L'analizzatore di Chroma 19055 Series Hipot è progettato per il test e l'analisi di Hipot. Ha una potenza di uscita massima di 500VA, un'uscita AC massima di 5kV/100mA e un'uscita flottante per i requisiti della norma EN50191 (Per maggiori informazioni, fare riferimento alle note applicative.)

Il 19055-C include i test ACW/DCW/DCW/IR, ma ha anche una nuova tecnologia di misurazione: lo ione Corona Discharge Detect (CDD). Inoltre, l'analisi della tensione di guasto (BDV) può rilevare i guasti come segue;

• Tensione di avvio di scarica a corona (CSV)
• Tensione di avvio Flashover (FSV)
• Tensione di guasto (BDV)

La serie Chroma 19055 ha anche la funzionalità HFCC (High Frequency Contact Check) e OSC (Open Short Check). Questo aumenta significativamente l'affidabilità e l'efficienza del test attraverso l'applicazione del controllo dei contatti durante il test Hipot.

La serie Chroma 19055 è dotata di un grande schermo LCD che è comodo da usare e giudicare. Inoltre, un circuito di protezione umana GFI e il design con uscita flottante previene l'esposizione degli utenti a rischi elettrici. 

Prova di resistenza dielettrica - Scarico a corona/Flashover/rilevamento guasti

Che cosa significa "resistenza del dielettrico"? La maggior parte dei regolamenti statali: "Durante la prova, non devono verificarsi flashover o guasti.” Oggi, lo studio del guasto di isolamento e della scarica elettrica è molto importante per i materiali isolanti e per i componenti ad alta tensione. Poiché la capacità di scarica elettrica e la capacità di isolamento sono correlate tra loro, il rilevamento del livello di scarica non è solo un problema di sicurezza, ma anche cruciale per la qualità del prodotto. La scarica elettrica può essere suddivisa in 3 gruppi: scarica a corona, scarica a bagliore e scarica ad arco, ciascuno secondo la caratteristica di scarica del materiale.

Scarico Corona

Quando la tensione tra due elettrodi aumenta, il campo elettrico diventa più forte. Se l'intensità del campo elettrico; prodotto dalla corrente, è maggiore del potenziale di ionizzazione dell'aria, ci sarà una ionizzazione temporanea dell'aria in prossimità della superficie dei materiali isolanti. Quando si verifica questa ionizzazione, si produce luce visibile e la temperatura aumenta intorno all'area di scarico. Lo scarico a lungo termine della corona e il calore possono causare una modifica qualitativa del materiale, il deterioramento dell'isolamento e, infine, un guasto dell'isolamento. La scarica a corona, mostrata in Figura 1, è una scarica transitoria ad alta frequenza che può essere rilevata utilizzando misurazioni ad alta frequenza.

▲ Figura 1: Scarico Corona

Scarico a bagliore e scarica ad arco

Quando si applica un'alta tensione ad un materiale isolante, una parte del materiale può avere scariche elettriche. L'alta tensione può far perdere al materiale isolante la sua capacità di isolamento e causare scariche transitorie o discontinue. Questo può formare un percorso conduttivo carbonizzato attraverso l'isolamento o danneggiare il prodotto. Come mostrato in Figura 2, la scarica di bagliore o la scarica ad arco non può essere rilevata solo monitorando la corrente di dispersione, ma può essere rilevata dal rilevamento Flashover - che sta monitorando i tassi di variazione della tensione di prova o della corrente di dispersione. Questo può essere utilizzato per lo smistamento di prodotti difettosi. Il rilevamento Flashover è uno degli elementi di prova più indispensabili nei test di sicurezza elettrica.

▲ Figura 2: Forma d'onda Flashover

La serie Chroma 19055 fornisce l'analisi della tensione di guasto (BDV), che include il rilevamento della scarica a corona (CDD, 19055-C solo), il rilevamento Flashover (ARC) e il rilevamento dei guasti. L'analisi della tensione di guasto (BDV) è il miglior strumento per la ricerca e sviluppo e le prove di assicurazione qualità.

