層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明課件

1、層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明l a y e r - s h o r t d e t e c t o r 層 間 短 路 專 業(yè) 測(cè) 試 機(jī)層 間 短 路 專 業(yè) 測(cè) 試 機(jī)microtestmicrotest報(bào)報(bào)簡(jiǎn)簡(jiǎn)層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 7700 / 7703 / 7710 脈衝式層間短路測(cè)試分析儀7720 多通道脈衝式層間短路測(cè)試分析儀層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse / surge tester一般線圈類製品是

2、以漆包線纏繞導(dǎo)磁材料製造而成，而漆包線是指外層披覆一層薄薄絕緣漆的銅線。當(dāng)繞線時(shí)就靠這層絕緣漆來避免銅線短路而喪失功效。然而製程中，難免會(huì)發(fā)生漆包膜刮傷、破皮、龜裂等事情，如果無法將其檢驗(yàn)出來，往往時(shí)間久了，這些瑕疵位置會(huì)因?yàn)橹饾u劣化而故障、燒毀。至於點(diǎn)火線圈、inverter、flyback等使用於較高電壓的元件，即使線圈漆包膜完好無缺，有時(shí)只是繞線時(shí)有跨槽或勾線現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致層間放電，用一段時(shí)間後便故障燒毀為什麼要測(cè)層間短路？為什麼要測(cè)層間短路？層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7703 inverter layer-short finder7703 inverter layer-short finde

3、r為什麼為什麼inverter inverter 變壓器容易產(chǎn)生層間短路？變壓器容易產(chǎn)生層間短路？inverter 變壓器主要有三大特性，、溝槽多、電壓高 所以容易產(chǎn)生層間短路現(xiàn)象。體積小必須使用很細(xì)的漆包線，因而漆包膜容易受損，導(dǎo)致層間絕緣不良現(xiàn)象。溝槽多容易產(chǎn)生跨槽、脫序、包線現(xiàn)象，使得漆包線間產(chǎn)生不應(yīng)該有的電位差，因而導(dǎo)致層間絕緣不足問題。電壓高漆包線各層之間電壓高，稍微有瑕疵就會(huì)產(chǎn)生放電現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品毀損。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse

4、 / surge testerlcr meter雖然能夠測(cè)量元件的電氣特性，但是 由於測(cè)試電壓低，除非線圈完全短路， 否則無法檢測(cè)出層間短路現(xiàn)象。一般 漆包膜刮傷、破裂，並非完全短路，必 須在線圈兩端加上足夠高電壓才能產(chǎn)生 絕緣不足現(xiàn)象，而將不良品檢測(cè)出來。hi-pot 機(jī)雖然測(cè)試電壓很高，但其測(cè)試頻率僅 50/60hz，加在線圈兩端，等同短路，根 本無法應(yīng)用於層間短路測(cè)試。為什麼其他測(cè)試機(jī)無法檢測(cè)出層間短路現(xiàn)象？為什麼其他測(cè)試機(jī)無法檢測(cè)出層間短路現(xiàn)象？層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse /

5、 surge testerimpulse / surge tester檢測(cè)層間短路基本要件有三 跨越待測(cè)體兩端電壓必須夠高跨越待測(cè)體兩端電壓必須夠高當(dāng)跨越待測(cè)體兩端的電壓夠高，只要待測(cè)體層間絕緣不足，就會(huì)產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，我們可依漏電現(xiàn)象檢測(cè)出層間絕緣問題 必須使用圖形分析必須使用圖形分析由於層間短路是一種很細(xì)微的電氣現(xiàn)象，必須要有很敏銳的檢出能力，才可以讓不良品無所遁形，而圖形分析正是箇中好手1.1. 不能傷害待測(cè)體不能傷害待測(cè)體我們不能夠因?yàn)橐獧z測(cè)層間短路而造成待測(cè)體的永久傷害，唯有脈衝式層間短路測(cè)試機(jī)，能保證不會(huì)傷害待測(cè)體如何檢測(cè)層間短路？如何檢測(cè)層間短路？層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 /

