Präziser Betrieb von Durchschlagsfestigkeitsprüfungen: Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit elektrischer Produkte

Prüfung der Durchschlagsfestigkeit beurteilt die Fähigkeit von elektrischen Geräten, Isoliermaterialien und Isolierstrukturen, hohen Spannungen standzuhalten. Das Hauptziel besteht darin, zu prüfen, ob die Isolierung Betriebsspannungen oder Überspannungen standhält, ohne ihre Leistung zu beeinträchtigen, und sicherzustellen, dass die Isolierleistung der Geräte den Sicherheitsstandards entspricht.

Grundprinzipien der Prüfung der Durchschlagsfestigkeit:

Das Grundprinzip der Prüfung der Durchschlagsfestigkeit besteht darin, eine Spannung, die höher als die normale Betriebsspannung ist, an die Isolierung des zu prüfenden Geräts anzulegen und für eine bestimmte Zeit aufrechtzuerhalten. Wenn die Isolierung während dieser Zeit einwandfrei funktioniert, erzeugt die angelegte Spannung nur einen minimalen Leckstrom.

Zu den spezifischen Schritten gehören:

• Anlegen einer Hochspannung: Legen Sie eine Spannung an die Isolierung des zu prüfenden Geräts an, die höher ist als die normale Betriebsspannung. Normalerweise beträgt die Prüfspannung das Doppelte der Betriebsspannung des Geräts plus 1000 V. Für ein Gerät mit einer Betriebsspannung von 220 V wäre die Prüfspannung beispielsweise 2*220 V + 1000 V = 1440 V.

• Messung des Leckstroms: Messen Sie den Leckstrom, der innerhalb einer bestimmten Zeit (normalerweise nicht weniger als 5 Sekunden) durch die Isolierung fließt. Wenn der Leckstrom innerhalb des angegebenen Bereichs bleibt, gilt die Isolationsleistung des Geräts als zufriedenstellend.

• Spannungsanstieg und -stabilisierung: Gemäß der Norm IEC 61010 muss die Prüfspannung innerhalb von 5 Sekunden schrittweise auf den erforderlichen Prüfspannungswert (z. B. 5 kV) ansteigen. Halten Sie die Prüfspannung an der geprüften Isolierung mindestens 5 Sekunden lang stabil.

• Bewertung der Isolationsleistung: Vergleichen Sie den gemessenen Leckstromwert mit dem in der Norm angegebenen Leckstromschwellenwert, um zu ermitteln, ob die Isolationsleistung des geprüften Geräts den Anforderungen entspricht.

• Spannungsabfall: Nach Abschluss des Tests muss die Testspannung innerhalb der angegebenen Zeit schrittweise auf Null sinken, um die Sicherheit der Testgeräte und des Personals zu gewährleisten.

Prüfnormen und Spezifikationen:

Die technischen Spezifikationen und Messnormen für die Prüfung der Durchschlagsfestigkeit variieren je nach getestetem Produkt. Im Allgemeinen umfassen die grundlegenden Bestimmungen für die Prüfung der Durchschlagsfestigkeit:

• Leckstrom zwischen stromführenden Teilen und dem Gehäuse: Prüfung der Durchschlagsfestigkeit misst typischerweise den Leckstrom zwischen stromführenden Teilen und dem Gehäuse.
• Prüfspannung: Die Prüfspannung wird auf die doppelte Betriebsspannung des zu prüfenden Geräts plus 1000 V eingestellt.
• Testdauer: Die Testspannung sollte allmählich ansteigen und mindestens 5 Sekunden lang angelegt bleiben.
• Leckstromschwelle: Der gemessene Leckstromwert sollte mit der in der Norm festgelegten Leckstromschwelle verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Isolationsleistung akzeptabel ist.

Die Prüfspannung kann bei manchen Produkten höher sein als die oben angegebenen Werte. Spezifische Anforderungen sind den entsprechenden technischen Normen und Produktspezifikationen zu entnehmen.

Dauer der Prüfung mit dem Durchschlagsfestigkeitsprüfgerät:

Die Dauer der Durchschlagfestigkeitsprüfung variiert je nach Normen und Spezifikationen des Produkts. Im Allgemeinen erfordert die Durchschlagfestigkeitsprüfung eine Dauer von 60 Sekunden, was in Organisationen zur Prüfung der Sicherheitskonformität und in Fabriklabors strikt durchgesetzt wird. In Produktionslinien sind Langzeitprüfungen jedoch oft schwierig umzusetzen, da der Schwerpunkt auf Produktionsgeschwindigkeit und -effizienz liegt. Daher werden in der tatsächlichen Produktion häufig verkürzte Prüfzeiten und erhöhte Prüfspannungen eingesetzt, um die Anforderungen zu erfüllen.

