변압기용 Hi-Pot 테스트
AC 및 DC 고전압 안전 테스트 가이드
소개
변압기는 인덕턴스의 원리로 작동하는 전기 시스템의 필수 구성 요소입니다. 권선을 물리적으로 분리하는 설계 덕분에 우수한 절연으로 정확한 전압 변환이 가능합니다. 성숙한 기술임에도 불구하고 변압기는 신뢰성, 효율성 및 제조 용이성으로 인해 여전히 널리 사용됩니다.
장기적인 안전성과 신뢰성을 보장하려면 엄격한 테스트가 필요하며, 특히 권선 간 절연을 검증하는 것이 필요합니다. 가장 중요한 테스트 중 하나는 변압기에 고전압을 인가하여 절연 무결성을 확인하는 Hi-Pot(High Potential) 테스트입니다. 이 문서에서는 AC 및 DC Hi-Pot 테스트 방법론, 산업 표준 및 자주 묻는 질문을 자세히 살펴보고 변압기 안전 테스트의 모범 사례를 이해하는 데 도움을 드립니다.
AT5600에 장착된 Voltech 스타터 고정 장치가 있는 E-Core 적층 변압기 (왼쪽)
AT5600에 장착된 듀얼 인라인 변압기 용 Voltech Kelvin 핀 고정 장치가 있는 SMPS 변압기 (오른쪽)
하이포트 테스트 - 어떻게 그리고 왜?
변압기는 성숙한 기술이 되었음에도 불구하고 세 가지 속성의 독특한 조합으로 인해 여전히 널리 사용됩니다.
1) 정확한 전압 변환.
2) 활성 또는 고체 상태 부품이 없으므로 제조가 쉽습니다.
3) 권선의 물리적 분리로 인한 우수한 절연성.
Hi-Pot 테스트는 표준 저전압(0-240V) 테스트 중에 보이지 않는 절연 오류를 식별하는 데 필수적입니다. 이러한 오류는 공극, 권선 와이어 에나멜의 균열 또는 제조, 운송 또는 취급 중에 발생한 기타 절연 파괴와 같은 기계적 결함으로 인해 발생할 수 있습니다.
Hi-Pot 테스트는 변압기가 전압 스파이크, 돌입 전류, 온도 및 습도와 같은 환경적 변화를 견딜 수 있는지 확인하기 위해 수행되며, 이는 시간이 지남에 따라 절연을 저하시킬 수 있습니다. 저전압 테스트와 달리 Hi-Pot 테스트는 각 변압기에 정상 작동 전압보다 훨씬 높은 전압을 가하여 장기적인 안전성과 성능을 보장합니다.
Hi-Pot 테스트 전압 결정
Hi-Pot 테스트는 설계 단계와 생산 단계 모두에서 수행됩니다.
설계 단계 : 대량 생산에 앞서 재료와 설계의 적합성을 검증합니다.
생산 단계 : 제조 공정의 일관성을 유지합니다.
산업 표준은 일반적으로 안전을 위해 작동 전압의 두 배에 추가로 1000V의 전압으로 변압기를 테스트하도록 규정합니다.
예를 들어, 240V 로 설계된 변압기는 다음과 같은 조건에서 테스트됩니다.
Hi-Pot 테스트 전압 = (2 x 240V) + 1000V = 1480V
이 여유는 변압기가 과도적인 스파이크와 노화 효과를 처리할 수 있음을 보장합니다.
Hi-Pot 테스트를 위한 산업 표준
역사적으로 변압기 테스트는 다음과 같은 별도의 표준에 따라 진행되었습니다.
IEC 60950 : 정보기술장비 안전.
IEC 60065 : 오디오, 비디오 및 이와 유사한 전자 장비의 안전.
그러나 이러한 표준은 오디오, 비디오 및 IT 장비에 대한 안전 프로토콜을 결합한 IEC 62368 표준 으로 대체되었습니다. 새로운 표준은 변압기를 포함한 모든 구성 요소의 안전을 강조하여 공급망에서 Hi-Pot 테스트가 더욱 중요해졌습니다.