6、 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse / surge tester為什麼一定要用圖形分析檢測(cè)層間短路？為什麼一定要用圖形分析檢測(cè)層間短路？一般我們指的電流，是一個(gè)總量平均值，他無法檢測(cè)出電流內(nèi)部細(xì)微的變化。這好比我們用體重計(jì)無法檢測(cè)出體內(nèi)的小腫瘤一樣，因而我們必須採用更精密的技術(shù)才可能偵測(cè)出細(xì)微的層間短路現(xiàn)象。圖形化分析是目前檢測(cè)腫瘤最有效也最精準(zhǔn)的方法，例如核磁共振，就是採用影像分析技術(shù)，將儀器接收到的輻射波轉(zhuǎn)成影像，再由電腦做圖形分析，再小的腫瘤都可以偵測(cè)出來，因而唯有利用圖形分

7、析方法才能辨認(rèn)出來輕微層間短路問題。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse / surge tester為什麼要用諧波分析檢測(cè)跨槽問題？為什麼要用諧波分析檢測(cè)跨槽問題？雖然圖形分析有很強(qiáng)的辨識(shí)能力，能夠分辨出一般的層間短路問題，但是inverter跨槽就像直徑0.1mm以下的腫瘤一樣，如果沒有zoom in的功能，在影像上僅是一個(gè)點(diǎn)，根本無法在影像分析中偵測(cè)出來。而諧波分析的功能就是將圖形移至有輕微放電的位置，將波形放大呈現(xiàn)出來，再做諧波分析，如此再輕

8、微的放電現(xiàn)象，都能夠靠這個(gè)技術(shù)偵測(cè)出來。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse / surge tester為什麼一定要用脈衝波檢測(cè)層間短路？為什麼一定要用脈衝波檢測(cè)層間短路？能量 i x v xt，其中 i為流經(jīng)待測(cè)體的電流，v為待測(cè)體兩端的電壓， t則為加在待測(cè)體上的時(shí)間。如果加在待測(cè)體的電壓很高，時(shí)間又長(zhǎng)的話，消耗在待測(cè)體上的能量將很高，發(fā)生待測(cè)體永久性傷害的風(fēng)險(xiǎn)將相對(duì)提高。這也是為什麼不用高能量的光來做人體掃描的道理一樣。電壓要高才可以偵測(cè)出層

9、間短路，是隨待測(cè)體特性而定的參數(shù)無法改變（i = v / z , z為待測(cè)體阻抗)，只有t可變，因而脈衝波t最小是最理想的選擇層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester鐘擺現(xiàn)象是自然界中最省能量，又可以運(yùn)動(dòng)最久的現(xiàn)象。當(dāng)我們將鐘錘輕輕的推一下，鐘擺將延著弧線來回運(yùn)動(dòng)，而其振幅隨時(shí)間慢慢減小，最後停止。其所消耗的總能量，僅第一次推動(dòng)鐘擺的那一點(diǎn)能量，自然對(duì)鐘擺不會(huì)產(chǎn)生任何傷害，而如果我們要觀察運(yùn)動(dòng)狀況卻可以觀察很長(zhǎng)一段時(shí)間。鐘擺現(xiàn)

10、象鐘擺現(xiàn)象 層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse / surge tester電路諧振電路諧振 電路諧振跟鐘擺現(xiàn)象非常類似，是電路領(lǐng)域中最省能量的一種現(xiàn)象。當(dāng)我們?cè)谥C振電路上加上一個(gè)觸發(fā)脈衝，則能量將在l與c間往復(fù)交換，而形成一個(gè)振幅隨時(shí)間逐漸變小的諧振波形。其所消耗的總能量，僅第一次觸發(fā)諧振電路的那一點(diǎn)能量，自然對(duì)諧振電路不會(huì)產(chǎn)生任何傷害，而我們卻可以利用這一長(zhǎng)串的諧振波來分析待測(cè)體是否有問題。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 77

11、10 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720 impulse / surge testerimpulse / surge tester為什麼一定要選用諧振電路來觀察層間短路？為什麼一定要選用諧振電路來觀察層間短路？ 脈衝波雖然時(shí)間很短，能量也很小，絕對(duì)不會(huì)對(duì)待測(cè)體產(chǎn)生任何傷害，但是電路放電是機(jī)率問題，如果加在待測(cè)體兩端電壓時(shí)間太短，空氣還沒有來得及游離前電壓就消失了，還是無法偵測(cè)出層間短路問題。因此我們必須選用，觸發(fā)時(shí)間短，電壓可以持續(xù)維持在待測(cè)體兩端的諧振電路，才可以達(dá)到這樣的要求。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 /

