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耐压测试中ARC电弧侦测功能及ARC等级说明

时间:2022-10-24   访问量:1076

测试目的

为了防止人体受到伤害, 单体内如有如下不良 : 螺丝松动, 未锁, 零件脚裂锡, 未焊, 冷焊以及零件脚没有插入孔内, 变压器及零件绝缘度不佳或绝缘间隙距离不够, 螺丝或其它异物掉落其中, FUNCTION测试无法侦测到异常之状态, 因而, 从保护产品质量和产品的安全规则要求的角度出发, 必须要能检测出这些不良, 静态时, 单体内上述不良, 测试设备难找出, 只有将单体放置, 于振动系统中, 上述不良才可通过仪器设备测出来.

 

电弧实际上是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花,其波形如下图B-4-1,图B-4-1(c)中红色圆圈处为几个电弧电流波形。影响电弧的因素有电压、距离、电流、材料的污染等级等。

电弧波形示意图.jpg

电弧波形示意图

 耐压测试

  耐压测试是对各种电气设备、绝缘材料和绝缘结构等的抗电性能进行检测和试验的措施。是对电气强度的考核,电气强度是指各种低压电器装置、绝缘材料和绝缘结构的抗电性能(耐压能力),耐压测试通过在绝缘体上施加规定的工频试验电压来考核其抗电性能;其测试的目的是:

 

  绝缘强度好坏的判定依据是耐压测试期间不应出现异常声响,也不应出现飞弧或击穿现象。目前耐压测试仪一般通过"测量流过绝缘体的电流有效值 (频率为工频50Hz或60Hz)"来判断绝缘特性是否符合要求;这种方法可以有效检出绝缘体中电流的变化或直接击穿的缺陷,但很难检测出因电气间隙和爬电距离不够而产生的飞弧、放电或火花放电等缺陷,这些缺陷会产生频率多在(3k~250k)Hz范围内的脉冲电流,而电流有效值测量无法识别,因此需要借助电弧侦测来识别这些绝缘缺陷。

 

测试原理

1、 HI-POT TEST<高压绝缘测试>: 利用高压加于某一有绝缘程度的物体两端, 通过漏电流的大小来判知物体之间绝缘性是否达到其绝缘的规格之要求, 在此, 我们是把单体的NEVTRAL与LINE短路接于高压HV端, 输出端与地线短路接向RETURN端, 加入高压, 量测漏电流之大小, 来判定输入端与输出端, 以及输入端对接地端绝缘度是否符合安全规格之要求。

2、 ARCING TEST(电弧测试):当高压的两端靠很近时,会有尖端放电现象产生,此一现象经长时间的发生将可能对产品产生很大的伤害,较常见的现象有,当要组件两端加高压时,组件脚有一个未焊住,但与焊点有接触,在振动时,偶尔脱开很小幅度,从而产生尖端放电或有些组件绝缘层有少许的刮伤。

ARCING定义:ARC为一物理现象,通常是指两端点之间,因距离不够或介质存在,  而在通电时产生的一个跳火现象,此跳火现象通常为非连续性的, ARCING侦测的目的:ARC的产生,并不会造成产品立即故障或对人体伤害的问题,但它会随使用时的的增长,而造成两端点间的绝缘日益破坏,进而造成机器的故障或对人体的危害,例如”SPS内的PCB的螺丝锁紧,可能会因工作一段时间后,中间介质阻抗改变,造成浮动电位,进一步破坏PCB内部组件,或因ARC的产生,影响SPS的正常工作.因此ARC侦测的目的在防患未然,也可说是产品可靠度试验。

ARC侦试线路原理:在ARC的定义列ARC为非连续性的,且约为1KHZ以上的PLUSE OR SPIKE 的高频信号,因此ARC侦测线路原理如下:

   从被测物电流讯号经过两回路,一为20—PASS  FILTER,20—PASS  FIELTER 

   是将电流信号转换成RMS值,以便量测与判定,HI—PASS  FILTER则是当被测物电  

   流信号有ARC(高频信号)产生时,将低频滤掉,只留高频信号,并经过量测与判别,以上为ARC侦测线路原理.

  ARC功能侦测计算:ARC的产生与两端点间的电压与距离有关,因此,ARC的产生

   通常在高压时产生,也就是在波峰产生,并且ARC的高频讯号也是载在波峰上故计算与量测方式都是以MHP:

例(一):

      测试电压AC1250VAC时:

      VP=1250*√2=1768V,以电阻500KΩ做介质

      GAP=两端点距离调整至ARC刚好产生,约0.5MM左右

      因此,ARC电流为I=V/R=1768/1500K=3.5MAP

从上述来看,可欧姆定律来计算,但此为理论值,故我们必须考虑各种误差的可能,如GAP大小,电阻含性等因素.


ARC常见的应用
“ARC”通常发生在高压通过弱绝缘的地方,例如,如果在耐压测试过程中出现电气或绝缘问题,就会出现瞬态电压或电流峰值。例如,在电机的耐压试验中,如果隔板之间的绝缘存在针孔等缺陷,则可能会产生电弧,并且可能因发热而降低绝缘能力。

电弧ARC插图 (1).png



电弧侦测有三种常见的模式:

1、检测到电弧后立即停止;2、检测并继续测试;3检测并结束测试。

电弧侦测功能,可以检查是否发生电弧放电,从而在生产过程中建立低成本的电弧侦测机制。

电弧ARC插图 (2).png

电弧侦测等级:

电弧侦测灵敏度设定

侦测峰值电流值

Level 9

2.8mApeak

Level 8

5.5mApeak

Level 7

7.7mApeak

Level 6

10mApeak

Level   5(出厂默认值)

12mApeak

Level 4

14mApeak

Level 3

16mApeak

Level 2

18mApeak

Level 1

20mApeak


仪器电弧失效报警显示的意义:

例如,仪器设定ARC ON时,并且选定ARC 灵敏度为出厂默认值5时,仪器检测DUT报警提示 ARC Fail,意味着仪器侦测到该被测物(DUT)内部,被侦测到一个峰值大于12mApeak,频率大于10KHz的高频电弧脉冲。

程控 耐压测试仪 出厂电弧灵敏度的默认值为5,是因为我们经过统计,而且一些客户也经过长时间的使用后统计的结果,认为5是比较可以接受的一个数字,灵敏度太高可能造成不良率高,不符合成本平衡,太低又可能对产品的品质留下长远的忧患。因此如何选择灵敏度级别,应该由用户自己根据产品特性经过一段时间的统计,充分考虑了不良率高低的情况等各种因子,来决定灵敏度高低。



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