Zu den üblichen Testdauern gehören:

• 60-Sekunden-Test: Die Prüfung der Durchschlagsfestigkeit dauert in Organisationen und Laboren zur Prüfung der Sicherheitskonformität normalerweise 60 Sekunden, um eine umfassende Prüfung der Geräteisolierung zu gewährleisten.

Prüfdauer an Produktionslinien:

• Verkürzte Testzeiten: Viele Organisationen erreichen in Produktionslinien dieselben Testziele, indem sie zur Verbesserung der Effizienz die Testzeiten verkürzen und die Testspannungen erhöhen.
• 1-Sekunden-Test: Einige neuere Sicherheitsstandards, wie Anhang A der IEC60335-1 und IEC60950-1, geben Sie ausdrücklich an, dass routinemäßige Testzeiten nur 1 Sekunde betragen können. Solche Kurzzeittests sind in der tatsächlichen Produktion üblicher.

Aufbau und Komponenten des Durchschlagsfestigkeitsprüfers:

Der Spannungsfestigkeitsprüfer besteht im Wesentlichen aus drei Hauptteilen: dem Spannungsverstärkungsabschnitt, dem Steuerabschnitt und der Anzeigeschaltung. Nachfolgend finden Sie detaillierte Beschreibungen der einzelnen Teile:

Abschnitt zur Spannungsverstärkung:

• Der Spannungsverstärkungsabschnitt umfasst einen Spannungsreglertransformator, einen Verstärkungstransformator und Schalter zum Anschließen und Trennen der Stromversorgung des Spannungsverstärkungsabschnitts.
• Spannungsreglertransformator: Reguliert die 220-V-Eingangsspannung, um den Hochsetzstellertransformator mit Strom zu versorgen.
• Boosting-Transformator: Erhöht die Ausgangsspannung durch die vom Spannungsregler-Transformator geregelte Spannung, um die zum Testen erforderliche Hochspannung zu erzeugen.
• Netzschalter: Steuert die Verbindung und Trennung der Stromversorgung zum Spannungsverstärkungsabschnitt, um den Spannungsverstärkungsvorgang zu verwalten.
• Benutzer können die Ausgangsspannung des Boosting-Transformators steuern, indem sie den Spannungsreglertransformator anpassen, um die gewünschte Testspannung zu erreichen.

Kontrollbereich:

• Der Steuerabschnitt verwaltet Stromproben, Zeitsteuerung und Alarmfunktionen.
• Stromabtastung: Überwacht den Leckstrom des getesteten Geräts und liefert Rückmeldungen, wenn der Leckstrom den eingestellten Wert überschreitet.
• Timer-Schaltung: Legt die Dauer des Tests fest und steuert sie, normalerweise einschließlich einer Countdown-Funktion.
• Alarmkreis: Löst akustische und visuelle Alarme aus, wenn der Leckstrom den eingestellten Wert überschreitet, und unterbricht die Stromversorgung des Spannungsverstärkungskreises.
• Start- und Reset-Steuerung: Schaltet den Spannungsverstärkungsabschnitt nach Erhalt des Startsignals ein und schaltet die Stromversorgung des Spannungsverstärkungskreises nach Abschluss des Tests oder nach Erhalt des Reset-Signals aus.
• Der Steuerabschnitt gewährleistet eine präzise Steuerung von Strom und Zeit während der Prüfung und bietet bei Bedarf Sicherheitsschutz.

Anzeigeschaltung:

• Die Anzeigeschaltung dient zur Echtzeitanzeige von Testparametern, einschließlich Spannung, Strom und Zeit.
• Spannungsanzeige: Zeigt den Ausgangsspannungswert des Boosting-Transformators an, damit der Benutzer die Testspannung überwachen kann.
• Stromanzeige: Zeigt den vom Stromprobenabschnitt überwachten Stromwert an, um bei der Bestimmung der Isolationsleistung zu helfen.
• Zeitanzeige: Zeigt die Countdown-Zeit des Zeitschaltkreises an, um sicherzustellen, dass die Testdauer den Standardanforderungen entspricht.
• Die Anzeigeschaltung liefert Benutzern Testdaten in Echtzeit, um betriebliche Transparenz und Genauigkeit sicherzustellen.

Fazit:

Der Spannungsfestigkeitsprüfer ermöglicht eine Hochspannungsprüfung des zu prüfenden Geräts durch den koordinierten Betrieb des Spannungsverstärkungsabschnitts, des Steuerabschnitts und der Anzeigeschaltung. Der Spannungsverstärkungsabschnitt liefert die erforderliche Prüfspannung, der Steuerabschnitt gewährleistet die Sicherheit und Genauigkeit des Prüfvorgangs und die Anzeigeschaltung bietet eine Echtzeitrückmeldung der Prüfparameter. Durch vernünftiges Design und Bedienung erkennt der Spannungsfestigkeitsprüfer effektiv die Isolationsleistung von Geräten und gewährleistet deren Sicherheit unter normalen Betriebsbedingungen.

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