

Chroma Model 19501 局部放電測試儀,Model 19501 可提供交流耐電壓測試(Hipot Test),測量待測物的漏電流(Leakage Current)與電氣閃絡(Flashover),同時提供局部放電(Partial Discharge, PD)測量功能,檢測待測物上局部放電的電荷量(單位:皮庫,pC)。現在熱賣中,如需購買,可通過ai1718的客服熱線聯系我們!
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Chroma Model 19501 局部放電測試儀介紹
致茂(Chroma)19501 局部放電測試儀可提供交流耐電壓測試(Hipot Test),測量待測物的漏電流(Leakage Current)與電氣閃絡(Flashover),同時提供局部放電(Partial Discharge, PD)測量功能,檢測待測物上局部放電的電荷量(單位:皮庫,pC)。對高壓元件與高耐壓絕緣材料進行交流耐電壓與局部放電測試,能確保產品的絕緣品質并提升產品可靠性。
19501 的設計符合 IEC60270 標準對局部放電測量的要求,局部放電量的測量結果以直觀的電荷數(pC)顯示在主機屏幕上。同時,該儀器還參考了 IEC60747 與 VDE0884 標準的要求,將測試方法內置于儀器中,方便用戶操作與設定。
當絕緣體內存在氣泡(Void)或絕緣體間存在氣隙(Air gap)時,在正常工作電壓下,氣泡或氣隙會因電場強度較高而可能引發局部放電(PD)。若電源系統的應用元件(如光耦合器、數字隔離器、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、變壓器、電機等)長時間發生持續性局部放電,絕緣材料會逐漸劣化,最終導致絕緣失效,進而引發人身安全問題。因此,相關標準建議或要求對這類元件執行局部放電檢測。例如,IEC60747-5-5 標準要求光耦合器在生產過程中的例行測試(Routine test)階段必須 100% 執行局部放電(PD)檢測,在zuida絕緣電壓條件下,局部放電量不得超過 5pC,以確保產品在正常工作電壓下不會發生局部放電(PD)。

Model 19501 局部放電測試儀特點
交流高壓輸出與 PD 測量采用主機分離式設計
內置符合標準要求的測試方法
三段電壓測試方法
PD 測量結果以數值形式顯示(單位:pC)
可設定 PD 不良發生次數判定閾值(1-10 次)
USB 畫面擷取功能
圖形化輔助編輯功能
標準 LAN、USB、RS232 遠程控制接口
支持繁體中文 / 簡體中文 / 英文操作界面
電氣放電理論說明
局部放電(Partial Discharge)
當絕緣體內存在氣泡(Void)或絕緣體間存在氣隙(Air gap)時,在正常工作電壓下,氣泡或氣隙容易發生局部放電,導致絕緣劣化,造成絕緣品質異常。為何局部放電易發生在樹脂內的氣泡或漆包線間的氣隙?這是因為空氣的介電系數較低,氣泡或氣隙的電容量比原絕緣材料小,因此會分配到相對更高比例的電壓;且在相同間隙距離條件下,氣泡或氣隙的崩潰電壓低于絕緣材料。這類發生于氣泡或氣隙等局部瑕疵,但與之串聯的絕緣材料仍維持正常狀態的放電現象,稱為局部放電。
對待測物施加足夠的測試電壓時,可利用局部放電偵測功能測量放電電荷量(pC),確認待測物的絕緣材料是否存在絕緣品質異常的潛在風險。因此,通常會施加一個略高于元件zui高額定工作電壓的電壓進行局部放電測試,以確保元件在正常工作電壓下長時間運行的可靠性(無持續性局部放電)。
應用說明
功率元件中的 IGBT 與 SiC-MOSFET 等被廣泛應用于各類領域(如電子產品、工業設備、航空航天、鐵路設備、新能源、智能電網、新能源汽車等),且常被用于高功率 / 大電流的電源轉換 / 控制線路,工作電壓通常為數千伏特。由于這類元件需要頻繁切換導通(ON)/ 關斷(OFF)狀態,模塊中的柵極(Gate)與集電極(Collector)或漏極(Drain)之間,以及模塊與散熱板之間會出現脈沖寬度調制(PWM)高電壓差。當高電壓跨越含有氣泡、氣隙或裂縫的絕緣材料時,極有可能發生局部放電;經過長時間工作后,絕緣材料會逐漸劣化,最終導致絕緣失效,造成產品損壞。
