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HIOKI日置推出局部放電檢測儀ST4200和高壓繼電器盒SW2001 助力高效、可靠的電機生產

發布時間:2025-02-20

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局部放電檢測儀ST4200(左)和高壓繼電器盒SW2001(右)


2025年2月20日,HIOKI日置正式發售局部放電檢測儀ST4200和高壓繼電器盒SW2001,旨在提高電機測試的精度與效率。

隨著電動汽車(EV)和工業應用的迅速發展,市場對可靠的變頻器驅動電機需求不斷增長,局部放電檢測儀ST4200和高壓繼電器盒SW2001正是為滿足這一需求而研發。

局部放電檢測儀ST4200具備先進功能,能夠精準、高效地識別局部放電(PD)現象。它擁有雙模式功能,包括交流局部放電(AC PD)測試和脈沖局部放電測試,能夠在生產階段檢測出潛在的絕緣不良,并降低出貨后的故障風險。除此之外,還配備了高頻電流互感器(CT),具備強大的抗干擾性,即便在干擾嚴重的生產環境中,也能確保準確地檢測局部放電。與高壓繼電器盒SW2001的高效集成簡化了系統布線,降低了線纜復雜度,提高了測量精度,使測試流程更加流暢。

高壓繼電器盒SW2001 旨在通過優化測試流程,與局部放電檢測儀ST4200相輔相成。憑借其靈活、可擴展的架構,且提供多種通道選擇,能夠同時對多臺電機進行測試,顯著提高工作效率。其高度可靠的多路復用設計減少了故障停機時間,使其成為大批量電機制造的理想解決方案。


■ 研發背景
全球向碳中和的轉變

全球向碳中和的轉變加速了電動汽車(EV)和節能型工業系統的普及。2024年,純電動汽車和插電式混合動力汽車的全球銷量同比飆升25.6%,僅12月就達到190萬輛*1。

 

高效電機需求的不斷增長    

在歐洲等地區,相關法規已強制要求使用能效等級為IE4*2及以上的高效電機。國際電工委員會(IEC)將電機能效等級劃分為IE1至IE4,其中IE4等級的電機能效最高,與較低等級的電機相比,能耗更低,運營成本也更低。這類電機通常由變頻器驅動系統控制,由于這使它們承受更高的浪涌電壓,因此增加了絕緣故障的風險。

 

先進功率半導體技術的崛起

碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)功率半導體能夠實現高速、高壓開關,但會使電機承受比其額定工作電壓高2到3倍的浪涌電壓,這可能導致潛在缺陷演變為嚴重故障。據預測,SiC 和 GaN 市場規模將從 2024 年的 14.1 億美元增長到 2034 年的 110.8 億美元,年平均增長率(CAGR)為 22.9%*3。

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變頻器驅動電機系統中浪涌電壓與局部放電現象示意圖,重點展示絕緣應力及潛在故障風險


局部放電(PD)測試的重要性

PD測試對于在電機發生故障前檢測出潛在的絕緣不良至關重要。盡管傳統的50/60 Hz交流高壓測試一直是行業標準,但PD測試通過模擬真實工況能更有效地識別絕緣薄弱點。

 

干擾嚴重環境下的挑戰

盡管 PD 測試具有諸多優勢,但在干擾嚴重的環境(如生產線)下仍面臨著巨大挑戰,傳統的電磁波檢測方法在這種環境下難以保證測試結果的可重復性。此外,現代的生產線需要在高低壓測量之間頻繁切換,大大增加了系統集成與控制的復雜度。

 

HIOKI日置提供可靠的PD測試方案

局部放電檢測儀ST4200:采用高頻電流互感器(CT)技術,可在強干擾環境下實現可靠檢測;

高壓繼電器盒SW2001:通過降低布線復雜度和維護成本,簡化了生產檢測流程,確保在高壓繼電器更換頻率降低的情況下高效運行。

■ 產品特點

1、雙模式局部放電檢測

ST4200具備兩種局部放電檢測模式:交流局部放電(AC PD)測試和脈沖局部放電(Surge PD)測試*4,可有效識別潛在絕緣不良,將諸如火災等嚴重故障的發生幾率降至最低。其中交流局部放電(AC PD)測試,是評估相間絕緣以及各相和鐵芯間絕緣的首選方法,但在中性點閉合的相間結構中存在局限性,在這種情況下,就需要采用脈沖局部放電(Surge PD)測試。

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該圖表展示了電機定子中三種主要的局部放電測試類型:

匝間(turn-to-turn)、相間(phase-to-phase)與各相和鐵芯間(phase-to-core)著重突出了評估絕緣完整性的關鍵路徑


2、高頻CT抗干擾局部放電檢測

ST4200采用高頻電流互感器(CT)技術,可在生產線環境中有效抑制干擾,解決傳統電磁波檢測法因安裝條件差異導致的測量結果波動問題,同時支持對成品電機進行可靠的脈沖PD測試。

 

3、與高壓繼電器盒SW2001高效集成

應對復雜測試環境中的噪聲問題,ST4200可與SW2001組成多路復用架構,通過整合多路輸入信號,減少線纜布線與連接節點,顯著降低電磁干擾(EMI)、接地回路和電容耦合等潛在的干擾源影響,確保測量結果準確可靠。

 

4、可根據測試要求選擇不同通道數(4/8/16/24通道)

SW2001系列提供可定制的解決方案,有4/8/16/24通道的型號可供選擇,以滿足不同的測量需求。通過連接多種儀器可進行六項不同測試 —— 電阻測試、電感測試、浪涌測試、耐壓測試(Hipot)、絕緣電阻測試以及局部放電測試(交流PD與脈沖PD)。SW2001-24型號可同時測試多達三臺三相電機,每臺電機內置兩個熱敏電阻溫度傳感器,無需頻繁重新連接,非常適合并行電機測試生產線。

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高壓繼電器盒SW2001實現高效電機測試

可提供多達24個通道,實現無縫的多項測試集成,支持三臺三相電機的同時測試


5、高穩定性多路復用設計,延長使用壽命

SW2001采用耐高壓繼電器,可安全切換高達8kV的高壓信號,且泄漏電流極小。其強化絕緣的設計,優化了繼電器間距并采用優質絕緣線材,確保測量精度。此外,多路復用架構能夠抑制電機繞組儲能釋放的風險,有效保護低壓測試設備免受損壞。


■ 主要用途

· 電動汽車及工業電機生產中的局部放電測試

ST4200 和 SW2001 為電動汽車(EV)及工業應用中電機的絕緣不良檢測提供全面解決方案,確保生產過程中的高可靠性與安全性。

 

·  電機測試系統構建(靜態電氣測試)

該系統可實現靜態電氣測試(電阻、耐壓、絕緣電阻及局部短路等)的無縫集成,可顯著優化電機測試流程并提升生產效率。

 

*1 2024年全球電動汽車銷量增長25%,創下歷史新高

*2 歐盟新規推動電機能效提升

*3 碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)功率半導體市場規模 - 截至2034年

*4 交流局部放電(ACPD)測試符合 IEC 60270 和 IEC 60034 - 27 - 1 標準 | 脈沖局部放電(Surge PD)測試符合 IEC 61934 和 IEC 60034 - 27 - 5 標準

 

上述信息以文章發布日為準。后續可能會變更,恕不預先告知。使用的公司名稱及產品名稱是各公司的注冊商標或商標。


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