서지는 모든 회로 설계자에게 악몽이며 전자 장치의 매우 중요한 측면입니다. 이러한 스파이크는 짧은 시간 동안 지속되고 일반적으로 kV 범위에서 측정되는 고전압인 "임펄스"라고도 합니다. 번개는 서지를 일으키는 자연 현상의 한 예입니다. 서지는 매우 빠른 상승 시간이 뒤따르는 전압의 높거나 낮은 하강 시간을 특징으로 합니다.
이 서지는 전기 장비에 심각한 피해를 줄 가능성이 있기 때문에 서지를 견딜 수 있는 가제트의 능력을 평가하는 것이 중요합니다. 여기서 우리는 세심하게 규제된 테스트 조건에서 고전압 또는 전류 서지를 생성하기 위해 서지 발생기를 사용합니다. 우리는에 대해 배울 것입니다 LISUN 서지 생성기 이 기사에서 작동 및 사용.
입력 서지 테스트 전기 및 전자 장비가 통과하는 주요 내성 테스트 중 하나입니다. 이 테스트의 제한 사항은 엔드 시스템에 대한 요구 사항에 의해 설정되며 테스트 방법은 IEC61000-4-5입니다. 테스트는 기본적으로 시스템의 공칭 전압 입력 위에 전압 스파이크를 추가하는 것과 관련됩니다.
이러한 스파이크는 무거운 모터 드라이브, 근처의 낙뢰 등으로 인해 발생하는 전압 변화를 잘 나타냅니다. 이러한 스파이크를 처리할 수 있는 장비가 없는 시스템에 적용할 경우 이러한 큰 전압 변화로 인해 여러 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 테스트는 완제품이 의도한 용도에 필요한 수준으로 작동함을 보증합니다.
일부 응용 프로그램에서는 사용자가 장치를 수동으로 재설정해야 하는 서지 사고 후 시스템이 충돌하는 것이 적절할 수 있습니다. 더 중요한 다른 시스템에서는 허용되지 않습니다. 전체 이벤트 동안 시스템은 오류 없이 작동해야 합니다. 성능 기준은 시스템이 서지 배치에 어떻게 반응할지 평가하는 데 사용됩니다.
서지 발생기 SG61000-5
최종 시스템에 대해 호출되는 설치 클래스는 테스트 중에 적용되는 테스트 수준을 결정합니다. 대부분의 상용 전원 공급 장치는 라인과 중립 사이에 3kV 서지가 필요하고 라인과 접지 사이에 1kV 서지가 필요한 설치 등급 2에 대해 독립적으로 테스트되었습니다. 서지 적용에 대응하기 위해서는 종단 시스템이 성능 기준에 따라 일정 수준의 성능을 발휘해야 합니다.
일반 A, B 또는 C 등급을 받습니다. 성능 기준 A에 따르면 시스템은 테스트 결과 변경되지 않습니다. 시스템은 테스트 중에 변경되지만 성능 기준 B에 따라 서지가 발생한 후 자동으로 복구됩니다. 마지막으로 성능 기준 C는 사용자가 어떤 방식으로든 이벤트 후 시스템에 개입할 것을 요구합니다. 이것은 시스템을 다시 시작하는 것부터 오류 코드를 지우는 것까지 모든 작업을 수반할 수 있습니다. 서지로 인해 시스템이 손상되면 고장이 발생합니다.
최종 제품에 대한 성능 기준이 A, B 또는 C인지 식별하는 것은 매우 간단합니다. 단독으로 테스트한 전원 공급 장치의 임계 성능을 결정하는 것은 조금 더 까다롭습니다. IEC61000-4-5는 전압 스파이크의 생성, 발생 시기, 발생 빈도 및 그 사이 지속 시간을 설명합니다.
그러나 장치 또는 장비 생산자는 성능 기준(A, B 또는 C)을 선택해야 합니다. 전원 공급 장치 사업은 오랫동안 표준 무빙 코일 또는 디지털 전압계를 사용하여 출력을 측정하고 승인된 테스트 장비와 함께 테스트 중 및 테스트 후에 출력이 편차가 있는지 확인하는 관행에 의존해 왔습니다.
표준이 시작된 이후로 이 접근 방식은 일반적이었고 대부분의 경우 전원 공급 장치가 DC 출력을 중단하지 않고 계속 작동했음을 입증하여 중요한 성능을 결정하는 데 충분합니다. 때때로 최종 장치가 짧은 전압 변동이나 접지 교란에 민감할 때 문제가 발생합니다.
전원 공급 장치의 입력 대 출력 커패시턴스로 인해 이러한 짧은 교란이 발생하고 일반 전압계로는 감지되지 않을 수 있습니다. 이러한 교란을 확인하려면 오실로스코프를 사용해야 합니다. 이는 서지 전압이 크고 오실로스코프에서 볼 수 있는 방사성 교란과 접지 교란을 생성하기에 충분한 에너지를 가지고 있기 때문에 그 자체로는 어렵습니다.
