本期話題:電子變壓器、高頻變壓器、開關電源的局部放電測試
案例分享
1. 試驗目的:協助客戶測試6只樣品的PDIV和PDEV差異性
2. 測試條件:
測試電壓:5.4kV,上升時間:10s
測試時間:30s,下降時間:10s,PDIV≥5kV,起始電量:50PC,
熄滅電量:50pC
3. 測試結果分析
根據測試數據可分析,樣品1局部放電指標滿足設計要求,樣品2-6為不合格產品。(備注:1號樣品為進口高頻變壓器,樣品4-6為國內制造商初期產品,樣品2-3為改進工藝后產品。最終在廠家4輪更改后,產品局部放電測試樣品性能與樣品1一致,滿足出口要求。)

這是一個非常典型的案例,很好地揭示了局部放電測試在電子變壓器(尤其是高壓高頻變壓器)質量控制和可靠性評估中的關鍵作用。局部放電測試是評估高壓變壓器絕緣系統長期可靠性和工藝質量的至關重要的“體檢”手段。它不是為了測試變壓器能否“通電工作”,而是為了預測其在長期高壓應力下能“可靠工作多久”。
問
為什么電子變壓器要進行局放測試?
1. 揭示肉眼不可見的潛在絕緣缺陷
這是最直接的原因。案例中樣品2-6的PDIV(局部放電起始電壓)低于5kV的要求,說明這些變壓器的絕緣系統存在微小但致命的缺陷。這些缺陷包括:內部氣泡或空穴、尖端或毛刺、絕緣材料污染或雜質、工藝不一致等,都會導致絕緣薄弱點。
案例關聯: 樣品4-6作為國內制造商初期產品,PDIV不合格,直接反映了其生產工藝(如繞線、浸漆)不成熟,存在上述缺陷。樣品2-3作為改進工藝后產品,雖然可能有所改善,但PDIV仍未達標,說明改進尚未觸及根本問題或新工藝引入了其他缺陷。
2. 預測產品的長期壽命和可靠性
局部放電的破壞性是累積性的。每一次微小的放電都會造成電腐蝕、化學降解、熱降解等。這個過程雖然緩慢,但會持續不斷地削弱絕緣強度。最終,在長期運行電壓下,這個薄弱點會發展成導電通道,導致絕緣完全擊穿,變壓器短路失效。一個PDIV值低的產品,意味著它在正常工作時就可能已經處于局部放電狀態,其壽命會大大縮短。
案例關聯: 該變壓器要求PDIV ≥ 5kV,意味著其工作電壓可能遠低于5kV(例如3kV)。如果產品的PDIV只有4kV,那么在3kV下運行可能是安全的(無放電)。但如果另一個產品的PDIV只有2kV,那么它在3kV下就會持續放電,很快損壞。測試確保了產品在額定工作電壓下有足夠的安全裕量。
3. 評估和優化制造工藝的有效工具
案例中最能體現這一點:“最終在廠家4輪更改后,產品局部放電測試樣品性能與樣品1一致”。
量化比較: PDIV/PDEV是具體的數值,為工藝改進提供了明確的、可量化的目標。制造商不能只憑“感覺”說工藝改好了,而必須用數據證明PDIV達到了進口樣品(樣品1)的水平。
問題定位: 通過分析放電信號的特征,有時可以反推缺陷的類型和位置(是繞線問題還是浸漆問題),從而指導工藝改進的方向。
一致性控制: 即使是合格的設計,如果生產工藝波動(如漆膜厚度、浸漆粘度、真空度變化),也會導致產品性能離散。局部放電測試可以篩選出因工藝波動而產生的“次品”,保證出廠產品的一致性。
4. 滿足特定應用領域的高可靠性要求
案例中提到“滿足出口要求”,這通常意味著產品要用于高端工業設備、醫療設備、新能源(光伏/電動汽車)、軌道交通、航空航天等領域。這些領域對設備的壽命和可靠性要求極高,不允許出現因絕緣問題導致的突然故障。局部放電測試是這類高壓元器件必須通過的“門檻”之一。
解決方案
針對上述關鍵問題,CS1901X系列局部放電安規綜合測試儀提供了專業的解決方案。下面將重點介紹儀器的產品特性與核心功能,展示如何滿足高標準測試需求。

