Überspannungen sind ein Albtraum für jeden Schaltungsdesigner und ein sehr wichtiger Aspekt der Elektronik. Diese Spitzen werden häufig als „Impulse“ bezeichnet, bei denen es sich um kurzzeitige Hochspannungen handelt, die typischerweise im kV-Bereich gemessen werden. Blitze sind ein Beispiel für ein natürliches Phänomen, das Überspannungen erzeugt. Überspannungen sind durch eine hohe oder niedrige Abfallzeit der Spannung gekennzeichnet, gefolgt von einer sehr schnellen Anstiegszeit.
Es ist von entscheidender Bedeutung, die Widerstandsfähigkeit unserer Geräte gegen Überspannungen zu beurteilen, da diese Überspannungen das Potenzial haben, elektrische Geräte ernsthaft zu beschädigen. Dabei setzen wir einen Stoßgenerator ein, um unter sorgfältig geregelten Prüfbedingungen hohe Spannungs- oder Stromstöße zu erzeugen. Wir werden etwas über das erfahren LISUN Überspannungsgeneratoren Betrieb und Verwendung in diesem Artikel.
zufuhr Überspannungsprüfung ist einer der wichtigsten Immunitätstests, denen elektrische und elektronische Geräte unterzogen werden. Die Einschränkungen für diesen Test werden durch die Anforderungen an das Endsystem festgelegt, und die Testmethode ist IEC61000-4-5. Der Test beinhaltet im Wesentlichen das Hinzufügen von Spannungsspitzen über die Nenneingangsspannung des Systems.
Diese Spannungsspitzen sind eine gute Darstellung von Spannungsänderungen, die durch schwere Motorantriebe, Blitzeinschläge in der Nähe usw. verursacht werden. Wenn sie auf ein System angewendet werden, das nicht dafür ausgerüstet ist, können diese großen Spannungsschwankungen zu einer Reihe von Problemen führen. Tests garantieren, dass das fertige Produkt die für die beabsichtigte Verwendung erforderliche Leistung erbringt.
Bei manchen Anwendungen kann es angebracht sein, dass ein System nach einem Überspannungsvorfall abstürzt, sodass der Benutzer das Gerät manuell zurücksetzen muss. Das ist in anderen, unternehmenskritischeren Systemen nicht erlaubt. Während der gesamten Veranstaltung muss das System störungsfrei funktionieren. Leistungskriterien werden verwendet, um zu beurteilen, wie das System auf den Einsatz der Stoßwelle reagieren wird.
Überspannungsgenerator SG61000-5
Die für das Endsystem aufgerufene Installationsklasse bestimmt die Teststufen, die während des Tests angewendet werden. Die meisten im Handel erhältlichen Netzteile wurden unabhängig nach Installationsklasse 3 getestet, die Stoßspannungen von 1 kV zwischen Leitung und Neutralleiter und Stoßspannungen von 2 kV zwischen Leitung und Erde erfordert. Um auf die Anwendung des Stoßes zu reagieren, muss ein Endsystem gemäß den Leistungskriterien auf einem bestimmten Niveau arbeiten.
Sie erhalten eine einfache A-, B- oder C-Note. Nach Leistungskriterium A ist das System als Ergebnis der Prüfung unverändert. Das System ändert sich während des Tests, erholt sich jedoch automatisch nach dem Auftreten der Überspannung gemäß Leistungskriterium B. Schließlich erfordert Leistungskriterium C, dass der Benutzer nach dem Ereignis in irgendeiner Weise in das System eingreift. Dies kann alles Mögliche beinhalten, vom Neustart des Systems bis zum Löschen eines Fehlercodes. Ein Ausfall würde auftreten, wenn die Überspannung das System beschädigen würde.
Es ist sehr einfach festzustellen, ob die Leistungskriterien für ein Endprodukt A, B oder C sind. Die Bestimmung der kritischen Leistung für ein isoliert getestetes Netzteil ist etwas kniffliger. IEC61000-4-5 beschreibt die Erzeugung der Spannungsspitze, wann sie auftritt, wie häufig sie auftritt und wie lange sie dazwischen dauert.
