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04月、2023 955ビュー著者：Saeed、Hamza

サージ試験の実施が重要な理由

サージは回路設計者にとって悪夢であり、エレクトロニクスの非常に重要な側面です。これらのスパイクは「インパルス」と呼ばれることが多く、これは短時間持続する高電圧であり、通常は kV 範囲で測定されます。雷はサージを生み出す自然現象の一例です。サージは、電圧の高いまたは低い下降時間とそれに続く非常に急速な上昇時間によって特徴付けられます。

このサージは電気機器に重大な損害を与える可能性があるため、ガジェットのサージ耐性を評価することが重要です。ここでは、サージ発生器を使用して、慎重に調整された試験条件下で高電圧または電流サージを生成します。について学びましょう LISUN サージジェネレーター この記事の操作と使用。

サージ試験とは？

入力 サージ試験 電気および電子機器が受ける主要なイミュニティ試験の 61000 つです。このテストの制限は、エンドシステムの要件によって確立され、テスト方法は IEC4-5-XNUMX です。このテストでは、基本的に、システムの公称電圧入力の上に電圧スパイクを追加します。

これらのスパイクは、重いモータードライブや近くの落雷などによって引き起こされる電圧変化をよく表しています。それらを処理するための装備がないシステムに適用すると、これらの大きな電圧変動は多くの問題を引き起こす可能性があります。テストは、最終製品が意図した用途に必要なレベルで機能することを保証します。

一部のアプリケーションでは、サージインシデントに続いてシステムがクラッシュし、ユーザーが手動でデバイスをリセットする必要がある場合があります。これは、他のよりミッションクリティカルなシステムでは許可されていません。イベント全体を通して、システムは障害なく機能する必要があります。システムがサージの展開にどのように反応するかを評価するために、パフォーマンス基準が使用されます。

サージジェネレータ SG61000-5

パフォーマンス基準

エンドシステムに対して呼び出されるインストールクラスによって、テスト中に適用されるテストレベルが決まります。商用電源の大部分は、ラインとニュートラル間に 3kV サージ、ラインとアース間に 1kV サージを必要とする設置クラス 2 に対して個別にテストされています。サージの適用に対応するために、エンドシステムは性能基準に従って特定のレベルで機能する必要があります。

彼らは普通のA、B、またはCグレードを受け取ります。性能基準 A によると、システムはテストの結果として変更されていません。システムはテスト中に変更されますが、パフォーマンス基準 B に従って、サージの発生後に自動的に回復します。最後に、パフォーマンス基準 C では、ユーザーが何らかの方法でイベント後にシステムに介入する必要があります。これには、システムの再起動からエラーコードのクリアまで、あらゆる作業が必要になる可能性があります。サージがシステムに損傷を与えた場合、障害が発生します。

最終製品の性能基準が A、B、または C のいずれであるかを識別するのは非常に簡単です。単独でテストされた電源の重要な性能を判断するのは少し難しいです。 IEC61000-4-5 では、電圧スパイクの発生、発生時期、発生頻度、その間の持続時間について説明しています。

ただし、性能基準 (A、B、または C) の選択は、デバイスまたは機器の製造元が担当します。電源ビジネスは、標準の可動コイルまたはデジタル電圧計を使用して出力を測定し、承認された試験設備と組み合わせて、試験中および試験後に出力が逸脱しているかどうかを確認するという慣行に長い間依存してきました。

規格の開始以来、このアプローチは正常であり、ほとんどの状況では重要な性能を判断するのに十分であり、電源が DC 出力を中断することなく機能し続けていることを示しています。最終的な装置が短時間の電圧変動や大地の乱れに敏感な場合、問題が発生することがあります。

電源の入力から出力への静電容量が原因で、このような短時間の障害が発生し、通常の電圧計では検出されないことがあります。これらの妨害を確認するには、オシロスコープを使用する必要がありますが、サージ電圧は大きく、オシロスコープで見られる放射妨害と接地妨害を生成するのに十分なエネルギーを持っているため、それ自体が困難です。

不適切な測定セットアップは、電源の性能に関する不正確な結論につながります。そのため、正確な結果を得るために、オシロスコーププローブをシステムに接続し、アースを測定する際には細心の注意を払う必要があります。

サージ試験を実施することがなぜ重要なのですか?

