단락된 권선을 감지하는 방법
이 문서에서는 AT 시리즈 테스터가 단락된 권선을 찾는 데 사용하는 방법을 간략하게 설명합니다.
1. 짧은 회전 감지 및 테스트 소개
인덕터는 일반적으로 코어 주위에 감겨진 긴 와이어로 구성됩니다.
코어는 일반적으로 철이나 페라이트와 같은 일종의 자성 재료이지만 때로는 공기 코어도 사용됩니다.
와이어를 "권선"이라고 하며 이 권선은 여러 권의 권선으로 구성됩니다.
일반적으로 인덕터는 단일 권선이고 변압기에는 대부분 다중 권선이 있으며(단일 권선만 존재하는 "자동 변압기"와 같은 특별한 경우가 있음) 많은 변압기에서는 다양한 권선에 다양한 와이어 직경을 사용할 수 있습니다.
많은 수의 권선 및/또는 매우 가는 와이어를 사용하여 감겨진 인덕터 및/또는 변압기에는 단락된 권선의 존재를 감지하는 방법과 결함 또는 잠재적인 약점을 감지하기 위해 권선에 응력을 가하는 기능이 필요합니다. 시간이 지남에 따라 약점이 될 수 있는 권선 단열재.
권선 결함은 일반적으로 변압기 제조 중 물리적 손상으로 인한 에나멜 손상이나 원선 자체 제조 중 결함으로 인해 발생할 수 있습니다.
이러한 결함은 제조 시점에서 발견되지 않으면 정상 작동 중에 회전이 단축될 수 있습니다.
단락 시 전류 증가로 인한 고온으로 인해 구리가 상당히 빨리 녹고 저항이 낮은 점용접이 생성됩니다.
이 낮은 저항 단락은 한 턴을 완전히 단락시켜 권선 성능과 전체 변압기에 영향을 미칩니다.
2. 단락된 회전 감지
Voltechs AT 테스터를 사용하면 두 가지 테스트 방법으로 짧은 회전 및 잠재적인 취약 영역을 감지할 수 있습니다.
SURGE 또는 임펄스 테스트(SURG) - 가는 와이어 또는 고전압 권선에 적합합니다.
스트레스 와트 테스트. (STRW / STRX) - 라인 전압 권선에 적합합니다.
다음 두 경우 모두 1차측에 스트레스를 가하는 효과에 대해 논의할 것입니다. 그러나 모든 권선에 걸친 기본 전압 유도를 통해 변압기의 모든 권선의 수명을 테스트하게 된다는 점을 기억하십시오.
따라서 항상 가장 많은 회전 수로 권선을 스트레스 테스트해야 합니다. 이렇게 하면 모든 권선에서 생성된 전압보다 더 많은 전압을 유도하지 않고 UUT 및 AT 테스터를 보호할 수 있습니다.
2.1 서지 또는 임펄스 테스트(100V - 5kV DC)
이러한 유형의 테스트에는 보편적으로 정의된 방법이나 측정 매개변수가 없으므로 비교 테스트를 위해서는 완벽한 예시 구성 요소가 필요합니다.
완벽한 구성 요소는 측정 결과를 벤치마킹하여 비교 값으로 사용합니다.
필요한 전압 레벨과 펄스 수는 부품 권선에 필요한 전체 응력 양에 따라 달라집니다.
예를 들어, 번개가 치는 경우 주전원 구동 변압기는 원시 주전원 공급 장치에서 최대 2kV의 스파이크를 경험할 수 있으므로 3kV 전압 레벨의 3개 펄스는 다음을 위해 권선을 적절하게 테스트하고 응력을 가해야 합니다. 회전 간 절연 결함.
주입된 각 고전압 펄스는 과도 전압의 정의된 특성 감쇠 시간을 생성합니다.
열악한 절연 및/또는 짧은 회전은 에너지의 일부를 소실시켜 감쇠 시간을 단축시킵니다.
그림 1(서지 테스트에서 한 펄스의 감쇠 대 시간, 왼쪽=양호한 부분, 오른쪽=나쁜 부분).
AT 시리즈 "SURGE" 테스트는 100V ~ 5kV의 고전압 서지 테스트와 1 ~ 99 임펄스 선택을 제공합니다.
테스트 신호는 테스트 중인 부품의 권선에 커패시터를 방전한 다음 커패시터(AT에서)와 인덕터(UUT) 사이의 공진 관계 길이를 측정하여 생성됩니다.
테스트 프로그램에서 여러 펄스를 요청하는 경우 AT가 공진 펄스가 0에 도달했음을 감지하면 커패시터를 재충전하고 다음 펄스를 위해 다시 방전합니다.
한 펄스 감쇠의 끝과 다음 펄스 감쇠의 시작 사이에 약 100-200ms가 걸립니다.
감쇠율은 AT 서지 발생기와 테스트 중인 부품 간의 관계에 따라 달라지므로 임펄스 및 후속 측정에 대한 사용자 정의 시간 매개변수는 없습니다.
AT에 의해 반환된 결과는 볼트-초 측정(즉, 붕괴 그래프 아래 영역)으로 표시됩니다.
변압기에 결함이 있는 경우 측정 결과는 완벽한 변압기의 값보다 작은 값이 됩니다. 손실로 인해 감쇠 시간이 짧아지고 그래프 아래 영역이 작아지기 때문입니다.
SURGE 방법은 이후의 STRESS WATT 방법보다 더 선호됩니다. 사용 가능한 더 높은 스트레스 전압이 인접한 단일 권선 고장에 더 나은 민감도를 제공하기 때문입니다.
