CORONA-i XT-281
・Discharge Rate(放電率)検出機能搭載
・EV用モーター、インバータ駆動モーター巻線の絶縁試験に最適
・間欠減衰正弦波による試験、印加試験電圧 最高5kV(zero-peak)
概要
パワーエレクトロニクスの進展と省エネルギーの要求に伴い、エアコン、洗濯機、冷蔵庫等のモータとしてインバータ駆動モータが大量に生産されています。近年では家電製品以外にもハイブリッドカーをはじめとする自動車用にも生産が始まりました。
従来、モータの絶縁試験は直流及び商用周波数で行われてきました。しかしインバータからは繰り返しインパルス電圧が加わるために新たな試験方法、装置が必要です。
本装置は、実際のインバータ繰り返しインパルス電圧と同様な試験電圧を加え放電試験を行い、火花放電(フラッシュオーバ)とコロナ放電(部分放電)を検出し、絶縁性能の評価をします。
火花放電は、光と音を伴いエネルギーを消費するので、対象の装置や部品に大きな損傷を生じ、瞬時または短時間で動作不良となります。
一方コロナ放電は、空気のイオン化によって発生するもので、作用が微弱であるため装置や部品の動作は短時間で動作不良となることはまれです。しかしコロナ放電に伴って発生するオゾンによる酸化、熱による損傷により、時間の経過とともに絶縁の劣化を招き、やがて火花放電に至り、動作不良となる可能性があります。
特徴
コロナ放電を検出し、Discharge Rate(放電率)を算出し評価、試験、表示します。
用途
EV用モーター、インバータ駆動モーター巻線の絶縁試験
主な仕様

 

開放出力周波数 48kHz
試験可能負荷 容量性 2nF以下、誘導性 200μH~3mH
試験出力電圧 0.5kV0p ~ 5.0kV0p
駆動パルス幅 50μs
パルス電流 最大40A peak
駆動用DC電圧 0 V ~ 500 V
火花放電計測 火花放電回数をカウントして表示 0~127
コロナ放電計測 コロナ放電率を算出して百分率を表示 0~100
波形モニタ端子 高電圧波形、火花放電波形、コロナ放電波形、ピーク電流、同 期信号
良否判定 設定電圧で設定時間内にコロナ放電が設定率を超える、または 火花放電が設定回数を超えたら不良と判定
高電圧パルス間隔
外形寸法 430(W) × 470(D) × 180(H) mm(本体)
430(W) × 470(D) × 180(H) mm(プローブボックス)
質量 17 kg(本体)     15.5 kg(プローブボックス)
消費電力 500VA
使用環境条件 湿度30%~80%、温度15℃~35℃の範囲で使用されることをお勧 めします
保存環境条件 湿度10%~80%、温度-20℃~60℃の範囲で保存されることをお願 いいたします
バックアップ電池 6ヶ月以上放置すると試験条件の設定値が消える場合があります 。その時は使用開始前に24時間
電源をONにして充電してから試験条件を設定して下 さい。
電源電圧変動 定格電圧±1%
基本動作
基本回路

ゲート電圧を一定時間ON すると、時間と共にIGBTに流れる電流が増加します。その時流れる電気エネルギーは、主に磁気エネルギーとなって内蔵インダクタンスと、試験対象物が誘導性の場合にはそのコイルとに蓄えられます。
IGBTを OFF すると、磁気エネルギーは電気エネルギーに変換されて、高い電圧となり内蔵インダクタンス、内蔵キャパシタンス、試験対象物で構成される回路で共振し振動波形となり、減衰します。
試験対象物のもつ浮遊容量のみでは共振周波数が高くなる場合は、内蔵キャパシタンスにより振動周波数を調整することができます。
また、試験対象物が巻線コア間のように容量性の場合でも、インダクタンスを内蔵しているため減衰正弦波を発生させることができます。
シミュレーションによる各部の電圧と電流
IGBT”ON”時間:50μs
D.U.Tインダクタンス:200μH
印加直流電圧:100V

放電の検出
本装置は間欠的に印加する試験信号毎にコロナ放電、火花放電の有無を検出します。
 
 ・火花放電
  印加試験信号の電圧変化から放電を検出します。
  放電を検出するとカウント(0~127)で表示します。
 
 ・コロナ放電
  試験対象物に流れる電流に含まれる放電信号を検出します。
  放電を検出すると放電率(0~100%)で表示します。
 
放電率
Discharge Rate(放電率)
繰り返しインパルス電圧に対する絶縁物の特性試験、あるいはコイル等の絶縁の試験条件を決めるに当たり部分放電開始電圧(RPDIV)および消滅電圧(RPDEV)を知る必要がありす。
放電開始(消滅)の場合、印加電圧がある値になると急に100%放電する(放電しなくなる)わけではなく、徐々に放電する回数が増えて(減って)いく。しかし滑らかに増えて(減って)いくことはなく、放電したかと思うとしばらくしなくなるというように間歇的、不規則に増えて(減って)いくことが知られています。
その様子を簡単に下図に示します。
2006年IEC61934TSではRPDIVは繰り返し電圧インパルスの回数に対して部分放電インパルス発生回数が50%以上となる最小インパルス電圧として定義されています。

XT-281では繰り返し印加するインパルス電圧に対して放電パルスが発生する割合を表示する機能を設けました。
放電が発生する割合を0.1秒の時定数で移動平均を求め連続的にメータと、数値で表示します。
この機能により、
  試験条件を< 50% >と設定
     ↓
  印加電圧増加
     ↓
  Discharge Rateが<50%>を越える
     ↓
  停止・その時の電圧を表示
とすることが可能です。
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