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。
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)。
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
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)
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。
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 |
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 |
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。
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