Aber der Geräte- oder Ausrüstungshersteller ist für die Auswahl des Leistungskriteriums (A, B oder C) verantwortlich. Die Stromversorgungsbranche setzt seit langem auf die Praxis, die Leistung mit einem Standard-Schwingspulen- oder Digitalvoltmeter zu messen und die Leistung während und nach dem Test in Kombination mit den zugelassenen Prüfeinrichtungen auf Abweichungen zu überprüfen.
Seit Beginn der Norm ist dieser Ansatz normal und reicht in den allermeisten Fällen aus, um die lebenswichtige Leistung zu bestimmen und zu demonstrieren, dass die Stromversorgung ohne Unterbrechung des Gleichstromausgangs weiter funktioniert. Manchmal treten Probleme auf, wenn das Endgerät empfindlich auf kurze Spannungsschwankungen oder Erdungsstörungen reagiert.
Solche kurzen Störungen können aufgrund der Eingangs-Ausgangs-Kapazität des Netzteils auftreten und von einem normalen Voltmeter nicht erkannt werden. Ein Oszilloskop muss verwendet werden, um diese Störungen zu sehen, was an und für sich schwierig ist, da die Stoßspannungen groß sind und genug Energie haben, um gestrahlte Störungen und Erdungsstörungen zu erzeugen, die am Oszilloskop sichtbar sind.
Unzureichende Messaufbauten führen zu ungenauen Schlussfolgerungen über die Leistung der Versorgung, daher muss beim Anschließen des Oszilloskoptastkopfs an das System und beim Messen der Erdung äußerste Vorsicht walten, um ein genaues Ergebnis zu erhalten.
Da kein anderer Test Isolationsmängel von Windung zu Windung erkennen kann, sind Überspannungstests von entscheidender Bedeutung. Diese Fehler, die Vorboten schwerer Ausfälle und Motorabschaltung sind, beginnen bei Spannungen, die höher sind als die Betriebsspannung des Motors. Überspannungstests werden auch verwendet, um harte Kurzschlüsse und verschiedene andere Fehler in Spulen und Wicklungen zu identifizieren. Drei nahezu exakte Wellen eines Drehstrommotors.
Die meisten Wicklungsfehler, einschließlich Erdschlüsse, haben ihren Ursprung in einer unzureichenden Isolierung von Windung zu Windung. Sobald die Schwachstelle Wende-zu-Wende-Bögen erzeugt, wird eine elektrische geschlossene Schleife erzeugt. Als Ergebnis der Transformatoraktivität beginnt Strom durch die Schleife zu fließen. Ein Hotspot entsteht, wenn dieser Strom als Wärme abgeführt wird. Der Hotspot bewirkt, dass zusätzliche Windungen kurzgeschlossen werden, was mehr Wärme erzeugt. Die gewundenen Kurzschlüsse erreichen schließlich die Erde.
Da die Ergebnisse einer Spule oder Phase mit denen einer anderen verglichen werden, werden Surge-Tests auch als Surge-Vergleichstests bezeichnet. Da Spulen vergleichbar gemacht werden, sollten die Ergebnisse des Surge-Tests ungefähr gleich sein. Bediener verwenden den Puls-zu-Puls-Überspannungstest, wenn Phasen nicht identisch sind oder wenn es keinen Vergleich gibt.
Schnell ansteigende Impulse werden nacheinander über die Spule oder den Motor gesendet. Basierend auf Industriestandards und Best Practices bestimmt der Betreiber die Spannung der Surge-Testimpulse. Die Prüfspannung liegt zwischen der maximalen Betriebsspannung des Motors und etwa dem 3.5-fachen dieses Wertes. Die typischste Formel ist 2E+1000V, wobei E die effektive Betriebsspannung des Motors ist.
Dies sind Überspannungstest-Wellenformen, die während der Überspannungstests erzeugt werden.
Durch die Verwendung des Oszilloskopkanals im Tester erzeugen die Überspannungsimpulse eine verblassende Wellenform. Jede Welle wird mit Wellen von anderen Spulen oder von verschiedenen Motorphasen kontrastiert. Der Touchscreen zeigt alle Wellenformen an. Wenn die Spulen oder Wicklungen gleich sind, sind die Wellen fast identisch. Die Welle hat eine andere Frequenz als die anderen und sieht anders aus, wenn eine einen Fehler oder Isolationsfehler hat.