▲ Figura 3: Analisi del livello di scarico (DLA)

Analisi della tensione di guasto (BDV)

La tensione dielettrica dei componenti passivi dipende dai materiali isolanti e dai processi di produzione. Per migliorare la capacità di isolamento, è necessario definire e analizzare il livello di scarico, che combina scarico Corona, Flashover e guasto. La serie Chroma 19055 ha aggiunto l'analisi della tensione di guasto (BDV) che consente agli utenti di programmare la tensione di avvio, la tensione finale, il tempo di prova, le fasi di prova, i limiti di prova e altro ancora per l'analisi.

L'analisi della tensione di guasto (BDV) ha tre livelli di giudizio. Si tratta di Corona Limite, Flashover (limite ARC) e guasto (limite massimo). Quando si verifica una scarica durante la prova, la tensione di tenuta, che dipende dai limiti dei diversi livelli, viene determinata attraverso l'analisi della tensione di guasto (BDV). La tensione di tenuta rappresenta la tensione di avvio a scarica a Corona (CSV) per la caduta del limite di Corona, la tensione di avvio Flashover (FSV) per la caduta del limite ARC e la tensione di guasto (BDV) per la caduta del limite alto. Il personale di ricerca e sviluppo è in grado di ricercare e migliorare la capacità di isolamento raccogliendo i risultati dei test dell'analisi della tensione di guasto (BDV).

Controllo contatti - Controllo contatti ad alta frequenza (HFCC) e controllo cortocircuito aperto (OSC, BREVETTO #: 254135)

Il controllo dei contatti ad alta frequenza (HFCC) è una nuova tecnologia di misura per la funzione di controllo dei contatti. L'HFCC può essere eseguito durante il test dell'Hipot AC/DC. La frequenza di prova HFCC, che è di circa 500 kHz, ha notevolmente migliorato la precisione della funzione di controllo dei contatti e l'efficienza della produzione.

La funzione Open Short Check (OSC) può controllare la presenza di qualsiasi circuito aperto (connessione scadente) o cortocircuito (Short DUT) che si verifica durante il test. Il DUT potrebbe non essere giudicato correttamente se durante il test si verifica un circuito aperto. Inoltre, un DUT in cortocircuito può essere risolto prima di danneggiare l'apparecchio, risparmiando sui costi di prova.

La capacità (Cx) di un prodotto (DUT) può essere da decine di pF a diversi μF in test Hi-pot in condizioni normali. Se il collegamento con il prodotto è scadente o il cavo di collegamento è rotto, una piccola capacità (Cc; mostrato in Figura 4.2), che si forma nella fessura tra le superfici del collegamento scadente, è solitamente inferiore a 10pF. Questa piccola capacità (Cc) rende la capacità equivalente (Cm) del carico inferiore al valore normale della capacità DUT (Cx). Quando il prodotto è corto o quasi corto, la capacità equivalente (Cm) del carico è superiore al valore normale della capacità (Cx). In questo modo il limite alto/basso della capacità (Cx) può essere utilizzato per identificare i problemi di contatto sulla linea di produzione.

▲ Figure 4.1：Normal Condition

▲ Figure 4.2：Open Circuit Cm = Cc * Cx / (Cc + Cx) << Cx

▲ Figure 4.3：Short Circuit Cm >> Cx

Protezioni dell'operatore - Interruzione della messa a terra e dell'uscita flottante (GFI)

Lo scopo dei test di sicurezza elettrica è quello di proteggere gli utenti. Inoltre, gli operatori devono essere protetti dalle apparecchiature di prova durante le operazioni di prova. La serie Chroma 19055 ha due tipi di meccanismi di protezione; uscita flottante e Ground Fault Interrupt (GFI).