하이포트 테스트는 어떻게 실시하나요?
HIPOT 테스트는 아래 다이어그램과 같이 변압기의 단락된 HI 측과 단락된 LO 측 사이에 고전압 신호를 인가하여 수행됩니다.
테스트 절차:
- 고전압 인가 : 변압기의 높은 쪽(HI)과 낮은 쪽(LO) 사이에 전압을 인가합니다.
- 유지 시간 : 전압은 지정된 시간(유지 시간이라고 함) 동안 유지되어 잠재적인 절연 파괴를 감지합니다.
- 전류 측정 : 측정된 전류가 사전 정의된 한계를 초과하면 변압기는 테스트에 실패합니다.
고장 모드 :
- 플래시오버 : 하드웨어 트립 회로에 의해 감지된 갑작스럽고 치명적인 고장으로, 일반적으로 눈에 띄는 불꽃이나 들리는 딱딱거리는 소리로 표시됩니다.
- 측정 실패 : 변압기가 안정된 상태를 유지하더라도 전류가 한계를 초과하는 경우 측정 실패로 분류됩니다.
AC 대 DC 하이포트 테스트: 어느 것이 더 낫나요?
AC Hi-Pot 와 DC Hi-Pot 테스트 중 선택은 업계 표준과 특정 고객 요구 사항에 따라 달라집니다.
HPAC(AC 하이포트 테스트) :
- 전압 범위: 0-5 KV AC, 50-1000 Hz.
- 장점: 램프업 시간이 빠르고 충전량 감소가 빠릅니다.
- 단점: 전류 측정에는 용량 효과가 포함됩니다.
HPDC(DC 하이포트 테스트) :
- 전압 범위: 0-7 KV DC.
- 장점: 저항 전류 흐름을 명확하게 표시하여 AC 효과를 제거합니다.
- 단점: 변압기 정전용량으로 인해 램프업 시간이 길어짐.
Voltech AT5600 의 HPAC 및 HPDC 테스트는 모두 자동으로 잔류 전하를 방전하여 안전을 보장합니다.
AT5600 HIPOT 테스트 모범 사례
Voltech AT5600을 사용하여 Hi-Pot 테스트를 최적화하려면 다음 모범 사례를 고려하세요.
램프업 시간
안정적인 제어 하에서 최대값이 달성되도록 큰 시험 전압을 인가하는 속도를 고려해야 합니다.
이는 특히 대형 테스트 부품(예: 토로이드 변압기 또는 E-코어 적층판)의 경우 변압기의 크기와 정전용량에 따라 0.5~2.0초의 램프 업 시간이 필요할 수 있습니다.
플로팅 노드를 피하세요
가장 좋은 방법은 권선이 떠 있는 것을 방지하기 위해 구성 요소의 모든 단자를 HIGH 또는 LOW로 선택하는 것입니다.
연결되지 않은 단자나 노드는 0V Low와 전원이 공급되는 HIGH 전압 사이 어딘가의 제어되지 않는 전위로 떠다니는 경향이 있습니다.
이는 측정 관점에서 바람직하지 않습니다. 제어되지 않은 권선은 선택한 단자 사이에서 측정되는 매우 작은 전류의 안정성에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.
또한 플로팅 권선은 테스트가 완료된 후에도 충전된 상태로 유지될 수 있으므로 테스트 안전 관점과 단위 보호 관점에서도 바람직하지 않습니다. 이는 물리적으로 더 큰 변압기의 경우에도 특히 그렇습니다.
이러한 전하로 인해 나중에 해당 부동 권선에 대한 저전압 테스트에 영향을 미칠 가능성이 있거나, 최악의 경우 나중에 테스트를 위해 권선을 연결하려고 할 때 AT 테스터에 우발적인 방전이 발생할 수 있습니다.