適用標準
CS1901X系列局部放電安規綜合測試儀,通過高靈敏度局部放電(PD)檢測技術,量化分析設備在高壓、高頻工況下的絕緣劣化趨勢,為新能源輔助變壓器、高頻變壓器、開關電源等關鍵部件的絕緣可靠性提供數據支撐,符合IEC60270(GB/T7354)、IEEE 436標準的要求。
產品簡介
CS19010/CS19011/CS19013系列局部放電安規綜合測試儀是一款適用于高頻變壓器、線纜、絕緣膜、高壓隔離集成電路(如光耦、磁耦、隔離放大器、隔離式數字通信芯片)、半導體高壓開關(如IGBT、MOSFET),及高壓絕緣組件(如隔離基板)、FIW線(完全絕緣漆包線)、低容值高壓電容器等器件耐電壓測試+漏電流測試+局部放電測試的綜合測量設備,可實現0.1kV~10kV范圍內耐壓測試、0.1μA~1mA漏電流測試、1pC~10000pC局部放電測試,在發現隱藏在隔離器件/絕緣材料中的弱絕緣缺陷應用中展現出卓越的性能。
產品性能
1.實時的Q/V、Q/t趨勢圖:可觀測實時升降壓及測試過程中的局部放電變化趨勢;
2.精準的小信號測量:可測量1pC的電量,分辨率0.1pC。細微之處,盡顯眼底
3.HVCC檢測功能:避免塑封過程及測試夾具因素導致的接觸誤判;
4.適用性廣:可適用于光隔離器、IGBT、電子變壓器、高壓繼電器、定子、線材及絕緣材料的測試;
5.測試設置靈活:可根據測試模式,自由設置測試步驟、參數,適用不同標準測試要求;
6.實時、細致的服務:及時針對客戶現場出現的測試及自動化配套問題,提供復雜環境下的測試解決方案。

Q-V趨勢圖
Q-V趨勢圖:
橫坐標:測試電壓,單位kV;縱坐標:放電量,單位pC,
黑線:電壓上升過程的放電曲線;紅線:電壓下降過程的放電曲線
Q-t趨勢圖:
橫坐標:測試時間,單位s;
縱坐標:放電量,單位pC。
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關于長盛
南京長盛儀器有限公司,創立于1994年,是一家集科研、生產與銷售于一體的國家高新技術企業。公司近年來積極參與了5項國家標準和1項行業檢定規程的制定,擁有3項國家發明專利、5項實用新型專利、2項外觀專利和45項軟件著作權,并于2020年摘得江寧區科技創新獎。
長盛儀器以科技創新為驅動,持續攻克技術難關,成功開發出一系列具有特色與優勢的產品。這些產品廣泛應用于新能源鋰電池、充電樁、光伏組件的安規測試系統,醫用安規測試,程控超高壓測試,電容器安規測試,多路安規測試,超高阻計,直流低電阻測試,繞線元件電氣安規綜合測試,以及硅堆壓降測試等多個領域。
2019年,公司推出符合GB9706.202標準的高頻醫用安規綜合測試儀,有力支持高頻電刀產業的安規檢測。在2020年新冠疫情期間,長盛儀器為醫療設備制造商提供了關鍵的安規測試支持,贏得廣泛認可。
此外,公司還推出了CS19011系列局部放電測試儀。該系列測試儀集成0.1kV至10kV耐電壓強度測試、0.01uA至1mA漏電流測試及1pC至10000pC局部放電測試功能,適用于高頻變壓器、線纜、絕緣膜、光電耦合器、磁耦合器、高壓繼電器、高壓開關、高壓IGBT模組等器件與組件的綜合安規及局放測試需求。
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