2015
2015
HiPot-Analysatoren
2015/06/08

Dieser Artikel stellt die Chroma 19055-Serie der HiPot-Analysatoren vor, die für HiPot-Prüfungen und Analyseanwendungen entwickelt wurden. Die Analysatoren sind mit neuen Messtechnologien ausgestattet wie Corona-Entladungserkennung (CDD) und Corona-Entladungs-Startspannung (CSV).

Für die Kontaktprüfung während der HiPot-Prüfung ist die Chroma 19055-Serie mit einer neuen Funktion der Hochfrequenz-Kontaktprüfung (HFCC) ausgestattet, neben der offenen Stromkreis-/Kurzschlussprüfung (OSC). Die Durchführung einer Kontaktprüfung während einer HiPot-Prüfung kann Testverlässlichkeit und -effizienz deutlich steigern. Aus praktischen Gründen wurde das Chroma 19055 mit einer großen LCD-Bildschirmanzeige für die Bedienung und die Ergebnisanzeige ausgestattet. Zudem schützen ein FI-Schutzschalter-Stromkreis zum Schutz von Menschen und ein potenzialfreier Sicherheitsausgang das Bedienungspersonal vor elektrischen Gefahren. Weitere untergeordnete Funktionen sind programmierbare Spannung, Zeitparameter, Stromgrenze und mehr. Das Chroma 19055 kann die Testverlässlichkeit und die Produktqualität steigern und verhindern, dass mangelhafte Produkte die Qualitätsverifizierung bestehen.

Anwendungen

Motor
Die Chroma 19055-Serie mit einer Ausgangsnennleistung von 500 VA kann für die Prüfung und Analyse der Spannungsfestigkeit von Hochstrom und Verluststrom für Produkte wie Motorständer und Motorläufer mit hoher Parasitärkapazität eingesetzt werden. Corona-Erkennung kann für Windungsprüfungen oder Windung-Körperprüfungen verwendet werden, um zu verhindern, dass die Wicklungsisolierung aufgrund einer Corona-Entladung ausfällt.

Transformator
Wenn bei normaler Nutzung eine Corona-Entladung auf der Primärseite eines Transformators auftritt, können die benachbarten Komponenten beschädigt werden. Das Chroma 19055-C verfügt über eine Funktion zur Corona-Entladungserkennung (CDD), mit deren Hilfe die Produktqualität verbessert werden kann. Hochspannungskondensator, Optokoppler und Isoliermaterial Wenn während der Formgebung Zwischenräume, Leerstellen oder Unreinheiten bei der Produktion auftreten, kann die Isolierfähigkeit beeinträchtigt sein. Die Corona-Entladungserkennung (CDD) im 19055-C kann das Auftreten einer Corona-Entladung erkennen und die Produktqualität verbessern. Mit Hilfe der CDD-Funktion sind die F&E-Techniker in der Lage, die Produkte auf Komponenten mit schlechter Isolierung zu analysieren und die Qualität zu verbessern.

Dielektrische Festigkeitsprüfung – Überschlags-/Durchschlags-/Corona-Entladungserkennung

Was bedeutet dielektrische Festigkeit? In den meisten Vorschriften steht: „Während der Prüfung darf kein Durchschlag oder Überschlag auftreten.“ Heutzutage ist die Erforschung von Isolierausfällen und elektrischen Entladungen in Bezug auf Isoliermaterialien und Hochspannungskomponenten sehr wichtig geworden. Da ein Bezug zwischen elektrischer Entladung und Isoliervermögen besteht, ist die Erkennung des Entladeniveaus nicht nur ein Sicherheitsthema, sondern auch bedeutsam für die Produktqualität. Die elektrische Entladung kann in 3 Gruppen unterteilt werden: Corona-Entladung, Glimmentladung und Lichtbogenentladung entsprechend den Entlademerkmalen von bestimmten Materialien.

Corona Discharge
Figure 1: Corona Discharge

Corona-Entladung: Wenn zwei Elektroden einer höheren Spannung widerstehen, wird das elektrische Feld stärker. Ist die Stärke des vom Strom erzeugten elektrischen Feldes stärker als das Ionisationspotenzial von Luft, kommt es auf der Oberfläche des Isoliermaterials zu einer temporären Ionisation von Luft, zu einer sichtbaren Lichtabgabe und einem Temperaturanstieg um den Entladebereich. Eine lang anhaltende Corona-Entladung mitsamt einem Temperaturanstieg kann die Materialqualität verändern, die Isolierung schwächen und schließlich einen Isolierausfall herbeiführen. Abbildung 1 zeigt eine Corona-Entladung. Die Corona-Entladung ist ein Hochfrequenzphänomenon, das mit Hochfrequenzmessungen erkennbar wird.

Glimmentladung und Lichtbogenentladung: Wird Hochspannung an ein Isoliermaterial angelegt, könnten sich seine inneren und äußeren Bereiche elektrisch entladen. Hochspannung könnte dazu führen, dass das Isoliermaterial seine Isolierfähigkeit verliert und eine transiente oder diskontinuierliche Entladung verursacht, die eine ausgekohlte Leiterbahn ausbilden und das Produkt beschädigen könnte. Durchschlags-/Lichtbogenentladung kann nicht nur durch Überwachung des Verluststroms festgestellt werden. Es werden die Änderungsraten der Prüfspannung oder des Verluststroms überwacht, um mangelhafte Produkte auszusieben. Durchschlagserkennung ist einer der unverzichtbarsten Prüfpunkte bei der elektrischen Sicherheitsprüfung.


Figure 2: Flashover Waveform

Die Chroma 19055-Serie bietet eine Analyse des Entladeniveaus, einschließlich Corona-Entladungserkennung (nur 19055-C), Lichtbogen-/Durchschlagserkennung sowie Überschlagserkennung, für unterschiedliche elektrische Entlademerkmale. Diese Funktionen stellen einige der besten Werkzeuge für die Forschung und die Qualitätssicherung dar.

Kontaktprüfung – Hochfrequenz-Kontaktprüfung (HFCC, angemeldetes Patent) und Offener-Stromkreis-/Kurzschlussprüfung (OSC)

Die OSC-Funktion kann jegliche offenen (schlechte Verbindung) oder kurzgeschlossenen (DUT-Kurzschluss) Ereignisse prüfen und melden, die während einer Prüfung auftreten. Wenn ein DUT während der Prüfung einen offenen Stromkreis aufweist, könnte das Gerät fälschlicherweise als gut eingestuft werden. Wenn ein DUT einen kurzgeschlossenen Stromkreis aufweist, kann die OSC-Funktion ihn herausfiltern, um die Beschädigung einer Vorrichtung zu verhindern, was Kosten für die Prüfung spart.

Im Allgemeinen besitzen in der HiPot-Prüfung befindliche Produkte eine Kapazität (CX). Unter normalen Bedingungen kann CX das Zehnfache von pF bis hin zum Mehrfachen von μF betragen. Wird die Stromkreisverbindung unterbrochen, bildet sich an der unterbrochenen Schnittstelle eine kleine Kapazität (Cc in Abbildung 3.2) aus, die in der Regel niedriger als 10 pF ist. Dadurch fällt die Gesamtkapazität des Produkts unter den Normalwert. Die Kapazität eines Produkts kann höher als normal sein, wenn das Produkt kurzgeschlossen oder fast kurzgeschlossen ist. Demzufolge kann mit der Ober-/Untergrenze der Kapazitätsvariation das Kurzschlussproblem kenntlich gemacht werden.