局部放电测试器 19501系列

Chroma 19501 局部放电测试仪可提供交流耐压测试(Hipot Test),测量待测物上的漏电流(Leakage Current)与电气闪络(Flashover),同时还提供局部放电(Partial Discharge,PD)测试,测量待测物上局部放电的电荷量(pC)。对高压元件与高耐压的绝缘材料进行交流耐压与局部放电测试,能够确保产品的绝缘品质并提升产品的可靠度。

产品特点

Chroma 19501 局部放电测试仪可提供交流耐压测试(Hipot Test),测量待测物上的漏电流(Leakage Current)与电气闪络(Flashover),同时还提供局部放电(Partial Discharge,PD)测试,测量待测物上局部放电的电荷量(pC)。对高压元件与高耐压的绝缘材料进行交流耐压与局部放电测试,能够确保产品的绝缘品质并提升产品的可靠度。

19501 的设计符合法规 IEC60270-1 对局部放电量测量的要求。局部放电量的测量结果以直观的电荷量数值(pC)显示在主机屏幕上。同时,也参考了法规 IEC60747 与 VDE0884 的要求,将测试方法设计于仪器内,让使用者可以更便利地进行操作与设定。

当绝缘体内部存在气泡(Void)或绝缘体之间存在气隙(Air gap)时,在正常工作电压下,气泡或气隙处具有较高的电场强度,可能导致局部放电(PD)发生。当电源系统的应用元件(比如:光耦合器、数字隔离器、IGBT、变压器、马达等)长时间发生持续性的局部放电时,绝缘材料会因长时间的劣化而导致绝缘失效,进而造成人身安全问题。因此,法规建议或要求对元件执行局部放电检测。例如:IEC60747-5-5 要求光耦合器在生产过程中(Routine test)必须 执行局部放电(PD)检测,在更大绝缘电压的条件下不可以发生超过 5pC 的局部放电,以确保产品在正常的工作电压下不会发生局部放电(PD)。


参数

A195005重点规格: 可程式交流耐压输出为 0.1kVac~5.0kVac;

高精度及高分辨率电流表测量范围为 0.1μA~3000μA;

局部放电(PD)侦测范围为 1pC~6000pC;

更大可测试电容值为 3nF(典型值);

测试应用包括 IGBT(模块)、SiC-MOSFET(模块)、大型变压器、马达等。 A195004 重点规格(初步): 可程式交流耐压输出为 0.1kVac~10.0kVac;

高精度及高分辨率电流表在 60Hz 时更大测量范围为 0.1μA~30mA,在 600Hz 时更大测量范围为 0.1μA~10mA;

局部放电(PD)侦测范围为 1pC~2000pC;

更大可测试电容值为 100pF(典型值);

具备电气闪络侦测功能(Flashover),测量范围为 0.1mA~20.0mA;

内建 5pC 和 10pC PD 校正器;

具备高压接触检查功能(HVCC);

测试应用包括光耦合器、数字隔离器、控制隔离 IC、隔离型 D/D 电源、小型变压器等。


应用说明

功率元件中的 IGBT 和 SiC-MOSFET 等被应用于各种领域(比如:电子产品、工业设备、航空航天、军用设备、铁路设备、新能源、智能电网、新能源汽车等),并且经常被用于高功率/大电流的电源转换/控制线路。其工作电压通常高达数千伏特,由于会被切换为 ON/OFF 状态,所以在模块中的闸极(Gate)与集极(Collector)或汲极(Drain)之间以及模块与散热板之间会出现 PWM 的高电压差。当高电压跨越含有气泡、气隙或裂缝的绝缘材料时,就有较大的可能性发生局部放电。经过长时间的工作后,会慢慢使绝缘材料逐渐劣化,进而造成绝缘材料的绝缘失效,导致产品损坏。

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另外,每个模块的闸极(Gate)与射极(Emitter)或源极(Source)之间的工作偏压可能由各个独立的变压器提供,而变压器的一次侧与二次侧之间也会存在高频的高电压差。当变压器一二次侧的绝缘能力不足时,持续异常放电的突波可能会使数字控制动作异常并导致晶体管故障。虽然变压器使用的线材本身可能具有足够的耐压能力(比如:耐 3000V 的线材),但是当一二次侧的线圈相邻很近或是靠在一起时,看似线材之间好像可以承受相当高的耐压(比如:6000V),但实际上可能在一般电压(比如:1000V)下工作一段时间后就发生故障了。这是因为一般线材绝缘皮的介电系数都远大于空气,所以使空气间隙的跨电压/分压比例相对较高。当线材之间空气间隙的跨电压达到>350V(在 1atm 下空气最短距离所需的放电起始电压)时,线材之间的局部表面就会开始发生局部放电。由于线材的绝缘皮不会立刻劣化/损坏,所以持续使用一段时间后,线材的绝缘皮才会逐步被碳化,最终导致变压器的一二次侧短路(如图四)。


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光耦合器与数字隔离器被应用于各种需要隔离的环境中。当隔离的高电压跨越含有气泡或裂缝的绝缘材料时,就可能会有足够高的分压在气泡或裂缝上,从而导致发生局部放电。经过长时间的劣化后,由于绝缘材料的绝缘失效而导致电压的隔离失效(如图五)。

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