Wenn die Toleranz für Pass/Fail ungewiss ist, aber natürliche Schwankungen in den Stoßwellen auftreten, wird der Impuls-zu-Impuls-Stoßtest verwendet. Dies ist bei vielen konzentrisch gewickelten Statoren und bestimmten gebauten Motoren der Fall. Wenn es keine vergleichbaren Spulen oder Phasen gibt, wird es auch verwendet.
Mit Hilfe des Surge-Vergleichstests lassen sich Isolationsprobleme und Kurzschlüsse bei Spulen, Wicklungen, Elektromotoren, Generatoren, Lichtmaschinen und Transformatoren feststellen. In der Regel handelt es sich um Windungs-, Spule-zu-Spule- oder Phase-zu-Phase-Fehler. Bei DC-Motoren deckte der Surge-Vergleichstest auch Probleme mit falschen internen Verbindungen, falschen Windungszahlen und mehr auf.
Die meisten Wicklungsausfälle werden durch schlechte Isolierung von Windung zu Windung verursacht. Da dies der einzige Test ist, der eine unzureichende Isolierung erkennen kann, ist der Surge-Vergleichstest von entscheidender Bedeutung für die Motorzuverlässigkeit und Wartungspläne. Der Surge-Vergleichstest ist eine entscheidende Qualitätskontrolltechnik für Spulen- und Motorenhersteller und ist besonders effektiv, wenn er in Verbindung mit Teilentladungsmessungen verwendet wird.
Jede Art von Spule kann getestet werden, einschließlich der größten Elektromotoren und Generatoren sowie winziger Sensoren, Antennen und Betätigungsspulen in Relais oder Solenoiden. Da es sich bei der Surge-Prüfung um eine lastabhängige Prüfung handelt, müssen Betreiber Prüfspannungsnormen berücksichtigen.
Der einzige Test, der eine schwache Isolierung von Windung zu Wind erkennen kann, ist a Stoßspannungstest. Dies ist ein Ergebnis von Überspannungstests mit höheren Spannungen. Niederspannungsprüfungen belasten die Isolierung nicht, daher werden keine dielektrischen Fehler beobachtet. Der einzige Test, der eine schwache Phase-zu-Phase- und Spule-zu-Spule-Isolation erkennen kann, ist ein Überspannungstest. Wenn es nicht möglich ist, jede Spule und Phase einzeln gegen die anderen Spulen und Phasen zu testen, kann ein HIPOT-Test verwendet werden.
Schließlich ist ein Überspannungstest die einzige Möglichkeit, einige Verbindungsprobleme zu entdecken. Manchmal, aber nur wenn der Widerstand genau ist, wird ein Induktivitätstest durchgeführt.
Surge-Vergleichstests schaden nichts. Am häufigsten werden sie bei einer Spannung durchgeführt, die höher als die Betriebsspitzenspannung des Motors, aber deutlich niedriger als die Bemessungsspannung der Isolierung ist. Folglich wird in einem Lichtbogen eine geringe Energiemenge verbraucht. Eine schöne Illustration ist der Lichtbogen, der durch statische Elektrizität von Ihrem Finger zu einem Türgriff entsteht. Die Spannung reicht von 12 kV bis 20 kV, aber da die Energie so niedrig ist, ist sie sicher.
Solange die Anzahl der beim Surge-Vergleichstest verwendeten Pulse auf einem Minimum gehalten wird und der Test durchgeführt wird, wenn Überspannungstests empfohlen werden, wird ein durch einen Surge-Test erzeugter energiearmer Lichtbogen die Isolierung in einer Wicklung nicht beschädigen .
Mithilfe von Überspannungsgeneratoren können hoch- und niederohmige Defekte in Stromleitungen vorgeortet und lokalisiert werden. Das defekte Kabel wird intermittierend mit der gespeicherten Energie der Hochspannungskondensatoren versorgt. An der Fehlerstelle wird daraus ein akustisches Geräusch erzeugt, das ein Bodenmikrofon aufnehmen kann.