此外,每個模塊的柵極(Gate)與發射極(Emitter)或源極(Source)之間的工作偏壓可能由各自的變壓器提供,而變壓器的一次側與二次側之間也會存在高頻高電壓差。若變壓器一次側與二次側的絕緣能力不足,持續性異常放電的突波可能導致數字控制動作異常及晶體管故障。盡管變壓器使用的線材本身可能具備足夠的耐壓能力(如耐壓 3000V 的線材),但當一次側與二次側的線圈相鄰過近或貼合時,看似線材之間可承受較高耐壓(如 6000V),實際在一般電壓(如 1000V)下工作一段時間后就可能發生故障。這是因為線材絕緣皮的介電系數遠大于空氣,導致空氣間隙的跨電壓 / 分壓比例相對較高;當線材之間空氣間隙的跨電壓達到 > 350V(1 個標準大氣壓下空氣最短距離所需的放電起始電壓)時,線材之間的局部表面會開始發生局部放電。由于線材絕緣皮不會立刻劣化 / 損壞,持續使用一段時間后,絕緣皮會逐步碳化,最終導致變壓器一次側與二次側短路。
光耦合器與數字隔離器被應用于各類需要隔離的環境,當隔離的高電壓跨越含有氣泡或裂縫的絕緣材料時,氣泡或裂縫上可能會產生足夠高的分壓,從而引發局部放電。經過長時間劣化后,絕緣材料會因絕緣失效導致電壓隔離失效。
測量技術
局部放電器校正
局部放電測試設備用于測量與判定微小放電量,其信號極其微弱且快速,同時受待測物實際容量影響。因此,局部放電量測設備必須經過精確校正,才能確保局部放電發生時,高頻放電信號能夠被精準測量。
高壓模塊(A195005 & A195004)
高壓模塊具備高精度與大范圍的局部放電測量能力,可根據待測物的電容值與 PD 放電量測量需求選擇不同模塊:
A195005 具有四個 PD 量測檔位,PD 測量范圍為 1pC - 6000pC
A195004 具有兩個 PD 量測檔位,PD 測量范圍為 1pC - 2000pC
測試結束后,主機會將測量數據與結果直觀地顯示在屏幕上,便于對放電量進行判定與分析。
A195004 的外型采用等腰梯形設計,專為自動機臺應用打造,可使需要多臺測試的自動機臺將高壓模塊進行扇形排列,優化空間利用率。此外,插入式連接設計讓 A195004 更接近測試座,縮短測試線長度(降低線材對測試結果的影響),且高壓模塊插拔便捷,提升了產品維護與維修的便利性。
抗干擾設計
高壓模塊(A195004 & A195005)用于測量元件在測試過程中產生的微小放電量。由于局部放電的放電速度極快(納秒級,nS)、頻率高、信號微弱,周圍環境(如機械運轉、電機運轉或其他噪聲)中的高頻噪聲(如電磁波)容易干擾微小放電量的測量,造成測量誤差,進而影響 PD 的測量與判定。降低并避免局部放電量測回路受到外在環境干擾,是生產業者與自動化設備商面臨的重要課題,也是局部放電測試儀設計技術的一大挑戰。
鑒于測試環境中可能存在不可避免的高頻噪聲,儀器采用測試 & 測量與操作 & 顯示分離式設計,將高壓模塊(負責測試 & 測量)與主機(負責操作 & 顯示)分開。高壓模塊可盡可能靠近待測物進行測量,減少測試線受環境高頻噪聲的干擾;測量線路采用信號隔離設計,使測量回路盡可能最短。此外,低壓回路端使用同軸電纜線隔離環境噪聲,避免測量回路受干擾;同時采用金屬遮罩將待測物與環境噪聲隔離,確保測量精度。
產品應用
相關標準針對特定產品要求 / 建議執行局部放電測試(Partial Discharge Test),并提供局部放電測試電壓(Vpd)的參考公式。局部放電測試通常建議 / 要求將最大額定隔離工作電壓或zui大額定重復峰值隔離電壓(取兩者中較高值)乘以 1.875 倍,作為局部放電測試電壓。
局部放電測試電壓(Vpd)的計算公式
Vpd = F × VIOWM(當 VIOWM > VIORM 時)
F:加嚴常數
常規測試:F = 1.875
樣品測試 & 壽命測試:F = 1.6
耐久性測試后的測試:F = 1.2
VIOWM:zui大額定隔離工作電壓
VIORM:zui大額定重復峰值隔離電壓
三種符合標準的測試
Chroma 19501 內置標準要求的三種測試方法(1、2 與 3),設定畫面下方會顯示示意圖,輔助用戶設定測試參數與選擇測試方法,方便用戶快速上手。
三段電壓測試方法
為滿足制造商在符合標準局部放電測試要求的同時,可根據自身品質要求采用高于標準的測試電壓執行局部放電測試,以提升產品品質,Chroma 19501 新增了三段電壓測試方法(4)與(5)。該測試方法的流程為:xian ji行耐電壓測試(di一段電壓測試),再使用高于標準局部放電測試要求的電壓執行局部放電測試(第二段電壓測試),最后使用符合標準要求的局部放電測試電壓(Vpd)執行局部放電測試(第三段電壓測試)。此方法既能滿足標準要求,又能提升產品品質。
高頻電壓的應用(jin限 A195004)
高頻電壓具有三大優點:
提高輸出電壓頻率可增加電壓峰值出現的頻率,縮短 PD 測試時間,提升產能;
待測物的原始絕緣狀態可能存在不穩定因素(如濕氣、灰塵、毛邊等),導致局部放電起始電壓(PDIV)結果不穩定。為獲得更穩定的 PDIV 結果,可先使用較高頻率的高電壓對待測物的不穩定因素進行預處理 —— 較高電壓可消除不穩定因素,較高頻率可縮短消除時間;
