您是否也有過不明原因導致高壓產品的異常動作或故障毀損的經驗呢? 以下以一實際高壓測試產品發生案例說明普遍高壓產品存在的局部放電(PD)議題 。

                圖一. 燒毀實例照片                                       圖二. 高壓繼電器的數位控制電路圖

圖一與圖二為高壓輸出繼電器(Relay)控制電路IC燒毀的實際案例。 一般繼電器失效案例，接點問題較為人所知，控制IC故障或數位干擾卻罕為人知，此實例在排除了控制電路設計不良及晶片的功能異常後， 進而檢測繼電器之耐壓與絕緣電阻值也皆在正常範圍內並無異常! 從電路結構分析，來自繼電器接點的高壓對控制線圈的異常放電就成了可疑原因。

一般高壓繼電器(HV Relay)業者只依據規格進行耐壓測試，而無局部放電(Partial Discharge)或電氣閃絡(Flashover)檢測，但以實際市售高壓繼電器所標示耐壓規格14kVdc(該當交流10kVac峯值)為例，經測試後發現一般品局部放電的起始點只有5kVac左右(參考部分市場HV Relay實測分析，局部放電的起始電壓(Partial Discharge Inception Voltage，PDIV)只有在約標示耐壓一半，似乎是此類HV Relay普遍的品質議題，而一般HV Relay絕大多數都沒有PDIV規格)，若真的使用於額定高壓絕大多數都會產生持續性的局部放電。以此案例，設備設計工作電壓5kVac max，繼電器規格接點與線圈間耐壓14kVdc，看似沒有餘裕度不足的問題，但實際分析引起問題的繼電器就發現在5kVac會有數百pC以上的異常局部放電，遠高於正常品所測得數字。

圖三. 一般HV Relay局部放電量V.S.工作電壓曲線圖

此類磁簧管高壓繼電器導致異常局部放電因素，一般有玻璃管沿面氣隙/油汙或是絕緣膠內氣隙或導電性雜質混入。此類異常造成”局部”耐壓問題，所以普遍直流耐壓與絕緣電阻測試是不容易檢出，以交流高靈敏度局部放電檢測器測試產品於規格電壓內無異常局部放電才是比較可靠方式。

圖四. 磁簧管繼電器基本結構示意圖

Chroma 19501系列產品提供AC耐壓測試(10kVac)及局部放電檢測(1pC~2000pC)功能，是高壓產品PD異常檢出的最佳方案。另外，此異常HV Relay之異常位置也成功以Chroma 11802-8kV (10kHz~200kHz)高頻高壓測試產品加速劣化確認。

想要進一步了解Chroma 19501系列局部放電測試器與Chroma 11802搭配A118017高頻高壓測試器的功能及規格說明，請見致茂官網：