本期话题:电子变压器、高频变压器、开关电源的局部放电测试
案例分享
1. 试验目的:协助客户测试6只样品的PDIV和PDEV差异性
2. 测试条件:
测试电压:5.4kV,上升时间:10s
测试时间:30s,下降时间:10s,PDIV≥5kV,起始电量:50PC,
熄灭电量:50pC
3. 测试结果分析
根据测试数据可分析,样品1局部放电指标满足设计要求,样品2-6为不合格产品。(备注:1号样品为进口高频变压器,样品4-6为国内制造商初期产品,样品2-3为改进工艺后产品。最终在厂家4轮更改后,产品局部放电测试样品性能与样品1一致,满足出口要求。)

这是一个非常典型的案例,很好地揭示了局部放电测试在电子变压器(尤其是高压高频变压器)质量控制和可靠性评估中的关键作用。局部放电测试是评估高压变压器绝缘系统长期可靠性和工艺质量的至关重要的“体检”手段。它不是为了测试变压器能否“通电工作”,而是为了预测其在长期高压应力下能“可靠工作多久”。
问
为什么电子变压器要进行局放测试?
1. 揭示肉眼不可见的潜在绝缘缺陷
这是最直接的原因。案例中样品2-6的PDIV(局部放电起始电压)低于5kV的要求,说明这些变压器的绝缘系统存在微小但致命的缺陷。这些缺陷包括:内部气泡或空穴、尖端或毛刺、绝缘材料污染或杂质、工艺不一致等,都会导致绝缘薄弱点。
案例关联: 样品4-6作为国内制造商初期产品,PDIV不合格,直接反映了其生产工艺(如绕线、浸漆)不成熟,存在上述缺陷。样品2-3作为改进工艺后产品,虽然可能有所改善,但PDIV仍未达标,说明改进尚未触及根本问题或新工艺引入了其他缺陷。
2. 预测产品的长期寿命和可靠性
局部放电的破坏性是累积性的。每一次微小的放电都会造成电腐蚀、化学降解、热降解等。这个过程虽然缓慢,但会持续不断地削弱绝缘强度。最终,在长期运行电压下,这个薄弱点会发展成导电通道,导致绝缘完全击穿,变压器短路失效。一个PDIV值低的产品,意味着它在正常工作时就可能已经处于局部放电状态,其寿命会大大缩短。
案例关联: 该变压器要求PDIV ≥ 5kV,意味着其工作电压可能远低于5kV(例如3kV)。如果产品的PDIV只有4kV,那么在3kV下运行可能是安全的(无放电)。但如果另一个产品的PDIV只有2kV,那么它在3kV下就会持续放电,很快损坏。测试确保了产品在额定工作电压下有足够的安全裕量。
3. 评估和优化制造工艺的有效工具
案例中最能体现这一点:“最终在厂家4轮更改后,产品局部放电测试样品性能与样品1一致”。
量化比较: PDIV/PDEV是具体的数值,为工艺改进提供了明确的、可量化的目标。制造商不能只凭“感觉”说工艺改好了,而必须用数据证明PDIV达到了进口样品(样品1)的水平。
问题定位: 通过分析放电信号的特征,有时可以反推缺陷的类型和位置(是绕线问题还是浸漆问题),从而指导工艺改进的方向。
一致性控制: 即使是合格的设计,如果生产工艺波动(如漆膜厚度、浸漆粘度、真空度变化),也会导致产品性能离散。局部放电测试可以筛选出因工艺波动而产生的“次品”,保证出厂产品的一致性。
4. 满足特定应用领域的高可靠性要求
案例中提到“满足出口要求”,这通常意味着产品要用于高端工业设备、医疗设备、新能源(光伏/电动汽车)、轨道交通、航空航天等领域。这些领域对设备的寿命和可靠性要求极高,不允许出现因绝缘问题导致的突然故障。局部放电测试是这类高压元器件必须通过的“门槛”之一。
解决方案
针对上述关键问题,CS1901X系列局部放电安规综合测试仪提供了专业的解决方案。下面将重点介绍仪器的产品特性与核心功能,展示如何满足高标准测试需求。

适用标准
CS1901X系列局部放电安规综合测试仪,通过高灵敏度局部放电(PD)检测技术,量化分析设备在高压、高频工况下的绝缘劣化趋势,为新能源辅助变压器、高频变压器、开关电源等关键部件的绝缘可靠性提供数据支撑,符合IEC60270(GB/T7354)、IEEE 436标准的要求。
产品简介
CS19010/CS19011/CS19013系列局部放电安规综合测试仪是一款适用于高频变压器、线缆、绝缘膜、高压隔离集成电路(如光耦、磁耦、隔离放大器、隔离式数字通信芯片)、半导体高压开关(如IGBT、MOSFET),及高压绝缘组件(如隔离基板)、FIW线(完全绝缘漆包线)、低容值高压电容器等器件耐电压测试+漏电流测试+局部放电测试的综合测量设备,可实现0.1kV~10kV范围内耐压测试、0.1μA~1mA漏电流测试、1pC~10000pC局部放电测试,在发现隐藏在隔离器件/绝缘材料中的弱绝缘缺陷应用中展现出卓越的性能。
产品性能
1.实时的Q/V、Q/t趋势图:可观测实时升降压及测试过程中的局部放电变化趋势;
2.精准的小信号测量:可测量1pC的电量,分辨率0.1pC。细微之处,尽显眼底
3.HVCC检测功能:避免塑封过程及测试夹具因素导致的接触误判;
4.适用性广:可适用于光隔离器、IGBT、电子变压器、高压继电器、定子、线材及绝缘材料的测试;
5.测试设置灵活:可根据测试模式,自由设置测试步骤、参数,适用不同标准测试要求;
6.实时、细致的服务:及时针对客户现场出现的测试及自动化配套问题,提供复杂环境下的测试解决方案。

Q-V趋势图
Q-V趋势图:
横坐标:测试电压,单位kV;纵坐标:放电量,单位pC,
黑线:电压上升过程的放电曲线;红线:电压下降过程的放电曲线
Q-t趋势图:
横坐标:测试时间,单位s;
纵坐标:放电量,单位pC。
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关于长盛
南京长盛仪器有限公司,创立于1994年,是一家集科研、生产与销售于一体的国家高新技术企业。公司近年来积极参与了5项国家标准和1项行业检定规程的制定,拥有3项国家发明专利、5项实用新型专利、2项外观专利和45项软件著作权,并于2020年摘得江宁区科技创新奖。
长盛仪器以科技创新为驱动,持续攻克技术难关,成功开发出一系列具有特色与优势的产品。这些产品广泛应用于新能源锂电池、充电桩、光伏组件的安规测试系统,医用安规测试,程控超高压测试,电容器安规测试,多路安规测试,超高阻计,直流低电阻测试,绕线元件电气安规综合测试,以及硅堆压降测试等多个领域。
2019年,公司推出符合GB9706.202标准的高频医用安规综合测试仪,有力支持高频电刀产业的安规检测。在2020年新冠疫情期间,长盛仪器为医疗设备制造商提供了关键的安规测试支持,赢得广泛认可。
此外,公司还推出了CS19011系列局部放电测试仪。该系列测试仪集成0.1kV至10kV耐电压强度测试、0.01uA至1mA漏电流测试及1pC至10000pC局部放电测试功能,适用于高频变压器、线缆、绝缘膜、光电耦合器、磁耦合器、高压继电器、高压开关、高压IGBT模组等器件与组件的综合安规及局放测试需求。
更多详情,敬请访问官方网站:www.csallwin.com。