부적절한 측정 설정은 공급 장치의 성능에 대한 부정확한 결론으로 이어지므로 정확한 결과를 얻으려면 오실로스코프 프로브를 시스템 및 측정 접지에 연결할 때 극도의 주의를 기울여야 합니다.
다른 테스트는 턴-투-턴 절연 결함을 감지할 수 없기 때문에 서지 테스트가 중요합니다. 심각한 고장 및 모터 정지의 전조인 이러한 결함은 모터의 작동 전압보다 높은 전압에서 시작됩니다. 서지 테스트는 하드 쇼트와 코일 및 권선의 기타 여러 오류를 식별하는 데에도 사용됩니다. XNUMX상 모터의 거의 정확한 세 파동.
접지 단락을 포함한 대부분의 권선 고장은 부적절한 턴-투-턴 절연으로 인해 발생합니다. 취약성이 턴-투-턴 아크를 생성하면 전기 폐쇄 루프가 생성됩니다. 전류는 변압기 활동의 결과로 루프를 통해 흐르기 시작합니다. 이 전류가 열로 소산될 때 핫스팟이 생성됩니다. 핫스팟으로 인해 추가 턴이 단락되어 더 많은 열이 발생합니다. 권선 단락은 결국 지구에 도달합니다.
한 코일 또는 위상의 결과가 다른 코일 또는 상의 결과와 비교되기 때문에 서지 테스트는 서지 비교 테스트라고도 합니다. 코일은 비교 가능하도록 만들어졌기 때문에 서지 테스트의 결과는 거의 동일해야 합니다. 작업자는 위상이 동일하지 않거나 비교할 항목이 없을 때 펄스 대 펄스 서지 테스트를 활용합니다.
빠른 상승 펄스는 코일 또는 모터를 통해 연속적으로 전송됩니다. 산업 표준 및 모범 사례를 기반으로 작업자는 서지 테스트 펄스의 전압을 결정합니다. 테스트 전압은 모터의 최대 작동 전압과 그 값의 약 3.5배 사이입니다. 가장 일반적인 공식은 2E+1000V이며 여기서 E는 모터의 작동 RMS 전압입니다.
이것은 서지 테스트 중에 생성되는 서지 테스트 파형입니다.
테스터의 오실로스코프 채널을 사용하면 서지 펄스가 페이딩 파형을 생성합니다. 모든 파동은 다른 코일 또는 다른 모터 위상의 파동과 대조됩니다. 터치 스크린은 모든 파형을 표시합니다. 코일이나 권선이 동일하면 파동이 거의 동일합니다. 파동은 다른 주파수와 다른 주파수를 가지며 결함이나 절연 불량이 있는 경우 분리되어 보입니다.
통과/실패에 대한 허용 오차가 불확실하지만 서지 파형에 자연적인 변동이 있는 경우 펄스 대 펄스 서지 테스트가 사용됩니다. 이것은 많은 동심 권선 고정자와 특정 내장 모터의 경우입니다. 비교 가능한 코일이나 위상이 없을 때도 사용됩니다.
서지 비교 테스트의 도움으로 코일, 권선, 전기 모터, 발전기, 교류 발전기 및 변압기 모두 절연 문제 및 단락이 있음을 알 수 있습니다. 일반적으로 턴-투-턴, 코일-코일 또는 상-상 오류가 관련됩니다. DC 모터의 경우 서지 비교 테스트에서 잘못된 내부 연결, 잘못된 턴 수 등의 문제도 발견되었습니다.
대부분의 권선 오류는 턴-투-턴 절연 불량으로 인해 발생합니다. 부적절한 절연을 식별할 수 있는 유일한 테스트이기 때문에 서지 비교 테스트는 모터 신뢰성 및 유지 관리 계획에 매우 중요합니다. 서지 비교 테스트는 코일 및 모터 제조업체를 위한 중요한 품질 관리 기술이며 부분 방전 측정과 함께 사용할 때 특히 효과적입니다.
가장 큰 전기 모터 및 발전기는 물론 작은 센서, 안테나, 릴레이 또는 솔레노이드의 작동 코일을 포함하여 모든 종류의 코일을 테스트할 수 있습니다. 서지 테스트는 부하에 따른 테스트이므로 작업자는 테스트 전압 표준을 고려해야 합니다.
약한 턴-투-턴 절연을 감지할 수 있는 유일한 테스트는 서지 테스트. 이것은 더 높은 전압을 사용하여 서지 테스트를 한 결과입니다. 저전압 테스트는 절연체에 응력을 가하지 않으므로 유전체 결함이 관찰되지 않습니다. 약한 위상 간 및 코일 간 절연을 감지할 수 있는 유일한 테스트는 서지 테스트입니다. 다른 코일 및 위상에 대해 개별적으로 각 코일 및 위상을 HIPOT 테스트할 수 없는 경우 HIPOT 테스트를 사용할 수 있습니다.
마지막으로 서지 테스트는 일부 연결 문제를 발견할 수 있는 유일한 방법입니다. 경우에 따라 저항이 정확할 때만 인덕턴스 테스트가 사용됩니다.
