缘介质隔开，即构成一个电容器。电容器电容的大小，由其几何尺寸和两极板间绝缘介质的特性来决定。当电容器在交流电压下使用时，常以其无功功率表示电容器的容量，单位为乏或千乏。本期专题将详细介绍电力电容器的分类、原理、安装及运行维护等问题。 并联电容器是一种无功补偿设备，并联在线路上，其主要作用是补偿系统的无功功率，提高功率因数，从而降低电能损耗、提高电压质量和设备利用率。 串联电容器主要用于补偿电力系统的电抗，常用于高压系统。 电力电容器的分类 电力电容器按安装方式可分为户内式和户外式两种；按其运行的额定电压可分为低压和高压两类；按其相数可分为单相和三相两种，除低压并联电容器外，其余均为单相；按外壳材料可分为金属外壳、瓷绝缘外壳、胶木筒外壳等。 按用途又可分为以下 8 种： 1 ）并联电容器。原称移相电容器。主要用于补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。 2 ）串联电容器。串联于工频高压输、配电线路中，用以补偿线路的分布感抗，提高系统的静、动态稳定性，改善线路的电压质量，加长送电距离和增大输送能力。 3 ）耦合电容器。主要用于高压电力线路的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。 4 ）断路器电容器。原称均压电容器。并联在超高压断路器断口上起均压作用，使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀，并可改善断路器的灭弧特性，提高分断能力。 5 ）电热电容器。用于频率为 40 ～ 24000 赫的电热设备系统中，以提高功率因数，改善回路的电压或频率等特性。 6 ）脉冲电容器。主要起贮能作用，用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基本贮能元件。 7 ）直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置中。 8 ）标准电容器。用于工频高压测量介质损耗回路中，作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置。 电力电容器的结构 电力电容器的基本结构包括：电容元件、浸渍剂、紧固件、引线、外壳和套管。结构图如图 1 所示。 图 1 补偿电容器结构图 额定电压在 1kV 以下的称为低压电容器， 1kV 以上的称为高压电容器，都做成三相、三角形连接线，内部元件并联，每个并联元件都有单独的熔丝；高压电容器一般都做成单相，内部元件并联。外壳用密封钢板焊接而成，芯子由电容元件串并联组成，电容元件用铝箔作电极，用复合薄膜绝缘。电容器内衣绝缘油（矿物油或十二烷基苯等）作浸渍介质。 （ 1 ）电容元件 用一定厚度和层数的固体介质与铝箔电极卷制而成。若干个电容元件并联和串联起来，组成电容器芯子。在电压为 10kV 及以下的高压电容器内，每个电容元件上都串有一熔丝，作为电容器的内部短路保护。当某个元件击穿时，其他完好元件即对其放电，使熔丝在毫秒级的时间内迅速熔断，切除故障元件，从而使电容器能继续正常工作。电容元件的结构如图 2 所示。 图 2 电容元件结构 （ 2 ）浸渍剂 电容器芯子一般放于浸渍剂中，以提高电容元件的介质耐压强度，改善局部放电特性和散热条件。浸渍剂一般有矿物油、氯化联苯、 SF6 气体等。 （ 3 ）外壳和套管 外壳一般采用薄钢板焊接而成，表面涂阻燃漆，壳盖上焊有出线套管，箱壁侧面焊有吊攀、接地螺栓等。大容量集合式电容器的箱盖上还装有油枕或金属膨胀器及压力释放阀，箱壁侧面装有片状散热器、压力式温控装置等。接线端子从出线瓷套管中引出。 电容器的型号含义如下图所示。 电力电容器的作用 （ 1 ）串联电容器的作用 1) 提高线路末端电压。串接在线路中的电容器，利用其容抗 xc 补偿线路的感抗 xl ，使线路的电压降落减少，从而提高线路末端 ( 受电端 ) 的电压，一般可将线路末端电压最大可提高 10% ～ 20% 。 2) 降低受电端电压波动。当线路受电端接有变化很大的冲击负荷 ( 如电弧炉、电焊机、电气轨道等 ) 时，串联电容器能消除电压的剧烈波动。这是因为串联电容器在线路中对电压降落的补偿作用是随通过电容器的负荷而变化的，具有随负荷的变化而瞬时调节的性能，能自动维持负荷端 ( 受电端 ) 的电压值。 