耐压测试分析仪 Model 19055/19055-C

耐压测试分析仪
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耐压测试分析仪
产品特色
  • 500VA输出
  • Floating输出设计,符合EN50191要求
  • Corona电晕放电侦测(19055-C)
  • Flashover电气闪络侦测
  • BDV崩溃电压分析
  • 专利HFCC高频接触侦测
  • 专利OSC开短路侦测
  • GFI人体保护电路
  • 标准RS232&HANDLER界面
  • 可选购GPIB界面
  • 不良时面板锁定功能
  • 可程序电压输出及测试限制值
  • 支持A190301高压扫描治具

功能

  • 耐压测试 
    • 交流5kV/100mA 
    • 直流6kV/25mA
  • 绝缘电阻测试 
    • 5kVmax 
    • 1MΩ~50GΩ

Chroma 19055耐压分析仪为针对耐压测试与分析所设计的设备。其具备500VA大功率,最大输出交流5kV/100mA,符合大功率耐压测试需求,以及符合EN50191的设备要求(详细信息请参考应用文件)。

19055-C系列除了基本的交流耐压、直流耐压、绝缘电阻测试外,加入新研发的电晕放电侦测功能 (Corona Discharge Detection, CDD),可经由崩溃电压分析(Breakdown Voltage Analysis)分别检出:

  • 电晕放电启始电压(Corona discharge Start Voltage, CSV)
  • 电气闪络启始电压(Flashover Start Voltage, FSV)
  • 绝缘崩溃电压(Breakdown Voltage, BDV)

对于测试时的接触检查议题,除原有专利设计OSC开短路侦测(Open Short Check)外,新增高频接触检查(High Frequency Contact Check, HFCC),高压输出前进行接触检查,提升测试可靠度与效率。

为体贴使用者,Chroma 19055置入大型LCD显示屏幕,方便操作与判断。加入GFI 人体保护电路以及Floating安全输出设计,保护操作人员的安全,让您在操作时无后顾之忧。

 量测技术

耐压测试绝缘崩溃(BREAKDOWN) /电气闪络(FLASHOVER) /电晕放电侦测技术(CORONA)

何谓耐压不良? 大部份的电气安规标准叙述为"During the test, no flashover or breakdown shall occur",意指在耐压测试中,不得有电气闪络或绝缘崩溃发生。但现今绝缘失效(Failure)及放电(discharge)已成为各类绝缘材料或耐压零组件最重视的议题。由于放电与绝缘能力之间具有极高的相关性,所以放电侦测不仅是安全议题,更是控制产品质量的主要关键。若依材料放电的性质来分类,放电可分为三种:电晕放电(Corona discharge)、火花放电(Glow discharge)、电弧放电(Arc discharge)。

电晕放电(Corona Discharge)

当二电极间承受较高电压时,电场强度相对较大,当此作用大于气体之电离位能(Ionization Potential),于材料表面气体发生瞬时离子化的现象,此时会有可见光出现以及温升现象。长期的电晕放电与温升可能会造成材料的质变(Qualitative Change),进而导致绝缘劣化 (Insulation Deterioration) ,使得绝缘耐受程度下降,最终发生绝缘失效。图1为电晕放电示意图。由于电晕放电会产生高频的瞬时放电,是可以用高频电量量测的方式侦测。


▲ 图1:电晕放电示意图

火花放电(Glow Discharge)及电弧放电(Arc Discharge)

绝缘材料内部或表面因高电压产生电气放电,待测物失去原有之绝缘特性,形成瞬时或非连续性放电,严重者会导致碳化产生导电通路或产品伤害。如右图2可知,瞬间瞬时的放电并无法以漏电流量判定检出不良,须以测试电压或漏电流之变化率判定检出不良。因此电气闪络(Flashover/ARC)侦测为高压测试不可或缺的检测项目之一。


▲ 图2:瞬间瞬时的放电示意图

针对不同放电的环境,Chroma 19055提供对应的放电特性侦测技术,包含电晕放电(Corona)侦测(19055-C only),电气闪络 (ARC/Flashover)侦测以及漏电流判定(绝缘破坏Breakdown),这些功能可成为研发或品保单位在耐压测试与分析时的最佳利器。


▲ 图3:放电程度分析模式 (DLA)

崩溃电压分析(BREAKDOWN VOLTAGE ANALYSIS, BDV)

被动组件的高压耐受程度(withstanding voltage)决定于材料及制程。为提升组件的绝缘质量及能力,需要分析放电的程度,其包含电晕放电(Corona discharge)、电气闪络(Flashover/ARC)及绝缘破坏(Breakdown)的耐受程度。Chroma 19055耐压分析仪新增崩溃电压分析(Breakdown Voltage Analysis, BDV)功能。经由设定爬升的启始电压、结束电压、次数及时间,进行放电程度分析。

