致茂Chroma 19055/19055-C 耐壓測試儀

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致茂Chroma 19055/19055-C 耐壓測試儀

主要特色：

• 500VA 輸出
• Floating 輸出設(shè)計，符合EN50191要求
• Corona 電暈放電偵測(19055-C)
• Flashover 電氣閃絡(luò)偵測
• BDV崩潰電壓分析
• 專利 HFCC高頻接觸偵測
• 專利 OSC開短路偵測
• GFI人體保護電路
• 標準RS232&HANDLER介面
• 可選購GPIB介面
• 不良時面板鎖定功能
• 可程式電壓輸出及測試限制值
• 支援 A190301 高壓掃描治具

功能

• 耐壓測試 
  - 交流 5kV/100mA 
  - 直流 6kV/25mA
• 絕緣電阻測試 
  - 5kVmax 
  - 1MΩ~50GΩ

Chroma 19055 耐壓分析儀為針對耐壓測試與分析所設(shè)計的設(shè)備。其具備500VA大功率，大輸出交流5kV/100mA，符合大功率耐壓測試需求，以及符合EN50191的設(shè)備要求(詳細資訊請參考應(yīng)用文件)。

19055-C系列除了基本的交流耐壓、直流耐壓、絕緣電阻測試外，加入新研發(fā)的電暈放電偵測功能 (Corona Discharge Detection, CDD)，可經(jīng)由崩潰電壓分析 (Breakdown Voltage Analysis)分別檢出 :
- 電暈放電啟始電壓(Corona discharge Start Voltage, CSV)
- 電氣閃絡(luò)啟始電壓(Flashover Start Voltage, FSV)
- 絕緣崩潰電壓(Breakdown Voltage, BDV)

對於測試時的接觸檢查議題，除原有專利設(shè)計OSC開短路偵測 (Open Short Check)外，新增高頻接觸檢查 (High Frequency Contact Check, HFCC) ，高壓輸出前進行接觸檢查，提升測試可靠度與效率。

為體貼使用者，Chroma 19055置入大型LCD顯示屏幕，方便操作與判斷。加入GFI 人體保護電路以及Floating安全輸出設(shè)計，保護操作人員的安全，讓您在操作時無後顧之憂。

量測技術(shù)

耐壓測試絕緣崩潰(BREAKDOWN) /電氣閃絡(luò)(FLASHOVER) /電暈放電偵測技術(shù)(CORONA)
何謂耐壓不良? 大部份的電氣安規(guī)標準敘述為"During the test, no flashover or breakdown shall occur"，意指在耐壓測試中，不得有電氣閃絡(luò)或絕緣崩潰發(fā)生。但現(xiàn)今絕緣失效(Failure)及放電(discharge)已成為各類絕緣材料或耐壓零組件重視的議題。由於放電與絕緣能力之間具有極高的相關(guān)性，所以放電偵測不僅是安全議題，更是控制產(chǎn)品品質(zhì)的主要關(guān)鍵。若依材料放電的性質(zhì)來分類，放電可分為三種 : 電暈放電(Corona discharge)、火花放電(Glow discharge)、電弧放電(Arc discharge) 。

電暈放電(Corona Discharge): 當二電極間承受較高電壓時，電場強度相對較大，當此作用大於氣體之電離位能(Ionization Potential) ，於材料表面氣體發(fā)生暫態(tài)離子化的現(xiàn)象，此時會有可見光出現(xiàn)以及溫升現(xiàn)象。長期的電暈放電與溫升可能會造成材料的質(zhì)變(Qualitative Change)，進而導致絕緣劣化 (Insulation Deterioration) ，使得絕緣耐受程度下降，終發(fā)生絕緣失效。圖1為電暈放電示意圖。由於電暈放電會產(chǎn)生高頻的暫態(tài)放電，是可以用高頻電量量測的方式偵測。

