電機十年EE Tour,  電氣安規

層間短路測試IWT|電感和繞線元件需要的電氣安規

電感和變壓器、馬達,因為有線材環繞在鐵心上,我們也俗稱繞線元件。前面有提到電阻、電容,那這些帶有電感量的繞線元件又需要做什麼特別的測試呢?

以安規測試的角度來看,最重要的,或者說唯一能做的,就是耐壓是否足夠。對於電感,是線對氣隙鐵心;對於變壓器,是一次側對二次側;對於馬達,是定子對機殼。這些耐壓通常使用交流耐壓測試,通常也會再接著進行絕緣阻抗測試。

繞線元件的線,通常都是漆包線,那萬一線材的絕緣漆有損毀或異常呢?上面這些功能會不會就檢測不到?舉例來說,一次側繞線有瑕疵時,但耐壓卻在測一對二次側,中間的絕緣片功能,那不就完全檢測不出來繞線中間有漆包線脫落的狀況?還真有可能!線圈的絕緣漆有損毀,可能會導致微小的部分短路,造成感值細小的變化、或者長期累積的小放電,但要造成問題可能需要好幾年長期的使用。所以對於超精密的元件,或者來說,除了安規測試之外,可能會再加測「層間短路測試」(IWT, Impulse Winding Tester)。

層間短路測試

層間短路測試和電弧偵測有一個共通處,就是都沒有法規規定。進行層間短路測試前,會需要拿一個好的樣品進行取樣,再對同款產品進行測試,只要量測出的波形和取樣的波形不同,即會被判定為瑕疵品。聽起來很怪吧?並沒有一個標準的規格來判別,而是用一個相對值的概念來判斷。如何判斷Pass或Fail呢?其實就是靠兩個波型的面積差別多少來訂,使用者可以自行設定面積大小。

沒錯,所以說這個功能跟電弧測試雷同,都沒有法規規定。測試方法主要根據微積分,比如諧振的面積差、一階微分進行總放電量對比,又或者是二次微分來判斷更細小的放電差異。

在亞洲Impulse Winding Tester最早最知名的廠商,莫過於ECG Kokusai。後起之秀如致茂Chroma,長盛艾諾等大陸廠商。因主要是測電感性零件,在亞洲較為風行。另一個是因為不是依據法規,所以歐美不喜歡。
亞洲同時還更流行的就是組成一個測試系統,把單機和電感包裝、馬達測試抽真空的設備整合起來,這方面可以參考「層間短路的延伸 – 馬達與繞線元件測試系統

Impulse Winding Tester DWX Series

此外,電感或繞線元件等也會測試直流阻抗(DCR, DC Resistance)。因為帶頻率測試的話會因為頻率影響到阻抗,所以一般測試線材阻抗的話,會使用直流來進行檢驗。IWT偵測器還有很多各式各樣的功能等待著大家去發掘,比如崩潰點分析,需要選購後依據實際需求來採購,可別買到貴的產品了!

20210623 Ver 1.1 新增延伸閱讀一段
20200711 Ver 1.0