3) 提高线路输电能力。由于线路串入了电容器的补偿电抗 xc ，线路的电压降落和功率损耗减少，相应地提高了线路的输送容量。 4) 改善了系统潮流分布。在闭合网络中的某些线路上串接一些电容器，部分地改变了线路电抗，使电流按指定的线路流动，以达到功率经济分布的目的。 5) 提高系统的稳定性。线路串入电容器后，提高了线路的输电能力，这本身就提高了系统的静稳定。当线路故障被部分切除时 ( 如双回路被切除一回、但回路单相接地切除一相 ) ，系统等效电抗急剧增加，此时，将串联电容器进行强行补偿，即短时强行改变电容器串、并联数量，临时增加容抗 xc ，使系统总的等效电抗减少，提高了输送的极限功率 (Pmax=U1U2/xl-xc) ，从而提高系统的动稳定。 （ 2 ）并联电容器的作用 并联电容器并联在系统的母线上，类似于系统母线上的一个容性负荷，它吸收系统的容性无功功率，这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。因此，并联电容器能向系统提供感性无功功率，系统运行的功率因数，提高受电端母线的电压水平，同时，它减少了线路上感性无功的输送，减少了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。 电力电容器的安装 安装补偿电容器的环境要求如下： 1 ）电容器应安装在无腐蚀性气体、无蒸汽，没有剧烈震动、冲击、爆炸、易燃等危险的场所。电容器的防火等级不低于二级。 2 ）装于户外的电容器应防止日光直接照射。 3 ）电容器室的环境温度应满足制造厂家规定的要求，一般规定为 40 ℃。 4 ）电容器室装设通风机时，出风口应安装在电容器组的上端。进、排风机宜在对角线位置安装。 5 ）电容器室可采用天然采光，也可用人工照明，不需要装设采暖装置。 6 ）高压电容器室的门应向外开。 安装电容器的技术要求如下： 1 ）为了节省安装面积，高压电容器可以分层安装于铁架上，但垂直放置层数应不多于三层，层与层之间不得装设水平层间隔板，以保证散热良好。上、中、下三层电容器的安装位置要一致，名牌向外。 2 ）安装高压电容器的铁架成一排或两排布置，排与排之间应留有巡视检查的走道，走道宽度应不小于 1.5m 3 ）高压电容器组的铁架必须设置铁丝网遮拦，遮拦的网孔 3 ～ 4cm2 为宜。 4 ）高压电容器外壳之间的距离，一般不应小于 10cm ；低压电容器外壳之间的距离应不小于 50mm 。 5 ）高压电容器室内，上下层之间的净距不应小于 0.2m ；下层电容器底部与地面的距离应不小于 0.3m 。 6 ）每台电容器与母线相连的接线应采用单独的软线，不要采用硬母线连接的方式，以免安装或运行过程中对瓷套管产生应力造成漏油或损坏。 7 ）安装时，电气回路和接地部分的接触面要良好。因为电容器回路中的任何不良接触，均可能产生高频振荡电弧，造成电容器的工作电场强度增高和发热损坏。 8 ）较低电压等级的电容器经串联后运行于较高电压等级网络中时，其各台的外壳对地之间，应通过加装相当于运行电压等级的绝缘子等措施，使之可靠绝缘。 9 ）电容器经星形连接后，用于高一级额定电压，且系中性点不接地时，电容器的外壳应对地绝缘。 10 ）电容器安装之前，要分配一次电容量，使其相间平衡，偏差不超过总容量的 5% 。当装有继电保护装置时还应满足运行时平衡电流误差不超过继电保护动作电流的要求。 11 ）对个别补偿电容器的接线应做到：对直接启动或经变阻器启动的感应电动机，其提高功率因数的电容可以直接与电动机的出线端子相连接，两者之间不要装设开关设备或熔断器；对采用星—三角启动器启动的感应式电动机，最好采用三台单相电容器，每台电容器直接并联在每相绕组的两个端子上，使电容器的接线总是和绕组的接法相一致。 12 ）对分组补偿低压电容器，应该连接在低压分组母线电源开关的外侧，以防止分组母线开关断开时产生的自激磁现象。 13 ）集中补偿的低压电容器组，应专设开关并装在线路总开关的外侧，而不要装在低压母线上。 电力电容器的运行 （ 1 ）电容器的安全运行 电容器应在额定电压下运行。如暂时不可能，可允许在超过额定电压 5% 的范围内运行；当超过额定电压 1.1 倍时，只允许短期运行。但长时间出线过电压情况时，应设法消除。 电容器应维持在三相平衡的额定电流下进行工作。