Тлумачення параметрів пробою ізоляції. Частина 3

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою мегомметрів, тестерів ізоляції, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

6. Відповідно до визначення пробою ізоляції, як нам уникнути неправильного судження?

Більшість стандартів визначає лише випробувальну напругу в стандарті приймання випробування витримкою напруги, а напруга та час випробування не можуть спричинити пробою ізоляції. Лише кілька стандартів виробничих випробувань визначають, наскільки струм витоку не може перевищувати певний струм. Мнемонічна фраза для ізоляції та пробою ізоляції: ізолятор не пропускає струм. Коли перенапруга на ізоляторі стає все більшою і більшою, неконтрольоване раптове підвищення струму називається пробою ізоляції. Крива V-I цього опису показана нижче, рис. 5.

Рисунок 5 - V-I характеристична крива пробою ізоляції

Можливий ефект неправильної оцінки традиційного використання абсолютного струму витоку: як визначити допустимий стандарт струму витоку виробничої лінії? Деякі компанії використовують усереднений метод шляхом випробування зразка, обчислюють середнє значення та додають 25% як верхню межу допустимості, або значення струму витоку 30 мА, яке завдасть шкоди людському тілу, використовується як верхня межа контролю. (автоматичний вимикач витоку на розподільчій мережі зазвичай також використовує 30 мА як робочий струм). Дивіться таблицю 2.

Якщо ваш DUT є цінним, використання методу абсолютного значення струму витоку може спричинити помилкові збої. Оскільки визначення пробою ізоляції визначається неконтрольованим стрімким зростанням струму, характеристичні криві V-I результатів випробувань є дуже важливими для перевірки матеріалу під час етапу дослідження та розробки та випробування виробничої лінії дорогих виробів. Наразі аналізатори електробезпеки серії GPT-9900 і GPT-12000/15000 компанії GW Instek мають функцію сканування V-I характеристики, яка не призведе до втрат через неправильну оцінку. Фактичні результати вимірювань показані на малюнку 7.

Таблица 2

Человеческое восприятие тока

Рисунок 6 – Вплив хибних збоїв

Рисунок 7 - Випадок пробою ізоляції V-I серії GW Instek GPT-10000

7. Чи означає поява ARC і Flashover, що порушилася ізоляція?

 У розділі 5.2.2 стандарту UL/IEC 60950-1 також є абзац про ARC і Flashover в оригінальному тексті для пробою ізоляції. Оригінальний текст виглядає наступним чином: Коронний розряд або одиничний миттєвий спалах не вважаються пробою ізоляції. Коронний розряд і одиничний миттєвий спалах не вважаються пробою ізоляції.

Ви повинні мати правильну концепцію. Тест ARC насправді є галузевим стандартом, а не міжнародним регламентом. Виявлення ДУГ і пробій ізоляції — це дві різні речі.

У минулому, коли тестер витримуваної напруги не міг відобразити криву V-I для визначення пробою ізоляції, традиційним методом було спостерігати та слухати, щоб побачити, чи є дуга. Вважалося, що пошкодження ізоляції та дуга є причинно-наслідковим зв'язком, оскільки освітлення та освітлення в кімнаті впливатимуть на спостереження дуги. Для спостереження за дугою була побудована темна кімната. Або прослуховування, щоб визначити, чи є якийсь скрип дуги. Частина звуку дуги виникає в діапазоні ультразвукових частот, який людське вухо не чує. Придбайте ультразвуковий конвертер, щоб перетворити його на аудіо. Однак із стандартного визначення ми знаємо, що дуга та пробій ізоляції — це дві різні речі. Нам слід подумати про те, чому виникає дуга, і про можливу шкоду, завдану дугою. Генерація дуги - це співвідношення між напругою та відстанню.