물론 SURGE를 사용하려면 올바르게 제조된 경우에도 부품 설계가 이러한 높은 펄스를 견딜 수 있어야 합니다.
서지 요약
이 테스트를 변압기 설계의 특성 측정 기준으로 사용하는 경우 테스트 한계를 정의하는 데 사용되는 완벽한 기준 부품의 공진 길이에 대한 공진 길이를 평가하여 조기 고장이 발생할 가능성이 있는 부품을 감지할 수 있습니다.
단단히 꼬여 있는 단락이 있거나 약한 부분(예: 에나멜 코팅)이 있는 부품은 전압 펄스의 스트레스로 인해 플래시 오버되므로 재작업이나 폐기를 위해 감지하고 생산에서 제거할 수 있습니다.
2.2 스트레스 와트 테스트(1-270V AC)
2차 개방 회로가 있는 무부하 상태에서 변압기를 테스트할 때 변압기는 여전히 약간의 전류를 소비하고 전력을 소비합니다.
이 전력 소비는 와트 단위로 측정되며 교류 전류를 받는 코일에 의해 흡수되는 전력입니다.
일반적으로 코어 손실(와전류 및 히스테리시스)로 인한 전류 소모는 정상 부하의 몇 퍼센트에 불과하므로 일반적으로 무시할 수 있습니다.
와트 테스트(WATT)는 일반적으로 변압기 전체 라인 전압 및 작동 주파수에서 작동됩니다.
그림 2 - WATT 테스트 1차 220V @ 50Hz, TR 5:1, 2차는 44V @ 50Hz
그러나 품질 보증의 여유를 제공하기 위해 변압기에 정상 작동 전압 이상으로 "스트레스"를 가하는 것도 매우 일반적이며 바람직합니다.
이 스트레스 테스트(일반 WATT 테스트와 달리)는 즉각적인 조건에서는 약점이 나타나지 않을 수 있으므로 장기간 고정된 기간 동안 수행해야 합니다.
이 스트레스 기간 동안 측정된 전력의 순간적인 급격한 증가는 결함을 통해 더 많은 양의 전류가 소비되므로 턴 간 절연 권선 결함 또는 단락된 턴이 존재함을 나타냅니다.
그림 3 - STRESS WATT 테스트 1차측 440V @ 100Hz, TR 5:1, 2차측은 88V @ 100Hz
패러데이의 법칙에 따르면 전압과 주파수를 제공하면 코어 손실이 비례적으로 증가하여 대략 동일하게 유지되어야 합니다. 따라서 스트레스 와트 테스트(STRW)는 변압기 정격 전압의 2배와 주파수 정격의 2배에서 수행할 수 있습니다.
그림 2에서 그림 3까지 전압과 주파수를 비례적으로 증가시켰기 때문에 코어 손실은 동일하게 유지되어 권선이 일반 작동에서 사용되는 것보다 더 큰 전압에서 응력을 받을 수 있습니다.
코어의 자속 밀도(B)는 동일하게 유지됩니다.
B ~ V / (f * A * N)
N = 회전 수
A = 코어의 단면적
V = 적용된 전압.
f = 적용 주파수
실용적인 참고 사항
실제로 자속 밀도를 동일하게 유지하더라도 코어 손실은 주파수에 따라 증가합니다(코어 손실은 자속 밀도와 주파수의 함수입니다). 따라서 STRW는 더 높게 판독될 수 있지만 결과는 여전히 반복 가능합니다. 그리고 특징. F를 다시 두 배로 늘려 코어 손실을 완화할 수 있으므로 100V, 50Hz 변압기의 경우 200V, 200Hz가 110V/100Hz보다 더 적합하다는 것을 알 수 있습니다.
라인 공급 변압기에는 일반적으로 240V 권선이 있으며 2 x 120V 권선을 제공하는 탭이 있습니다.
240V 권선의 전압을 두 배로 높이려면 480V가 필요하며 이는 STRW 테스트의 270V 용량을 초과합니다.
여기서는 다음 중 하나를 제안합니다.
a) 120V 권선(있는 경우)을 정상 작동 시 120V(WATT)에서 개별적으로 테스트한 다음 스트레스(STRW) 테스트에서는 240V에서 테스트합니다. 그러면 480V를 공급할 필요 없이 240V 권선에서 480V가 유도됩니다.
또는
b) 두 배의 작동 전압에서 더 낮은 전압의 2차측을 테스트합니다. 마찬가지로 이는 기본 노드에서 480V를 유도하지만 기본 노드는 테스트에 사용되지 않으므로 개방형 테스트 노드의 5kV 절연은 AT 테스터를 보호합니다.
STRW 요약
AT5600 및 AT3600은 20Hz ~ 1500Hz에서 1V ~ 270V의 스트레스 와트 테스트(STRW)를 제공하여 권선의 턴 간 절연에서 잠재적인 결함을 감지합니다.
사용자는 또한 0.5초에서 180초 사이의 테스트 유지 시간을 지정해야 하며, 이 시간 동안 전력이 지속적으로 모니터링됩니다.
테스트 결과는 와트 단위로 표시됩니다.
전압 및 전류 레벨 확장이 필요한 경우 AT와 함께 Voltech의 AC 인터페이스 고정 장치를 사용하십시오.
이를 통해 외부 승압 변압기 또는 AC 전원을 사용하여 더 높은 전압(최대 600V) 및 전류(최대 10A)를 생성할 수 있습니다.
테스트 신호, 측정 및 통과-실패 기준은 여전히 4X 테스트를 사용하여 AT에 의해 자동으로 제어됩니다. MAGX, WATX, STRX 및 VOCX.