AT5600 HIPOT 발전기 및 IEC 표준
AT5600은 IEC 62368-1 및 IEC 61010-1의 변압기 테스트 요구 사항과 UL 동등 항목을 충족하도록 설계되었습니다.
이러한 표준은 변압기의 생산 하이포트 테스트에 대한 전력을 요구하지 않지만 테스트 전압과 테스트 기간(또한 " 지속 시간 "이라고도 함)만 지정합니다.
IEC 표준에서는 시험 전압을 요구사항보다 20% 높이는 경우 시험 시간을 1~2초로 단축할 수 있도록 허용합니다.
각 특정 설계가 추가로 20%의 테스트 전압을 견딜 수 있는 한, 이는 제조업체의 테스트 처리량을 크게 향상시킵니다.
완전히 구현하기 전에 적합성을 확인하기 위해 일괄 사전 테스트를 실시하여 확인해야 합니다.
IEC 표준에는 필요한 시험 전압의 증가에 따라 허용되는 시험 시간 감소를 더 자세히 설명하는 경감 그래프가 포함되어 있습니다.
AT5600 HIPOT 발전기의 정격은 250VA입니다 .
10nF나 높은 권선 용량을 사용하더라도 5kV 60Hz에서 필요한 전류는 19.1mA에 불과하여 VA 요구 사항은 96VA에 불과합니다. 따라서 250VA는 가장 큰 변압기에 필요한 전압을 생성할 수 있는 충분한 여유 용량을 가지고 있습니다.
Hi-Pot 테스트 문제 해결 - FAQ
Q1) 두 대의 AT5600으로 동일한 부품을 테스트했는데, 두 장치 모두 HPAC/HPDC에 대해 다르게 읽었습니다.
단위 1 - 3.2uA
단위 2 - 10.0uA
AT5600이 동일한 작은 전류를 읽지 못하는 경우 어떻게 해야 합니까?
답변:
그 어떠한 전기 측정과도 마찬가지로 신호가 0에 가까워질수록 측정값의 오차가 커질 수 있습니다.
HI-pot 측정은 본질적으로 매우 작은 전류를 측정합니다.
이상적인 변압기는 HIPOT 전류 값을 0으로 표시합니다.
이러한 측정값을 안정성과 반복성을 기대하는 일반적인 DCR 판독값(2옴)으로 생각하는 것은 흔한 오해입니다.
그러나 전류가 매우 낮기 때문에 이러한 매우 작은 판독 값은 장치의 고유한 노이즈 플로어에 영향을 받을 수 있습니다.
이를 통해 다양한 테스트 장비에 대한 다양한 판독값을 얻을 수 있지만, 여전히 요구 사항이나 지정한 한도보다 훨씬 낮을 것입니다.
불량한 절연(예: 완전 단락, 권선 사이의 약한 에나멜 등)으로 인해 한계를 넘는 과도한 전류 판독값이 발생하거나 진짜 불량 부품의 경우 하드 플래시 오버/3400 트립이 발생할 수 있습니다.
일부 테스트 장비 제조업체는 특정 숫자(예: 20uA) 미만의 결과를 엄격한 "0.00"으로 반환하지만, 당사는 이러한 작은 결과에 큰(예: +/- 100%) 오차 허용 범위가 적용될 수 있더라도 항상 측정 증거로 숫자를 보고하기로 했습니다.
따라서 테스트 대상 부품이 좋은 절연체이고 전류 측정값이 본질적으로 매우 작은 경우에는 다른 AT 장치에서 약간 다른 HPAC/HPDC가 나타나는 것이 일반적입니다.
Q2) HIPOT 요청 전압을 낮추어도 AT5600에서 3400 오류 코드가 발생합니다.
이 문제를 해결하기 위한 문제 해결 단계는 무엇입니까?
답변:
AT5600에서 3400 TRIP을 일으킬 수 있는 요인이 몇 가지 있습니다.