Беручи приклад у повсякденному житті, п’єзоелектричний матеріал на запальничці генерує напругу через тиск, щоб створити дугу для запалювання газу. З цього прикладу ми бачимо, що можлива шкода, спричинена дугою, - це пожежа або вибух пилу, якщо поблизу електричних установок є горючий газ або пил. Друга небезпека - висока температура. Наприклад, промислові електрозварювальні апарати навмисно генерують дугу через високу напругу, щоб використовувати її високотемпературні характеристики для різання твердих металів. Максимальна температура дуги в цьому додатку в чотири рази перевищує температуру поверхні сонця (20 000 градусів Цельсія). Одиниця енергії дугового спалаху зазвичай виражається в кал/см2 або Дж/см2. Кал/см2 (калорії на квадратний сантиметр) означає загальну енергію на одиниці площі, яка використовується як одиниця величини дуги. 1 кал/см2 енергії еквівалентна запаленому недопалку на кінчику пальця протягом 1 секунди. Щоб викликати опіки шкіри людини другого ступеня, достатньо 1-2 кал/см2.

8. У послідовності випробувань опору ізоляції та витримуваної напруги, чи можна виключити витримувану напругу після проходження випробування на опір ізоляції?

Багато стандартів вимагають, щоб послідовність випробувань була опір ізоляції (IR) + витримувана напруга (ACW або DCW) + опір ізоляції (IR). Перше, що слід розглянути, чому опір ізоляції потрібно вимірювати двічі? Крім того, якщо опір ізоляції високий, чи означає це, що з ізоляцією немає проблем, тому немає необхідності вимірювати витримувану напругу? Опір ізоляції вимірюється нормальною робочою напругою (неруйнівне випробування), а випробування стійкою напругою полягає у вимірюванні струму витоку (руйнівне випробування), яке в кілька разів перевищує робочу напругу. Далі, не будьте надто в захваті, коли ви вимірюєте дуже високий опір ізоляції!

Рисунок 8 - Дефект ізоляції та його еквівалентна схема

Ліва діаграма (а) на малюнку 8 є схематичною діаграмою повітряного зазору, викликаного дефектом ізоляційного матеріалу. Цей повітряний зазор відображатиме великий опір ізоляції під час вимірювання опору ізоляції, але коли ми вимірюємо опір ізоляції, ми виконуємо випробування витримуваної напруги. , з еквівалентної схеми правого малюнка (b) на малюнку 8 відомо, що повітряний зазор дефекту ізоляції зумовлений високим опором, і більша частина напруги буде розділена на ньому в результаті послідовності поділу напруги, тому він буде знищений першим, і зачекайте до першого. Коли опір ізоляції вимірюється двічі, він покаже нижчий опір ізоляції.

Таким чином, порядок перевірки має значення, починаючи з опору ізоляції (IR) + витримуваної напруги (ACW або DCW) + опору ізоляції (IR). Якщо різниця між двома опорами ізоляції занадто велика, це означає, що існує попередній дефект ізоляції, і дефектний ізоляційний матеріал знищується після руйнівного випробування на витримку напруги, тому другий опір ізоляції сильно відрізняється від першого вимірювання. .

9. Чи пошкодить випробування високої напруги дорогі мікросхеми в схемі?

Якщо ваш тест на витримку напруги пройшов, не повинно бути пошкоджень. Оскільки пошкодження мікросхеми є або перенапругою, або перевантаженням по струму, жодне з яких не відбудеться, якщо ізоляція хороша. Однак при застосуванні випробування витримкою напруги існує дуже спеціальний тест, який називається міграцією іонів. Метод випробування міграції іонів полягає у встановленні відносної вологості навколишнього середовища на рівні 85% за допомогою обладнання для випробування навколишнього середовища, а температура зазвичай становить 80 °C або вище, а потім подається висока напруга на мідну фольгу друкованої плати. Рисунок 9 Під електронним мікроскопом явище короткого замикання, викликане дендритом в ізоляційному шарі між двома слідами, називається міграцією іонів.

Рисунок 9 – Явище міграції іонів під електронним мікроскопом

Проведення цього тесту навколо ключових компонентів друкованої плати допомагає завчасно виявити проблеми з компонуванням. Коли проблема, показана на малюнку 9, виникає навколо ключових компонентів, це може спричинити коротке замикання та спалювання ключових компонентів.

(Далі буде)

Магазин Gtest® - офіційний постачальник мегометрів в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/megaommetr

Магазин Gtest® - авторизований постачальник мультиметрів до України: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/multimetry