▲ 圖一: 電暈放電示意圖

火花放電(Glow Discharge) 及電弧放電(Arc Discharge): 絕緣材料內(nèi)部或表面因高電壓產(chǎn)生電氣放電，待測物失去原有之絕緣特性，形成暫態(tài)或非連續(xù)性放電，嚴重者會導致碳化產(chǎn)生導電通路或產(chǎn)品傷害。如右圖2可知，瞬間暫態(tài)的放電並無法以漏電流量判定檢出不良，須以測試電壓或漏電流之變化率判定檢出不良。因此電氣閃絡(luò)(Flashover/ARC)偵測為高壓測試*的檢測項目之一。

▲ 圖二: 瞬間暫態(tài)的放電示意圖

針對不同放電的環(huán)境，Chroma 19055提供對應(yīng)的放電特性偵測技術(shù)，包含電暈放電(Corona)偵測(19055-C only)，電氣閃絡(luò) (ARC/Flashover) 偵測以及漏電流判定 (絕緣破壞Breakdown)，這些功能可成為研發(fā)或品保單位在耐壓測試與分析時的蕞佳利器。

▲ 圖三: 放電程度分析模式 (DLA)

崩潰電壓分析(BREAKDOWN VOLTAGE ANALYSIS, BDV) 

被動元件的高壓耐受程度 (withstanding voltage)決定於材料及製程。為提升元件的絕緣品質(zhì)及能力，需要分析放電的程度，其包含電暈放電 (Corona discharge)、電氣閃絡(luò) (Flashover/ARC)及絕緣破壞 (Breakdown)的耐受程度。 Chroma 19055耐壓分析儀新增崩潰電壓分析(Breakdown Voltage Analysis, BDV)功能。經(jīng)由設(shè)定爬升的啟始電壓、結(jié)束電壓、次數(shù)及時間，進行放電程度分析。

崩潰電壓分析 (Breakdown Voltage Analysis, BDV)功能提供三階段判斷方式，可設(shè)定電暈放電檢測 (Corona limit)、電氣閃絡(luò)檢測(Flashover/ARC)、絕緣崩潰檢測 (Breakdown, high limit)。當測試中有不良出現(xiàn)時， Chroma 19055會依放電不同階段的限制值，顯示出耐壓強度 (withstanding voltage)，其分別代表電暈放電啟始電壓 (Corona discharge Start Voltage, CSV)、電氣閃絡(luò)啟始電壓 (Flashover Start Voltage, FSV) 以及絕緣崩潰電壓 (Breakdown Voltage, BDV)。藉由這些測試結(jié)果，研究人員可以對產(chǎn)品進行分析與研究，針對元件絕緣較弱的部份進行改善。

防止產(chǎn)品測試時接觸失敗高頻接觸檢查 (HFCC) &開短路偵測(OSC)專利號 254135

高頻接觸檢查功能 (High Frequency Contact Check, HFCC) 是 Chroma新研發(fā)的接觸檢查技術(shù)。 HFCC設(shè)計在AC/DC耐壓測試項目之中，當耐壓測試進行時，一併檢查是否有接觸不良的問題。 HFCC之測試頻率提高至約 500KHz，可大幅提升接觸檢查的準確度，並有效提升產(chǎn)線生產(chǎn)效率。

在耐壓測試過程中若發(fā)生開路現(xiàn)象，會導致不良品誤判為良品 ;若發(fā)生短路現(xiàn)象，可提早得知並篩選，減少對治具設(shè)備的傷害，節(jié)省測試成本。

一般耐壓測試產(chǎn)品皆呈電容性 (Cx)，在正常狀態(tài)下可能在數(shù)十 pF至數(shù)μ F之間，一旦發(fā)生連接斷路則會在斷路界面形成微小電容量 (圖4.2之Cc)，一般低於 10pF，而呈現(xiàn)整體電容量遠低於正常產(chǎn)品現(xiàn)象。而當待測物短路或接近短路時時則會呈現(xiàn)電容量遠高於正常現(xiàn)象。因此可利用電容量變化之上下限值判斷，減少產(chǎn)線接觸不良的問題發(fā)生。