1, 사용된 고정 플레이트 - 고정 플레이트 자체가 오염되었거나 필요한 전압 스탠드오프에 대한 충분한 여유 공간이 없을 수 있습니다. (경험칙은 1000V 스탠드오프당 최소 1mm입니다)
2. 진짜 나쁜 부분.
3. 부품의 자연적 정전용량이 큰 경우(대형 변압기의 경우 RAMP UP 시간이 늘어납니다).
HIPOT 테스트 중 AT5600의 트립 메커니즘은 단락이나 과도한 전류가 측정되면 작동합니다.
여행이 여러 부분으로 이루어지고, 실제로는 "양호한" 것으로 의심되는 경우, 사용되는 설비를 확인해야 합니다.
다음 두 가지 테스트를 통해 조명 및 장치를 빠르게 테스트할 수 있습니다.
1. 프로그램을 실행(이상적으로는 4~5회)하고 AT 편집기에서 직접 실행합니다. 이때 고정 장치는 장착하되 UUT는 장착하지 않습니다.
측정 테스트(예: R, LS, RLS, Z, MAGI 등)에서는 부품이 없으므로 실패할 것으로 예상됩니다. 그러나 프로그래밍한 HPAC 또는 HPDC 테스트는 통과해야 합니다.
UUT가 장착되지 않은 상태에서 HPAC/HPDC 테스트에 실패하면, 해당 픽스처가 노드를 제대로 분리하지 못하는 것입니다.
고정물을 검사하십시오
A, 윗면에 오염 흔적이 있습니다.
B, 설비 내부의 배선 분리 - 전선이 서로 교차해서는 안 됩니다. 교차로 인해 "크로스토크"가 발생할 수 있습니다.
2. 조명기구가 없고 UTT도 연결되지 않은 장치에서 프로그램을 실행합니다.
위와 같이 하면 장치의 내전압 무결성이 테스트됩니다.
측정 테스트(예: R, LS, RLS, Z, MAGI 등)에서는 부품이 존재하지 않으므로 실패가 예상됩니다.
그러나 프로그래밍한 HPAC 또는 HPDC 테스트는 통과해야 합니다.
고정물이 연결되지 않은 상태에서 HPAC 또는 HPDC에 오류가 발생한 경우 당사에 문의해 주시기 바랍니다.
Q3) HIPOT 테스트 중에 AT5600 화면이 갑자기 깜빡입니다. 제 장비에 결함이 있는 걸까요?
답변:
고전압 테스트(특히 3-5kV와 같이 높은 큰 신호)를 실시하면 공기 중 EMI 방출이 발생할 수 있습니다.
UUT와 AT5600 화면의 상대적 거리로 인해, AT5600의 큰 화면이 이 에너지를 포착할 수 있습니다.
이로 인해 테스트 중에 화면이 깜박일 수 있지만, 이는 시각적인 효과일 뿐이며 장치의 디지털 작동에는 영향을 미치지 않습니다.
테스트가 계속 제어되고 유지되며 AT5600이 테스트를 완료할 수 있는 한 이는 예상되는 동작이며 걱정할 필요가 없습니다.
Voltech AT5600: 안정적인 변압기 안전을 위한 고급 Hi-Pot 테스트
Voltech AT5600은 Hi-Pot 산업 표준을 충족하도록 설계된 고급 변압기 테스터입니다. 테스트. 250VA의 높은 전력 용량으로 최대 10nF의 커패시턴스를 가진 가장 까다로운 변압기도 처리할 수 있습니다. AT5600은 안전과 빠른 테스트 처리량을 위한 자동 블리드 저항과 같은 지능형 기능으로 AC 및 DC Hi-Pot 테스트를 모두 지원합니다.
AT5600 을 사용하면 제조업체는 IEC 표준 준수를 보장하고 테스트 시간을 단축하며 일관되고 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있으므로 변압기 안전 테스트를 위한 이상적인 솔루션입니다.