ターン間の絶縁不良を検出できるテストは他にないため、サージテストは非常に重要です。これらの欠陥は、重大な故障やモーターのシャットダウンの前兆であり、モーターの動作電圧よりも高い電圧で始まります。サージテストは、コイルや巻線のハードショートやその他のエラーを特定するためにも使用されます。三相モーターからの XNUMX つのほぼ正確な波。

グランドへの短絡を含むほとんどの巻線障害は、不適切なターン間の絶縁が原因です。脆弱性がターンツーターンアークを作成すると、電気的な閉ループが生成されます。変圧器の活動の結果として、ループに電流が流れ始めます。この電流が熱として放散されると、ホットスポットが生成されます。ホットスポットは追加のターンを短絡させ、より多くの熱を発生させます。巻きショートはやがて地球に到達します。

XNUMX つのコイルまたはフェーズの結果が別のコイルまたはフェーズの結果と比較されるため、サージテストはサージ比較テストとも呼ばれます。コイルは比較できるように作られているので、サージ試験の結果はほぼ等しいはずです。オペレーターは、位相が同一でない場合、または比較対象がない場合に、パルス間サージテストを利用します。

サージ試験の作業

高速立ち上がりパルスがコイルまたはモーターを介して連続して送信されます。業界標準とベストプラクティスに基づいて、オペレータはサージテストパルスの電圧を決定します。テスト電圧は、モーターの最大動作電圧とその値の約 3.5 倍の間です。最も一般的な式は 2E+1000V で、E はモーターの動作 RMS 電圧です。

これらは、サージテスト中に作成されるサージテスト波形です。

テスターのオシロスコープチャネルを使用することにより、サージパルスはフェージング波形を作成します。すべての波は、他のコイルまたは異なるモーターフェーズからの波と対比されます。タッチスクリーンにはすべての波形が表示されます。コイルまたは巻線が同じ場合、波はほとんど同じです。その波は他の波とは異なる周波数を持ち、傷や絶縁不良があると別のように見えます。

パルス間サージ試験

合格/不合格の許容範囲が不明であるが、サージ波に自然な変動がある場合は、パルスツーパルスサージテストが使用されます。これは、多くの同心巻線固定子と特定の組み込みモーターに当てはまります。同等のコイルや位相がない場合にも使用されます。

サージテストの使用

サージ比較テストの助けを借りて、コイル、巻線、電気モーター、発電機、交流発電機、および変圧器はすべて、絶縁の問題と短絡を発見できます。通常、ターン間、コイル間、または相間障害が関係しています。 DC モーターの場合、サージ比較テストでは、不適切な内部接続、不適切な巻数などの問題も明らかになりました。

ほとんどの巻線障害は、ターン間の絶縁不良が原因です。不十分な絶縁を特定できる唯一の試験であるため、サージ比較試験はモーターの信頼性と保守計画にとって重要です。サージ比較試験は、コイルおよびモーターの製造業者にとって重要な品質管理手法であり、部分放電測定と組み合わせて使用すると特に効果的です。

サージテストでは何をテストできますか?

最大の電気モーターや発電機、小さなセンサー、アンテナ、リレーやソレノイドの作動コイルなど、あらゆる種類のコイルをテストできます。サージ試験は負荷に依存する試験であるため、オペレータは試験電圧規格を考慮する必要があります。

サージ試験の問題

弱いターン間の絶縁を検出できる唯一のテストは、 サージテスト. これは、より高い電圧を使用したサージテストの結果です。低電圧試験では絶縁体に応力がかからないため、誘電体の欠陥は観察されません。弱い相間およびコイル間絶縁を検出できる唯一のテストは、サージテストです。各コイルと各相を他のコイルと相に対して個別に HIPOT テストすることが実行できない場合は、HIPOT テストを利用できます。

最後に、サージテストは接続の問題を発見する唯一の方法です。場合によっては、抵抗値が正確な場合に限り、インダクタンステストが使用されます。

サージテストは破壊を引き起こす可能性がありますか?