人員安全保護設(shè)計輸出電路功能 (FLOATING OUTPUT) 與接地失效中斷 (GROUND FAULT INTERRUPT, GFI)

安規(guī)測試的目的是為了保護產(chǎn)品使用者的安全。而當作業(yè)員在操作儀器時，也需要儀器的保護設(shè)計。Chroma 19055擁有二種作業(yè)員保護安全設(shè)計供選擇，分別為浮接輸出 (Floating Output) 及接地失效中斷 (GFI) 設(shè)計。

為了讓測試人員能安全無慮的使用安規(guī)測試設(shè)備，Chroma 以全新技術(shù)研發(fā)Floating 輸出電路，並符合EN50191 設(shè)備安全標準。在Floating 輸出的狀態(tài)下，對地具有高阻抗，無論測試人員碰觸到任何耐壓測試端子，接地的漏電流 iH皆不會大於3.5mA，測試人員不會受到電氣傷害。如圖5所示。

GFI 功能為另一項人體保謢電路。如圖6可知，可由電流表A1及A2 分別得到 i1 及 i2 ; 當操作人員觸電時，電流表分別測得不同數(shù)值，其差異為 i1 - i2 = iH , 當 iH過高時，即判定為 GFI 不良，並會立即切斷輸出訊號，保障使用者的安全。

產(chǎn)品應(yīng)用

Chroma 19055-C耐壓分析儀具備電暈放電偵測功能 (CDD)，進行電暈放電偵測，降低客訴發(fā)生率。並可使用崩潰電壓分析功能 (BDV)尋找產(chǎn)品的電暈放電啟始電壓 (CSV)、電氣閃絡(luò)啟始電壓 (FSV)及絕緣崩潰電壓 (BDV)，對於產(chǎn)品研發(fā)階段的絕緣能力驗證，以及產(chǎn)品製程的可靠度，提供參考的數(shù)據(jù)。

常態(tài)電壓下電暈放電檢測 
變壓器: 當電子產(chǎn)品在常態(tài)電壓使用時，若內(nèi)部初級電路絕緣不良，導致初級端的繞組長期處於電暈放電狀態(tài)，在經(jīng)過一段時間後，必然會影響絕緣能力。電源變壓器就是一個例子，目前部份電源變壓器之設(shè)計，多會保留一組輔助線圈予其他電路使用，如圖 7.2所示，在長期的 Vpk=750V下，當製作工藝不良， 如絕緣膠帶加工不良，套管不良等，導致持續(xù)性電暈性放電發(fā)生，初級繞阻間的絕緣能力將會有所影響，進而漆包碳化而燒毀。

馬達: 旋轉(zhuǎn)電機類產(chǎn)品如工業(yè)用馬達或電動車用馬達等，由於使用時間較長且使用環(huán)境溫溼度變化大，需求高耐用性與可靠度。溫度與溼度也是影響絕緣的要素，若在線圈與線圈間，及線圈對鐵心發(fā)生電暈放電，將導致長期的溫升與材料質(zhì)變化，導致絕緣劣化。在耐壓測試中加入電暈放電測試功能，提高對絕緣品質(zhì)的要求，可找出絕緣能力較不佳的產(chǎn)品，有效降低因長期使用而發(fā)生的不良機率。

電容器 / 光耦合器 / 絕緣材料之高壓耐受性測試
高壓耐受性測試常使用在高壓電容器，安規(guī)電容器、光耦合器以及絕緣材料之驗證。當絕緣介質(zhì)間因製程導致裂痕或含有氣泡時，一旦進行耐壓測試，將形成不同的電場狀態(tài)，進而發(fā)生電暈放電現(xiàn)象。長期將導致介質(zhì)狀態(tài)變化，而絕緣不良，發(fā)生品質(zhì)議題。

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