서지 비교 테스트는 아무 것도 해치지 않습니다. 대부분 모터의 피크 작동 전압보다 높지만 절연체의 설계 전압보다 훨씬 낮은 전압에서 수행됩니다. 결과적으로 적은 양의 에너지가 아크에서 사용됩니다. 좋은 예는 손가락에서 문 손잡이까지 정전기로 인해 발생하는 아크입니다. 전압은 12kV~20kV이지만 에너지가 매우 낮아 안전합니다.
서지 비교 테스트에 사용되는 펄스 수가 최소로 유지되고 과전압 테스트가 권장될 때 테스트가 수행되는 한 서지 테스트에서 생성된 저에너지 아크는 권선의 절연에 손상을 주지 않습니다. .
서지 전압 발생기를 활용하면 전력선의 고저항 및 저저항 결함을 사전에 찾아내고 정확히 찾아낼 수 있습니다. 결함이 있는 케이블은 고전압 커패시터의 저장된 에너지를 간헐적으로 공급받습니다. 이것으로부터 결점의 위치에 어쿠스틱 노이즈가 발생해, 그라운드 마이크가 픽업할 수 있습니다.
일반적으로 XNUMX상 전류에 대해 단락 상황에서 단기 작동을 위해 만들어진 동기식 발전기입니다.
공기 냉각 방식의 XNUMX극 터빈 발전기는 일반적으로 서지 발전기로 사용됩니다. 이 발전기는 고전압 장비의 스위칭 능력, 열 안정성 및 전기 역학 안정성을 테스트하는 데 사용됩니다. 테스트 장치는 변압기를 통해 서지 발생기에 직접 또는 간접적으로 연결됩니다.
서지 발생기 0.06-0.15초 동안 지속되는 짧은 순환 후 몇 분 동안 냉각됩니다. 가장 큰 서지 생성기의 정격 전력 범위는 3~7.5기가볼트 암페어입니다. 생성된 전압은 일반적으로 6~20kV 범위입니다. 최대 6기가와트의 전력 정격을 갖고 다른 소스 전력 서지 발생기에 의해 여자되는 위상 권선 로터가 있는 비동기식 전기 모터. 단락 상황이 고정자 권선에 가하는 상당한 전기 역학 압력(서지 응력)은 서지 생성기 설계 및 구성을 어렵게 만듭니다.
서지 테스트는 적절하게 수행되어야 하며 테스트 간격은 60초이며 이를 먼저 확인하고 검증해야 합니다. 전체 테스트의 길이로 인해 표준은 서지 적용 사이의 시간을 단축할 수 있도록 합니다.
시스템이 감소된 간격으로 테스트에 실패하는 경우 서지 사이의 방전에 충분한 시간을 두고 60s 기간을 사용해야 합니다.
단일 장치를 반복적으로 테스트하면 서지 테스트 중에 스트레스를 받는 특정 공급측 구성 요소의 성능이 저하됩니다. 예를 들어 이것은 MOV에 해당됩니다. 동일한 전원 공급 장치로 시스템을 반복적으로 테스트하면 결국 성능이 저하될 수 있습니다.
부하 연결 지점 근처의 DC 전원에 연결된 커패시터는 최종 장비가 DC 전원 또는 접지면의 짧은 교란에 의해 영향을 받는 경우 중요한 연결 지점에서 매우 효율적으로 낮은 임피던스를 제공하여 문제를 해결하는 경우가 많습니다. 이렇게 하면 시스템 전압에서 관찰되는 중단의 심각성을 줄일 수 있습니다.
시스템에 접지 연결이 있는 경우 시스템의 AC 입력에 가깝게 XNUMX~XNUMX회 감긴 접지선의 페라이트가 도움이 될 수 있습니다. 결과적으로 공급 장치는 서지 전압으로 인한 스트레스를 덜 받게 됩니다. 이 전략은 섬세한 적용에서 긍정적인 결과를 보여주었습니다. 마지막으로, 시스템의 전원 케이블 라우팅은 문제의 빈번한 원인입니다. 민감한 저전압 전자 장치를 AC 입력 케이블 및 DC 케이블에서 멀리 두는 것이 좋습니다.
Lisun Instruments Limited를(를) 찾았습니다. LISUN GROUP 2003 인치 LISUN 품질 시스템은 ISO9001:2015에 의해 엄격히 인증되었습니다. CIE 회원으로서, LISUN 제품은 CIE, IEC 및 기타 국제 또는 국가 표준을 기반으로 설계되었습니다. 모든 제품은 CE 인증서를 통과했으며 타사 실험실에서 인증했습니다.
우리의 주요 제품은 고니 오 포토 미터, 통합 영역, 분광 방 사계, 서지 발생기, ESD 시뮬레이터 건, EMI 수신기, EMC 시험 장비, 전기 안전 시험기, 환경 챔버, 온도 챔버, 기후 챔버, 열 챔버, 염수 분무 시험, 먼지 테스트 챔버, 방수 시험, RoHS 테스트(EDXRF), 글로우 와이어 테스트 과 바늘 화염 테스트.
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