サージ比較テストは何の害もありません。ほとんどの場合、モーターのピーク動作電圧よりも高いが、絶縁体の設計電圧よりも大幅に低い電圧で実行されます。その結果、アークで使用されるエネルギー量は少なくなります。良い例は、指からドアハンドルへの静電気から生じるアークです。電圧は12kVから20kVですが、エネルギーが低いので安心です。

サージ比較テストで使用されるパルス数が最小限に抑えられ、過電圧テストが推奨されているときにテストが実施される限り、サージテストによって生成される低エネルギーアークは巻線の絶縁を損なうことはありません。 .

よくあるご質問

サージ電圧発生器の用途は何ですか?

サージ電圧発生器を利用して、電力線の高抵抗および低抵抗の欠陥を事前に特定し、特定することができます。欠陥のあるケーブルは、高電圧コンデンサに蓄えられたエネルギーの断続的な供給を受けます。これにより、欠陥の場所で音響ノイズが発生し、グラウンドマイクがそれを拾うことができます。

サージジェネレータとは何ですか？

短絡状態での短時間動作用に作られた同期発電機で、通常は三相電流用です。
サージ発生器としては、通常、空冷式の XNUMX 極タービン発電機が使用されます。これらの発電機は、高電圧機器のスイッチング能力、熱安定性、および電気力学安定性をテストするために使用されます。試験装置は、変圧器によってサージ発生器に直接または間接的に接続されます。

　 サージ発生器 0.06 ～ 0.15 秒間続く短い回路の後、数分間冷却されます。最大のサージ発生器の電力定格は、3 ～ 7.5 ギガボルトアンペアの範囲です。生成される電圧は通常、6 ～ 20 キロボルト (kV) の範囲です。定格電力が最大 6 ギガワットで、別の電源サージ発生器によって励起される相巻きローターを備えた非同期電気モーター。短絡状況が固定子巻線に与える大きな電気力学的圧力 (サージ応力) が、サージ発生器の設計と構造を困難にしています。

サージ障害が発生した場合の対処方法

サージテストは、60 秒のテスト間隔で適切に実行する必要があります。これは、最初にチェックして検証する必要があります。テスト全体の長さのため、標準では、サージアプリケーション間の時間を短縮することができます。
システムが短い間隔でテストに失敗した場合は、サージ間の放電に十分な時間を残して、60 秒の期間を使用する必要があります。
単一のユニットを繰り返しテストすると、サージテスト中にストレスがかかる特定の電源側コンポーネントが劣化します。たとえば、これは MOV に当てはまります。同じ電源でシステムを繰り返しテストすると、最終的にパフォーマンスが低下する可能性があります。

負荷接続点の近くで DC 電源に接続されたコンデンサは、最終機器が DC 電源またはグランドプレーンの短時間の障害の影響を受ける場合に、重要な接続点で非常に効率的に低インピーダンスを提供することにより、問題を解決することがよくあります。これにより、システムの電圧で観察される中断の深刻度が軽減される可能性があります。

システムにアース接続がある場合は、システムの AC 入力の近くで XNUMX ～ XNUMX 回巻いたアース線上のフェライトが役立つ場合があります。その結果、電源はサージ電圧によるストレスを受けなくなります。この戦略は、デリケートなアプリケーションで肯定的な結果を示しています。最後に、システムの電源ケーブルの配線が問題の原因になることがよくあります。敏感な低電圧電子機器は、AC 入力ケーブルおよび DC ケーブルから十分に離すことをお勧めします。

Lisun InstrumentsLimitedはによって発見されました LISUN GROUP 2003インチ LISUN 品質システムは ISO9001:2015 によって厳密に認証されています。 CIE会員として、 LISUN 製品は、CIE、IEC、およびその他の国際規格または国内規格に基づいて設計されています。すべての製品はCE証明書に合格し、サードパーティのラボによって認証されました。

主な製品はゴニオフォトメーター, 積分球, 分光放射計, サージジェネレータ, ESDシミュレーターガン, EMIレシーバー, EMC試験装置, 電気安全テスター, 環境室, 温度室, 気候チャンバー, サーマルチャンバー, 塩水噴霧試験, ダストテストチャンバー, 防水試験, RoHSテスト（EDXRF）, グローワイヤーテスト & ニードルフレームテスト.