需分析待測物絕緣品質弱點或尋找弱點位置時,可使用較高頻率的高電壓加速待測物絕緣劣化 —— 較高電壓(>PDIV)可使絕緣逐漸劣化,較高頻率可縮短劣化時間。
PD 不良次數判定功能
PD 發生時的信號極其微弱,易受環境高頻噪聲干擾。PD 不良次數判定功能的目的是降低外部噪聲干擾導致的測試結果誤判,確認局部放電確實發生于待測物上,而非環境的一次性干擾。待測物上的局部放電通常會隨電壓周期性變化而發生周期性放電,因此相較于環境高頻噪聲,局部放電更為穩定。
Chroma 19501 以測試電壓的每個半波周期為單位,計數 PD 持續發生且超過電荷量上限(Q Max)的次數。每連續 5 個半波周期內,必須發生超過 2 次電荷量上限(Q Max)的 PD 放電,計數才會累加 —— 即di一次發生超過電荷量上限的 PD 放電后,4 個半波周期內(2 個完整周期)需再發生 1 次,計數才累加;否則計數歸零并重新開始。當計數達到 / 超過設定的次數上限,判定為不良。
HVCC 高壓接觸檢查功能
對高絕緣能力的元件,在高壓輸出前進行接觸檢查至關重要。Chroma 獨特的高壓接觸檢查功能(High Voltage Contact Check: HVCC)采用開爾文(Kelvin)測試方法,在高壓輸出前對高絕緣能力元件進行接觸檢查,以提升測試可靠性與生產效率,
訂購信息
| 產品型號 | 產品名稱 |
|---|---|
| 19501 | 局部放電測試儀 |
| 19501S | 局部放電測試儀(2024/Q4 上市) |
| A195001 | PD 校正器 |
| A195005 | 高壓模塊 |
| A195004 | 高壓模塊 |
Model 19501 局部放電測試器規格
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| 測試計時器(注 1) | 測試時間:0.3 - 99.9 秒,步長 0.1 秒,精度:±(設定值的 0.2% + 10 毫秒); |
| HANDLER 接口 | 36 針 HANDLER 連接器; |
| 遠程接口 | RS-232:編程語言為 SCPI; |
| 存儲功能 | 內置內存:可存儲 200 組儀器設定; |
| 一般規格 | 工作環境:18℃ - 28℃(64℉ - 82℉),相對濕度 ≤ 70%; |
注 1:計時器設定僅適用于單臺主機。
高壓模塊規格(HV Module: A195005 & A195004)
| 項目 | A195005 | A195004 |
|---|---|---|
| 交流輸出電壓 | 電壓范圍:0.10kV - 5.00kV,步長 0.01kV; | 電壓范圍:0.10kV - 10.00kV,步長 0.01kV(50/60Hz);0.1kVac - 5.0kVac(600Hz,注 2); |
| 測量功能 | 電壓顯示精度:±(讀數的 1% + 滿量程的 0.5%),分辨率 10V; | 電壓顯示精度:±(讀數的 1% + 滿量程的 0.5%),分辨率 10V; |
| 局部放電偵測器 | 量程(注 3): | 量程(注 3): |
| 一般規格 | 工作環境:18℃ - 28℃(64℉ - 82℉),相對濕度 ≤ 70%; | 工作環境:18℃ - 28℃(64℉ - 82℉),相對濕度 ≤ 70%; |
注 2:600Hz 頻率下,電壓范圍為 0.1kVac - 5.0kVac。注 3:PD 測量量程由zui大負載電容決定,可用 PD 測量量程會隨電容變化。注 4:PD 測量采用符合 IEC60270 標準的校正脈沖發生器進行驗證,規格中的測量精度定義為校正發生器的相對誤差。
PD 校正器規格(Model: A195001)
| 項目 | 規格 |
|---|---|
| 量程 | 100pC 量程:1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50.0、100.0pC,注入電容:典型值 1pF; |
| 極性 | 正、負 |
| 精度 | ±(讀數的 3% + 0.5pC) |
| 上升時間 | <50nS |
| 脈沖重復頻率 | 100Hz |
| 操作范圍 | 0℃ - 45℃,相對濕度 15% - 95%(≤ 40℃ 時無冷凝) |
| 存儲范圍 | -10℃ - 50℃,相對濕度 ≤ 80% |
| 電源供應 | 9V 電池 |
| 電流消耗 | zui大 50mA |
| 尺寸(寬 × 高 × 深) | 65×150×36.5mm / 2.56×5.91×1.44 英寸 |
| 重量 | 約 500g |