12、7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge testerl為待測(cè)線圈，c1、c2為儀器內(nèi)諧振電容，r1、r2、r3為儀器及待測(cè)物之電阻。測(cè)試時(shí)首先將c1電容充電至要測(cè)試電壓，再以脈衝觸發(fā)scr，則待測(cè)體將與c1、c2產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，待測(cè)體的兩端將出現(xiàn)如底下之諧振波形，我們?cè)俑鶕?jù)諧振波波形差異來判斷是否有層間短路現(xiàn)象。ldut基本線路說明：基本線路說明： 層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpuls

13、e / surge tester比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目： 儀器將樣品取得之諧振波設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)儀器將樣品取得之諧振波設(shè)為標(biāo)準(zhǔn)波並儲(chǔ)存於記憶體內(nèi)，測(cè)試時(shí)再取波並儲(chǔ)存於記憶體內(nèi)，測(cè)試時(shí)再取得待測(cè)物之諧振波，然後跟標(biāo)準(zhǔn)波得待測(cè)物之諧振波，然後跟標(biāo)準(zhǔn)波比較，判斷待測(cè)物之好與壞。比較，判斷待測(cè)物之好與壞。a: a: 總面積總面積 areaareab: b: 面積差面積差 area differentialarea differentialc: c: 波形比對(duì)波形比對(duì)waveform comparisonwaveform comparisond: d: 顫動(dòng)數(shù)顫動(dòng)數(shù) flatflate: e: 電暈數(shù)電暈數(shù)coro

14、nacorona層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目：a: a: 總面積總面積(area)(area) 將諧振波所涵蓋之所有面積加總稱之為總面積。當(dāng)待測(cè)物發(fā)生層間短路時(shí)，由於線圈能量損耗增加，諧振阻尼係數(shù)變大，諧振振幅會(huì)變小，總面積跟著變小，是檢查層間短路最基本的參數(shù)。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse

15、/ surge testerimpulse / surge tester比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目：b: 面積差面積差areadifferential將標(biāo)準(zhǔn)波與待測(cè)波之相異處加總則稱為面積差。當(dāng)待測(cè)物發(fā)生層間短路時(shí)，電感變?。愃谱儔浩鞔螛O圈短路時(shí)，初極圈電感會(huì)變?。?，諧振波形相位改變，面積差隨之改變，而出現(xiàn)fail。但這參數(shù)會(huì)因個(gè)別待測(cè)物電感誤差大時(shí)，諧振相位偏移，而造成誤判(矽鋼片製品如馬達(dá)及傳統(tǒng)變壓器產(chǎn)品不宜)。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse /

16、surge tester比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目： c: 波形比對(duì)波形比對(duì)waveform comparison將標(biāo)準(zhǔn)波設(shè)定一可容許之波形範(fàn)圍，如果待測(cè)波在範(fàn)圍內(nèi)為pass，否則為fail。此參數(shù)可同時(shí)判斷諧振波的振幅及相位，可加大層間短路的檢出能力，但亦不適用於待測(cè)物電感誤差範(fàn)圍過大之元件測(cè)試。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目： d: 顫動(dòng)數(shù)顫動(dòng)數(shù) flat將波形顫動(dòng)程度用軟體計(jì)算量化成一個(gè)數(shù)值，其大小隨

17、顫動(dòng)激烈而增加，因此當(dāng)待測(cè)物體發(fā)生層間放電現(xiàn)象時(shí)，波形將產(chǎn)生顫動(dòng)，數(shù)值亦變大，判定為fail。此參數(shù)可以找出線圈輕微放電所造成之波形抖動(dòng)的現(xiàn)象。層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目： e: 電暈數(shù)電暈數(shù) corona電暈數(shù)為儀器取得高頻震盪波之?dāng)?shù)值，正常時(shí)幾乎為零，若測(cè)試中線圈有放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生高頻震盪波，其電暈數(shù)會(huì)增加，因此我們以此來判別線圈是否有放電現(xiàn)象。此參數(shù)能檢測(cè)辨別更輕微的放電現(xiàn)象層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理