如暂时不可能，不允许在超过 1.3 倍额定电流下长期工作，以确保电容器的使用寿命。 装置电容器组地点的环境温度不得超过 40 ℃， 24h 内平均温度不得超过 30 ℃，一年内平均温度不得超过 20 ℃。电容器外壳温度不宜超过 60 ℃。如发现存在上述现象时，应采用人工冷却，必要时将电容器组与网路断开。 （ 2 ）电容器相关参数的监控 1 ）温度的监视。无厂家规定时，电容器的温度一般应为 -40 ℃～ 40 ℃，在电容器外壳粘贴示温蜡片。运行中电容器温度异常升高的原因包括：运行电压过高（介损大）；谐波的影响（容抗小电流大）；合闸涌流（频繁投切）；散热条件恶化。 2 ）电压的监视。应在额定电压下运行，亦允许在 1.05 倍额定电压运行，在 1.1 倍额定电压运行不超过 4 小时。 3 ）电流的监视。应在额定电流下运行，亦允许在 1.3 倍额定电流下运行，电容器组三相电流的差别不应超过± 5% 。 （ 3 ）电容器的投入退出 当功率因数低于 0.85 ，电压偏低时应投入；当功率因数趋近于 1 且有超前趋势，电压偏高时应退出。 发生下列故障之一时，应紧急退出： ①连接点严重过热甚至熔化；②瓷套管闪络放电；③外壳膨胀变形；④电容器组或放电装置声音异常；⑤电容器冒烟、起火或爆炸。 电力电容器组在接通前应用兆欧表检查放电网络。 接通和断开电容器组时，必须考虑以下几点： 1 ）当汇流排（母线）上的电压超过 1.1 倍额定电压最大允许值时，禁止将电容器组接入电网。 2 ）在电容器组自电网断开后 1 分钟内不得重新接入，但自动重复接入情况除外。 3 ）在接通和断开电容器组时，要选用不能产生危险过电压的断路器，并且断路器的额定电流不应低于 1.3 倍电容器组的额定电流。 电力电容器的维护 （ 1 ）操作电容器时的注意事项 1 ）正常情况下，全站停电操作，应先拉开电容器断路器，后拉开各出线断路器；恢复送电时，顺序相反。 2 ）事故情况下，全站停电后，必须将电容器的断路器拉开。 3 ）并联电容器组断路器跳闸后，不准强送电；熔丝熔断后，未查明原因前，不准更换熔丝送电。 4 ）并联电容器组，禁止带电荷合闸；再次合闸时，必须在分闸 3 分钟后进行。 5 ）装有并联电阻的断路器不准使用手动操作机构进行合闸。 6 ）高压电容器组外露的导电部分，应有网状遮拦，进行外部巡视时，禁止将运行中电容器组的遮拦打开。 7 ）任何额定电压的电容器组，禁止带电荷合闸，每次断开后重新合闸，须在短路三分钟后（即经过放电后少许时间）方可进行。 8 ）更换电容器的保险丝，应在电容器没有电压时进行。故进行前，应对电容器放电。 （ 2 ）故障处理 1 ）当电容器喷油、爆炸着火时，应立即断开电源，并用砂子或干式灭火器灭火。 2 ）电容器的断路器跳闸，而熔丝未熔断。应对电容器放电 3 分钟后，再检查断路器、电流互感器、电力电缆及电容器外部情况。若未发现异常，则可能是由于外部故障或电压波动所致，可以试投，否则应进一步对保护做全面的通电试验。 3 ）当电容器的熔丝熔断后，应向值班调度员汇报，取得同意后，再切断电源并对电容器放电后，先进行外部检查，如套管的外部有无闪络痕迹、外壳是否变形、漏油及接地装置有无短路等，然后用摇表摇测极间及极对地的绝缘电阻值。如未发现故障迹象，可换熔丝继续投入运行。如经送电后熔丝扔熔断，则应退出故障电容器。 4 ）处理故障电容器应先断开电容器的断路器，拉开断路器两侧的隔离开关。由于电容器组经放电电阻放电后，可能部分残存电荷一时放不完，仍应进行一次人工放电。放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止。尽管如此，在接触故障电容器前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后手动拆卸和更换。 （ 3 ）电容器日常巡视的主要项目 1 ）监视运行电压、电流、温度、 2 ）外壳有无膨胀、渗漏油，附属设备是否完后。 3 ）内部有无异音。 4 ）熔丝是否熔断，放电装置是否良好。 5 ）各处接点有无发热及小火花放电。 6 ）套管是否清洁完整，有无裂纹、闪络现象。 7 ）引线连接处有无松动、脱落或断线，母线各处有无烧伤、过热现象。 8 ）室内通风、外壳接地线是否良好。 9 ）电容器组继电保护运行情况。 关注公众号“优特美尔商城”，获取更多电子元器件知识、电路讲解、型号资料、电子资讯，欢迎留言讨论。