Per consentire agli operatori di manipolare il tester in modo sicuro, Chroma ha sviluppato una nuova protezione tecnica: Uscita flottante. Questa protezione è conforme alla norma EN50191; Norma di sicurezza delle apparecchiature. Poiché la corrente di dispersione a terra (i_H) dall'uscita flottante è inferiore a 3,5mA, indipendentemente dal terminale che l'operatore tocca durante il test Hipot, l'operatore non sarà ferito dall'elettricità. (mostrato nella Figura 5).

Ground Fault Interrupt (GFI), sviluppato da Chroma, è un'altra protezione del corpo umano per gli operatori. Le correnti (i1 e i2) possono essere misurate dai contatori di corrente (A1 e A2). Quando la differenza di corrente i_H (i_H=i1-i2), che è la differenza tra i1 e i2, è troppo grande, la protezione GFI interrompe immediatamente la potenza di uscita per proteggere il corpo umano (operatori) da scosse elettriche. (mostrato nella Figura 6).

▲ Figure 5: Floating output

▲ Figure 6: Floating output

Gli analizzatori Hipot Chroma 19055 Series Hipot hanno funzioni per il rilevamento della scarica a corona (CDD) per rilevare la scarica a corona (Solo 19055-C) e l'analisi della tensione di guasto (BDV) per trovare il CSV, FSV e BDV. Questi analizzatori sono in grado di fornire dati utili per verificare la capacità di isolamento del prodotto e l'affidabilità del processo produttivo.

Problema di scarico a corona

Trasformatore: Quando il lato primario di un trasformatore ha un isolamento insufficiente, la scarica a corona si verifica sull'avvolgimento primario in condizioni di utilizzo normale (Figura 7.1). La capacità di isolamento del lato primario diminuirà dopo che lo scarico della corona si è verificato nel tempo. Ad esempio, la maggior parte dei trasformatori di potenza riserva una bobina ausiliaria sul lato primario per l'utilizzo di altri circuiti (Figura 7.2). Quando la tensione di picco (Vpk) tra il pin 1 e il pin 5 è di 750 volt, se il processo di produzione è stato cattivo (ad esempio, cattivo nastro isolante con nastro isolante o un cattivo manicotto di filo), la scarica di Corona si verifica continuamente durante l'uso. La capacità di isolamento dell'avvolgimento primario diminuirà e, alla fine, il trasformatore di potenza brucerà a causa della carbonizzazione smaltata.

▲ Figure 7.1：Corona discharge

▲ Figure 7.2：Primary winding fail cause insulation failure

Motore: I macchinari elettrici rotanti (ad esempio, motori industriali, motori di veicoli elettrici, ecc.) sono spesso utilizzati per lungo tempo in ambienti con grandi variazioni di temperatura e umidità, per cui sono necessarie una lunga durata e affidabilità. La temperatura e l'umidità sono fattori chiave che influenzano la capacità di isolamento. Quando lo scarico della corona si verifica con il passare del tempo, provoca un aumento della temperatura e un cambiamento della qualità del materiale, con conseguente deterioramento dell'isolamento. L'aggiunta di Corona Discharge Detection (CDD) nel test Hipot migliora i requisiti di qualità per l'isolamento, e seleziona anche i prodotti con un isolamento insufficiente per ridurre i tassi di difettosità dovuti all'uso a lungo termine.

▲ Figure 8：Corona discharge in motor

Problema di scarico per condensatore/fotoaccoppiatore/materiale isolante: L'analisi della tensione di guasto (BDV) viene spesso utilizzata per verificare la tensione di tenuta di condensatori ad alta tensione, condensatori di sicurezza, fotoaccoppiatori e materiali isolanti. Quando nel mezzo isolante si creano spazi vuoti o vuoti causati dai processi produttivi, diversi campi elettrici - che si formano all'interno del DUT durante il test Hipot - provocano la scarica di Corona. I cambiamenti del mezzo di isolamento e i problemi di qualità dell'isolamento appaiono dovuti all'uso a lungo termine.

▲ Figure 9：Void discharge