Ein Synchrongenerator für Kurzzeitbetrieb in Kurzschlusssituationen, typischerweise für Drehstrom.
Als Stoßgenerator wird typischerweise ein zweipoliger Turbogenerator mit Luftkühlung verwendet. Diese Generatoren werden verwendet, um die Schaltfähigkeit, thermische Stabilität und elektrodynamische Stabilität von Hochspannungsgeräten zu testen. Das Prüfgerät ist entweder direkt oder indirekt über einen Transformator mit dem Stoßgenerator verbunden.
Das Überspannungsgenerator wird nach dem kurzen Kreislauf, der 0.06-0.15 Sekunden dauert, für einige Minuten gekühlt. Die Nennleistungen der größten Überspannungsgeneratoren reichen von 3 bis 7.5 Gigavoltampere; die erzeugte Spannung liegt typischerweise im Bereich von 6 bis 20 Kilovolt (kV). Asynchron-Elektromotoren mit phasengewickelten Rotoren, die eine Nennleistung von bis zu 6 Gigawatt haben und von anderen Stromstoßgeneratoren erregt werden. Die erheblichen elektrodynamischen Drücke (Stoßspannungen), die Kurzschlussbedingungen auf die Statorwicklung ausüben, machen das Design und die Konstruktion von Überspannungsgeneratoren zu einer Herausforderung.
Der Surgetest sollte sachgerecht und mit einem Testintervall von 60 Sekunden durchgeführt werden, was zuerst überprüft und verifiziert werden sollte. Aufgrund der Länge des gesamten Tests ermöglicht Ihnen der Standard, die Zeit zwischen Stoßspannungsanwendungen zu verkürzen.
Der Zeitraum von 60 s sollte verwendet werden, um genügend Zeit für die Entladung zwischen den Überspannungen zu lassen, wenn ein System den Test in kürzeren Intervallen nicht besteht.
Wenn eine einzelne Einheit wiederholt getestet wird, verschlechtert sie bestimmte versorgungsseitige Komponenten, die während eines Überspannungstests belastet werden. Dies gilt beispielsweise für MOVs. Das wiederholte Testen eines Systems mit demselben Netzteil kann schließlich zu Leistungseinbußen führen.
Ein Kondensator, der in der Nähe des Lastanschlusspunkts über die DC-Versorgung angeschlossen ist, behebt das Problem häufig, indem er sehr effizient eine niedrige Impedanz am entscheidenden Anschlusspunkt bietet, wenn das Endgerät durch kurze Störungen auf der DC-Versorgung oder der Erdungsebene beeinträchtigt wird. Dies kann die Schwere von Unterbrechungen verringern, die in der Systemspannung beobachtet werden.
Ein Ferrit auf dem Erdungskabel mit zwei bis drei Windungen so nah wie möglich am AC-Eingang des Systems kann hilfreich sein, wenn das System über eine Erdungsverbindung verfügt. Dadurch wird die Versorgung durch die Überspannung weniger stark belastet. Diese Strategie hat bei heiklen Anwendungen positive Ergebnisse gezeigt. Schließlich ist die Stromkabelführung des Systems eine häufige Ursache für Probleme. Es ist ratsam, empfindliche Niederspannungselektronik von AC-Eingangskabeln und DC-Kabeln fernzuhalten.
Lisun Instruments Limited wurde gefunden von LISUN GROUP . LISUN Das Qualitätssystem wurde streng nach ISO9001:2015 zertifiziert. Als CIE-Mitgliedschaft LISUN Die Produkte werden auf der Grundlage von CIE, IEC und anderen internationalen oder nationalen Standards entwickelt. Alle Produkte haben das CE-Zertifikat bestanden und wurden vom Drittlabor authentifiziert.
Unsere Hauptprodukte sind Goniophotometer, Sphere integrieren, Spektralradiometer, Überspannungsgenerator, ESD-Simulatorpistolen, EMI-Empfänger, EMV-Testgeräte, Elektrischer Sicherheitstester, Klimakammer, Temperaturkammer, Klimakammer, Wärmekammer, Salzsprühtest, Staubprüfkammer, Wasserdichter Test, RoHS-Test (EDXRF), Glühdrahttest und Nadelflammtest.
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