崩溃电压分析(Breakdown Voltage Analysis, BDV)功能提供三阶段判断方式,可设定电晕放电检测(Corona limit)、电气闪络检测(Flashover/ARC)、绝缘崩溃检测(Breakdown, high limit)。当测试中有不良出现时,Chroma 19055会依放电不同阶段的限制值,显示出耐压强度(withstanding voltage),其分别代表电晕放电启始电压(Corona discharge Start Voltage, CSV)、电气闪络启始电压(Flashover Start Voltage, FSV) 以及绝缘崩溃电压(Breakdown Voltage, BDV)。藉由这些测试结果,研究人员可以对产品进行分析与研究,针对组件绝缘较弱的部份进行改善。

防止产品测试时接触失败高频接触检查(HFCC)&开短路侦测(OSC)专利号 254135

高频接触检查功能(High Frequency Contact Check, HFCC) 是 Chroma新研发的接触检查技术。HFCC设计在AC/DC耐压测试项目之中,当耐压测试进行时,一并检查是否有接触不良的问题。HFCC之测试频率提高至约 500KHz,可大幅提升接触检查的准确度,并有效提升产线生产效率。

在耐压测试过程中若发生开路现象,会导致不良品误判为良品;若发生短路现象,可提早得知并筛选,减少对治具设备的伤害,节省测试成本。

一般耐压测试产品皆呈电容性 (Cx),在正常状态下可能在数十 pF至数μ F之间,一旦发生连接断路则会在断路界面形成微小电容量 (图4.2之Cc),一般低于 10pF,而呈现整体电容量远低于正常产品现象。而当待测物短路或接近短路时时则会呈现电容量远高于正常现象。因此可利用电容量变化之上下限值判断,减少产线接触不良的问题发生。


▲ 图4.1:正常测试状态

▲ 图4.2:测试回路开路 Cm = Cc * Cx / (Cc + Cx) << Cx

▲ 图4.3:测试回路短路 Cm >> Cx

人员安全保护设计输出电路功能(FLOATING OUTPUT)与接地失效中断(GROUND FAULT INTERRUPT, GFI)

安规测试的目的是为了保护产品用户的安全。而当作业员在操作仪器时,也需要仪器的保护设计。Chroma 19055拥有二种作业员保护安全设计供选择,分别为浮接输出(Floating Output)及接地失效中断(GFI)设计。

为了让测试人员能安全无虑的使用安规测试设备,Chroma 以全新技术研发Floating 输出电路,并符合EN50191设备安全标准。在Floating输出的状态下,对地具有高阻抗,无论测试人员碰触到任何耐压测试端子,接地的漏电流iH皆不会大于3.5mA,测试人员不会受到电气伤害。如图5所示。

GFI 功能为另一项人体保謢电路。如图6可知,可由电流表A1及A2分别得到i1 及 i2 ; 当操作人员触电时,电流表分别测得不同数值,其差异为i1 - i2 = iH , 当iH过高时,即判定为GFI不良,并会立即切断输出讯号,保障用户的安全。


▲ 图5:Floating 输出电路示意图

▲ 图6:GFI 接地失效中断电路示意图

 产品应用

Chroma 19055-C耐压分析仪具备电晕放电侦测功能(CDD),进行电晕放电侦测,降低客诉发生率。并可使用崩溃电压分析功能(BDV)寻找产品的电晕放电启始电压(CSV)、电气闪络启始电压(FSV)及绝缘崩溃电压(BDV),对于产品研发阶段的绝缘能力验证,以及产品制程的可靠度,提供参考的数据。

常态电压下电晕放电检测

变压器:当电子产品在常态电压使用时,若内部初级电路绝缘不良,导致初级端的绕组长期处于电晕放电状态,在经过一段时间后,必然会影响绝缘能力。电源变压器就是一个例子,目前部份电源变压器之设计,多会保留一组参考线圈予其他电路使用,如图 7.2所示,在长期的 Vpk=750V下,当制作工艺不良, 如绝缘胶带加工不良,套管不良等,导致持续性电晕性放电发生,初级绕阻间的绝缘能力将会有所影响,进而漆包碳化而烧毁。


▲ 图7.1:绝缘胶带加工不良

▲ 图7.2:变压器初级工艺不良,导致绝缘不良

马达:旋转电机类产品如工业用马达或电动车用马达等,由于使用时间较长且使用环境温湿度变化大,需求高耐用性与可靠度。温度与湿度也是影响绝缘的要素,若在线圈与线圈间,及线圈对铁心发生电晕放电,将导致长期的温升与材料质变化,导致绝缘劣化。在耐压测试中加入电晕放电测试功能,提高对绝缘质量的要求,可找出绝缘能力较不佳的产品,有效降低因长期使用而发生的不良机率。


▲ 图8:马达内部电晕放电

电容器/光耦合器/绝缘材料之高压耐受性测试:高压耐受性测试常使用在高压电容器,安规电容器、光耦合器以及绝缘材料之验证。当绝缘介质间因制程导致裂痕或含有气泡时,一旦进行耐压测试,将形成不同的电场状态,进而发生电晕放电现象。长期将导致介质状态变化,而绝缘不良,发生质量议题。


▲ 图9:气泡放电示意图


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耐压测试分析仪 AC/DC/IR    

耐压分析仪 AC/DC/IR (含Corona功能)

8HV 高压扫描治具

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GPIB 界面

ARC (Flashover) 验证治具