18、說明7703 / 7710 7703 / 7710 impulse / surge testerimpulse / surge tester當(dāng)高頻諧波分析功能開啟時(shí)，儀器會(huì)針對(duì)高頻諧波部分加以放大並將波形顯示於畫面，當(dāng)其諧波振幅大於原設(shè)定大小時(shí)，判定為fail此參數(shù)可以檢測(cè)出待測(cè)物是否有電暈發(fā)生，其為非常敏感的檢測(cè)功能，可檢測(cè)出高壓線圈跨槽現(xiàn)象高壓線圈跨槽現(xiàn)象。比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目：高頻諧波分析高頻諧波分析harm層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7703 / 7710 7703 / 7710 impulse / surge testerimpulse / surge tester當(dāng)高頻雜訊分析功能開啟時(shí)，

19、儀器會(huì)針對(duì)高頻雜訊部分量化成一數(shù)值，雜訊越小則數(shù)值越小，當(dāng)數(shù)值大於設(shè)定數(shù)值時(shí)將判定為fail，因此當(dāng)高頻諧波振幅未超過設(shè)定值，而高頻雜波數(shù)值超過設(shè)定值，還是會(huì)判為fail，反之亦然此參數(shù)用以加強(qiáng)高壓線圈跨槽高壓線圈跨槽之檢測(cè)能力。比對(duì)項(xiàng)目：比對(duì)項(xiàng)目：高頻雜訊分析高頻雜訊分析 hflt層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester層間短路測(cè)試最主要目的，在於抓出有層間問題或可能發(fā)生層間短路問題的待測(cè)體。如果設(shè)定電壓太低，即使有問題也抓

20、不出來，太高則不良率一堆。層間短路測(cè)試電壓設(shè)定，必須考慮1.漆包線耐電壓2.每一層間距3.每一層分壓4.其他絕緣限制（如漆包線與鐵芯），至於實(shí)際測(cè)試電壓最好是利用7703高頻諧波檢測(cè)功能，將電壓慢慢加到高頻諧波測(cè)試fail，再將設(shè)定電壓減少20%(根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值而來)作為測(cè)試電壓，則可以正確的區(qū)分出有無層間短路問題。層間短路電壓設(shè)定規(guī)則：層間短路電壓設(shè)定規(guī)則： 層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester我們常見的線圈類製品有：電源變

21、壓器、高壓變壓器、 switching power 變壓器、通訊變壓器、脈衝變壓器、環(huán)型變壓器、電力傳輸變壓器、音頻傳輸變壓器、電源安定器、濾波線圈、低壓電源轉(zhuǎn)換線圈、線圈電感、繼電器、點(diǎn)火線圈、螺旋管、電磁閥、直流馬達(dá)、交流馬達(dá)、直流風(fēng)扇、交流風(fēng)扇等不勝枚舉。這些線圈類製品，只要發(fā)生層間短路現(xiàn)象，輕者功能失效，重者會(huì)燒毀甚至導(dǎo)致火災(zāi)，所以我們可以說，只要是線圈類製品都是層間短路測(cè)試機(jī)之適用範(fàn)圍。應(yīng)用範(fàn)圍：應(yīng)用範(fàn)圍： 層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpuls

22、e / surge testerinverter 電感量較高，設(shè)normal mode，測(cè)試波設(shè)5 (因?yàn)閕nverter使用耐高壓漆包線，高壓放電並非定數(shù)，多測(cè)幾波可增加檢出率)，總面積設(shè)10%、面積差設(shè) 20%、波形比對(duì)設(shè)要測(cè)、高頻諧波15、高頻雜波5 。測(cè)試結(jié)果為pass表示為良品。應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例： inverter層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester右下圖為發(fā)生跨槽的inverter，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)其總面積、面積差

23、、波形比對(duì)等參數(shù)均為pass，但在高頻諧波及高頻雜波項(xiàng)目均超出規(guī)格，為典型高壓線跨槽現(xiàn)象。應(yīng)用實(shí)例：應(yīng)用實(shí)例： inverter層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester 可檢出線槽噴錫層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester 可檢出線槽勾線層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester 可檢出線槽折線層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理說明7700 / 7703 / 7710 / 77207700 / 7703 / 7710 / 7720impulse / surge testerimpulse / surge tester 可檢出線槽內(nèi)部折線層間短路機(jī)設(shè)計(jì)原理