可以透過耐壓試驗中的電流波形觀測來確認馬達・定子有無絕緣缺陷。如果線圈間有絕緣不良的地方，會因更低的電壓導致發生局部放電。

對象

EV 馬達, 變頻器家電馬達, 冷氣壓縮機, 工業用馬達, 工業用幫浦 與其他

市場動向

變頻器・馬達的驅動電壓（切換電壓）目前走向高壓化。EV最大 800 V、洗衣機或冷氣、冰箱等的變頻家電也有超過 400 V ～ 600 V 的產品。一般來說， 如果有 350 V ～ 400 V 以上的電壓差便會產生局部放電。在通用變頻器中，特別是1次側電壓為AC400V時，馬達的局部放電問題變得很明顯。
此外，高速化的變頻器的切換動作，馬達端會產生切換電壓最多2倍～3倍的突波電壓，甚至更容易發生放電（Fig.1）。

課題

耐壓試驗是在絕緣部分施加AC高壓，確認絕緣耐力的試驗。根據電流有效值來進行合格與否的判斷。最近，越來越多想監測此耐壓試 驗(絕緣耐力試驗)波形的需求。
您是否有聽過耐壓試驗中「微弱的」的放電聲？這個聲音的來源是放電(無火花)的聲音。這個放電現象不會顯現在電流值，因此在耐壓  試驗上會判定為合格。但是這個放電可能會在市場上引發絕緣破壞。

在本應用中，我們嘗試通透過壓測試中的電流波形觀測來進行局部放電的檢測。

解決對策

在中性點連接狀態的定子的線圈和接地間連接耐壓計（Fig.3, Fig4）。接地端安裝 2 種的 CT。  CT1 有DC ～ 120 MHz、CT2 有4.8 kHz ～ 400 MHz 的特性。使用MR6000 觀測這２個CT 的電流波形。
 

使用設備    

• 自動絕緣/耐壓測試儀    3153    HIOKI 產品
• 存儲記錄儀    MR6000    HIOKI 產品
• 電流探頭 (CT1)    CT6711    HIOKI 產品
• 高頻 CT (CT2)    CT-B5.0    MAGNELAB
• 高壓探頭    TA044    Pico Technology

 

實測數據1

•    試驗電壓 AC1000 V 中， CT1（藍色）、CT2（白）皆無變化。
•    試驗電壓 AC1400 V 中， CT1、CT2都觀測到了局部放電波形。
•    試驗電壓 AC1400 V 的局部放電波形進行了放大觀測。
以下為影片連結（英文） https://www.youtube.com/watch?v=5QgtKKmsPgk

實測數據2

•    讓磁芯接觸線圈，以試驗電壓 AC1000 V 來觀測電流波形。
•    無接觸時並沒有變化，但若使其接觸，則可觀測到局部放電的波形。
以下為影片連結（英文） https://www.youtube.com/watch?v=4XjBkkZCND0

統整

•    在耐壓試驗中，透過觀測電流波形，可以檢測出只做耐壓試驗時所無法發現的局部放電。
•    如果有絕緣不良，則激發電壓(開始放電電壓)會下降。
•    若是在中性點連接前，則可確認線圈 – 線圈間（Fig.7）的局部放電。
•    若使用示波器的觸發功能，則可能可以進行自動試驗。
•    但是須留意接地或干擾環境。

 

記載內容為 2021 年 8 月 3 日的資訊。產品參數可能會有更改，請以現在發行的為準。

使用了耐壓計和示波器的馬達、定子的局部放電試驗.pdf (2.01M) file_download